紙塑復合袋是同PP編織布與牛皮紙復合后,由擠出熔料中封成筒狀,再封底而成。PP編織布價格全家抗撕裂性好,使用十分廣泛,但強度不高,不宜裝粉狀物質;牛皮紙無毒,易印刷,有一定剛性,但機械強度不高。用PP編織布與牛皮紙復合可以發揮二者的優點,能制出具有一定剛度,防潮的復合包裝袋。
PP編織布與牛皮紙復合是制成高質量包裝袋的關鍵,其復合原使用EVA熱熔擠出或EVA浮液溶覆,但價格高,現階段人們普遍采用高MI值的PP擠出復合。
許多行業要求使用這種紙塑復合包裝袋,因而國內需求量猛增,國內一下子上了幾百條復合袋生產線。但用一般PP擠出時,制品質量不高,缺陷多。在工作中我們為多家包裝袋生產企業解決了復合包裝袋的復合工藝問題。本文總結了工作所得,對復合PP粉料進行了改性,并討論了復合工藝的優化問題。
1 實驗部分
1.1 主要原料
PP粉料,MI7g/10min,中天集團產品;LDPE,1C7A,北京燕山石化公司化工一廠產品;分子量調節劑,工業級,市售;其它助劑均為市售工業級。
1.2 儀器設備
RC-90轉矩流變儀,德國HAAKE公司;
XRL-400型流動速度率測定儀,吉林大學科教儀器廠;
LWX-10型微控電子拉力實驗機,廣州實驗儀器廠;
S-90-150型紙塑復合生產線,昌達塑料機械廠。
1.3 復合工藝
把PP粉料及所加的助劑混合好,在HAAKE流變儀的錐形雙螺桿擠出機上,按設定的溫度、轉速擠出改性,測定改性料的MI值,按標準選定優化配方。按優化后的配方配好料后,在德國F2-125/1-25型機組上造粒,復合產品后,按國際測試專用料的性能。
將制備的復合料參加LDPE在生產線上擠出復合,測試強度,調整LDPE加入量,確定后,調整其他工藝條件。
2 結果與討論
2.1 復合專用料的制備
2.1.1 研制基礎
涂覆用PP要求其流動性好,即MI值大,成膜性好即分子量分布窄。在丙烯液相本體聚合中,通過調節聚合釜中的氫氣的濃度可控制產物的MI,氫氣濃度高,則PP分子量低,流動性好,但不同批次的產品MI波動大且分子量分布寬,從而影響成膜性,不可取。
加入分子量調節劑對高分子量的PP進行熱化學降解,其高分子量級別分解的幅度遠大于低分子量級別,因而使高分子聚合物在分子量降低的同時,分子量分布明顯變窄,熔體流動性提高,成膜性變好且與基材的粘結性提高。
2.1.2 分子量調節劑用量的確定
選定分子量調節劑后,其用量直接影響專用料的性能。
2.1.3 制備溫度的確定
改性時影響復合料性能的工藝條件主要是溫度和擠出速率,特別是擠出溫度,擠出溫度對MI的影響。
隨著溫度的升高,調節劑的半衰期減小,分解速度加快,PP分子鏈特別是大分子鏈降解增大,因而MI值增大。當溫度太低時,調節劑分解不完全,影響專用料的復合,所以溫度不能太低;但若溫度太高,超過240℃以后,分解溫度太快,易引起交聯,同時易引起變色,故而擠出最高段溫度設定為240℃。
2.2 LDPE含量對剝離強度的影響
用PP擠出熔融涂覆時,涂層堅挺、易碎,使剝離強度降低,最好使用柔性好的乙-丙無規共聚物。共聚物不但價格高,且選擇型號受限制,所以在PP中加入適量的LDPE,以改善涂層的剝離強度、手感和柔軟性。用LDPE與PP混合,于310℃復合PP編織布與牛皮紙,制成標準樣條,測試其剝離強度。
2.3 復合工藝對剝離強度的影響
復合工藝包括復合溫度、復合速度及氣隙長度等,三者對復合強度影響都較大。
復合溫度主要影響熔體粘度及表面氧化,溫度越高,熔體粘度越低,表面氧化程度越大,生成羰基的越多,越易與二者特別是牛皮紙的粘合,使其剝離強度越大。但溫度過高,會使PP編布熔斷,因此,溫度一般以不熔斷PP編布為限,大多數情況小于350℃。
復合速度越小,復合層厚度較大,熔料停于空氣中的時間較長,氧化較多,因而粘合強度較大。但復合速度太小,生產效率低,設備利用率低,生產成本增加。在滿足剝離強度時,盡量加大復合速度,復合速度一般在100~400m/min之間。
氣隙長度即擠出口模到壓輥與冷卻輥間粘合點的長度,氣隙長度影響熔體在空氣中的停留時間,影響表面氧化程度,氣隙長度也影響粘合點的溫度。氣隙長度增大,溶體表面層氧化增大,但粘點溫度會降低,故復合強度不一定會增大。但此時可以增大溫度,會使復合強度增大。但氣隙長度過大,會使表面氧化厲害,影響熱封。
實際上述三者的相互影響的,增大氣隙長度,可以升高復合溫度,升高復合速度;增大復合速度,可以升高溫度,降低氣隙長度。復合最佳工藝,只能針對每一臺設備進行調試。即使對同一臺設備,不同的氣候條件,也有不同的最佳復合工藝參數。通過正交試驗可以得到適合當時條件的工藝參數。所以,每一生產廠家,應針對上述因素有指導地進行正交試驗,確定最佳的工藝條件。
我們混配的涂覆料,在湖北楚盛紙塑包裝有限公司的設備上復合,通過對工藝進行優化調試后,復合強度達3.63N/25mm,超過3.0N25mm的標準,生產效果良好。
紙塑復合包裝復合工藝的優化
2012-12-13 09:00:13 作者: 來源: 評論:0 點擊:
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