熱封用塑料薄膜性能及生產配方
2007-01-27 00:00 來源:作者:周祥興 責編:中華印刷包裝網
熱封用塑料膜的性能要求和工藝選擇
熱封用塑料膜有以下幾個重要的性能要求:(1)熱封起始溫度要低,以適應于高速自動制袋充灌機的使用要求;(2)熱封用塑料膜應有良好的耐寒耐熱性;(3)熱封強度要高;(4)熱間剝離強度要大,即:熱間剝離距離要小,這就是說在熱封時,因機械拉力等的作用,已經熱封了的部分,被重新剝離開的部分要很小;(5)要有良好的夾雜物熱封性,即:熱封面被油污灰塵污染仍有良好的熱封強度;(6)動靜摩擦系數應在0.2~0.4之間,以便于粉狀和粘性液體的充分足量的灌裝;(7)具有良好的耐破包裝物。
對塑料薄膜的生產工藝而言,共有擠出吹膜法、擠出流涎法、溶劑流涎法、壓延法等多種,而這些工藝之中,擠出流涎法生產的薄膜由于縱橫向性能平衡、無內應力、熱封性優的特點最適宜用于熱封。但是擠出流涎設備投資大,限制了實際的使用率,使用面較廣的是擠出吹膜法生產的熱封膜,應當注意的是擠出吹膜時的拉伸比和牽引比都應當較小一點,且二者應平衡,防止因拉伸比或牽引比過大,引起過多的塑料分子因拉力作用而產生定向結晶,使薄膜喪失熱封性。在生產耐熱性較好的聚丙烯熱封用膜時,應使用水冷卻法的下吹法擠吹膜,才能使PP膜有良好的熱封和透明性。溶劑流涎法因需要使用到大量的溶劑,成本貴,溶劑回收設備大、投資大、耗費大,一般極少使用,只在生產極薄、高性能電子包裝膜時才使用。壓延法只使用在PVC薄膜、片材上,對熔體流動性很好的聚烯烴塑料而言,只適用于無機填充量較大時才使用。
熱封用塑料薄膜配方
一、降低熱封溫度的配方
各種熱封薄膜的起始溫度如下:LDPE135℃,LLDPE148℃,EVA(VA含量7.5%)107℃,EVA(VA含量12%)93℃,EMA(乙烯丙烯酸甲酯)79℃,EMAA(乙烯甲基丙烯酸)93℃,Surlyn121℃,EAA(乙烯丙烯酸)93℃。
上述各種樹脂均有良好的相容性,可以互相配混后進行擠出吹膜或擠出流涎,以降低熱封溫度,例如:LDPE+EVA(50%+50%),其中VA含量提高,熔融溫度還可降低,例如:可以用VA含量25%的EVA吹膜級牌號,則混合膜的熱封起始溫度可降低到90℃左右,但添加量不宜過高,因為EVA膜拉伸強度較低,過高的VA含量粘度大。降低熱封溫度的其他配方如下:LDPE(50%)+50%EMA;LDPE70%+30%EAA;LDPE70%+30%EMAA等。乙烯和丙烯酸的共聚物是一種粘結性樹脂(ties),又叫相容劑。
二、提高熱封薄膜耐寒性或耐熱性的配方:
各種熱封用塑料的耐寒性比較如下:EVA、EAA、EMAA可耐-65℃~-73℃,LLDPE可耐-68℃~-73℃,PC(聚碳酸酯)可耐-65℃~-75℃,LDPE可耐-48℃~-50℃,MDPE可耐-42℃~-45℃,Surlyn可耐-38℃~-42℃,HDPE可耐-40℃,聚苯乙烯可耐0℃,均聚丙烯可耐5℃,共聚丙烯(含乙烯5%~8%的共聚物)可耐-8℃。
由上可知,聚乙烯及其丙烯酸共聚物均有良好的耐低溫性,而均聚聚丙烯的耐寒性差,可用共聚方法將丙烯同乙烯共聚在一塊來提高丙烯均聚物的耐寒性,隨乙烯單體用量的提高,可提高共聚聚丙烯的耐寒性,如:乙烯含量5%~8%為-8℃,乙烯含量達20%時,耐寒性可達-15℃,且薄膜柔軟性提高,聚丙烯耐寒性也可同乙烯同丙烯酸的共聚物摻混來提高,其配方如:HPP50%+EVA50%,HPP(均聚聚丙烯)70%+30%EAA;HPP70%+30%EMA:HPP70%+30%EMAA。應當指出的是聚乙烯和聚丙烯的相容性不是很好,僅一般,因此PE+PP共混是不可取的。還有一關,PP同Surlyn樹脂沒有相容性,因此二者不能共混改性。
各種塑料的耐高溫性如下:EVA、EAA、EMAA可長期耐55℃~85℃,LDPE耐85℃~100℃,MDPE耐95℃~105℃,HDPE耐115℃~120℃,Surlyn耐70℃~85℃,LLDPE耐95℃~115℃,PS耐85℃,HPP耐140℃,共聚丙烯(B-CPP)130℃~135℃,PA66耐160℃~165℃。在需要耐溫性的熱封薄膜時,一般可直接使用HPP膜或B-CPP膜。只有以乙烯同丙烯酸及其酯的材料為主要熱封材料時,才使用PP來共混改性,提高耐熱性,例如:70%EAA+30%B-CPP,70%EMAA+30%B-CPP。
三、提高熱封溫度的配方
在2kg/cm2的壓力和0.5s的熱封棒熱封508μm,即:2.0密耳(mil)厚變下的熱封強度如下:LDPE:1800g/25.4mm寬、LLDPE為2500g/25.4mm寬、EVA(VA7.5%)為1800g/25.4mm寬,EVA(12%VA)1700g/25.4mm寬、EMA是1300g/25.4mm寬、EMAA1800g/25.4mm寬,Surlyn2000g/25.4mm寬、EAA是1700g/25.4mm寬。
由上可見,LLPE是熱封強度較高的。最為普通的是使用LDPE50%+LLDPE50%的混合料來作為熱封薄膜,有良好的熱封強度。
四、夾雜物熱封性
夾雜物熱封性的性能比較如下:離子型聚合物(Surlyn)MPE>LLDPE>HDPE>MDPE>LDPE>EVA。
包裝用聚烯烴熱封塑料薄膜的其他配方、性能特點
以下配方生產的擠吹膜或流涎膜均可用于熱封內膜,也可作單膜包裝用。
配方一:HDPE70%+LDPE30%+白色原料,擠出吹膜,可用于巴氏殺菌簡易包裝牛奶膜,淺冷保藏和銷售,有3天的適用期。
配方二:HDPE/LDPE或HDPE/EVA共擠,特點是該共擠膜內層有較低的熔點而外層有高強度,適用于內封層和簡易牛奶膜,熱封時不會有粘液沾在封切刀上。
配方三:HDPEMI<1g/10min+0.3~0.7%的硬酯酸鈣成核劑用于擠吹,其薄膜有高強度和改善了的透明性,透明度由67%提高到73.5%。可用于垃圾袋、手袋、購物袋,還可使用苯甲酸0.4%、苯甲酸鈉0.25%、碳酸鈉0.2%、滑石粉0.05%,均有同樣的提高透明度的作用。
配方四:LDPE或者LDPE50%+LLDPE50%或其他聚烯烴符合用熱封層薄膜添加600PPM以上的芥酸酰胺擠出吹膜或擠出流涎,做成干式復合薄膜后,在35℃下,一個星期熟化后可以有0.2~0.4的動靜摩擦系數,適用于粉狀、高粘度液狀物的包裝,關鍵是熟化溫度在35℃左右,不能太高。
配方五:LDPE70~85%+MPE5~15%,價格適中,而有良好夾雜物熱封性,高度的熱封強度,吹膜時,膜泡穩定,厚薄的均勻度較好。
配方六:HDPE(MI20g/10min),90份重+LLDPE(MI2g/10min),10份重;旌虾髷D出吹膜,有良好強度和熱粘合性,良好夾雜物熱封性。
配方七:乙烯-丙烯嵌段共聚物(MI0.5g/10min),30%;HPP(MI0.5g/10min),30%;HDPE(MI0.3g/10min),40%
混合擠出吹膜,有良好耐撕裂強度,耐115℃的高溫蒸煮,高度的耐應力開裂性。擠出片材可用于真空吸塑成型各種器皿。
配方八:美國DowChemical公司生產的LLDPE(Dowlex2045)98.5%,美國Eastman公司生產的低分子量聚乙烯EpoleneN1.8%,共混后在130安培80rpm的轉速下,用普通擠出機擠出吹膜,可以有74kg/h的生產量。擠膜可用于熱封膜或單膜包裝用。
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