Екструзионно издухване на филми от поливинилхлорид (PVC).

 

 

След добавяне на пластификатори и други добавки към PVC смолата, гъвкавите PVC филми могат да бъдат произведени чрез процеса на формоване чрез раздуване. В зависимост от вида на използвания стабилизатор, тези филми могат да бъдат прозрачни или полупрозрачни. Те се използват широко като фолиа за-отглеждане на селскостопански разсад, фолиа за покриване на женшен, фолиа за оранжерии, опаковъчни фолиа за различни промишлени суровини, полу{3}}завършени продукти и готови продукти, както и като защитни стикерни фолиа за хартия.

 

1. Формулировки

Съставите на гъвкави PVC фолиа, формовани чрез раздуване, са представени в таблица 6-13.

Таблица 6-13 Състави на гъвкави PVC фолиа, формовани чрез раздуване

Суровина	Дозировка / Части по маса
	Формулировка 1	Формулировка 2	Формулировка 3
Поливинилхлоридна смола (PVC)	100	100	100
Диоктил фталат (DOP)	20	12	12
Дибутил фталат (DBP)	10	9	10
Диоктил себакат (DOS)	7	4	-
Петролен естер	-	5	-
Епоксидиран октадецен	4	5	6
Бариев стеарат	1.6	1.5	0.4
Кадмиев стеарат	0.6	0.6	0.8
Органокалаен стабилизатор	0.5		1.5
Парафин	0.3	0.3	-
Бяло масло	-	-	0.3

Бележки относно съставите на гъвкави PVC формовани-фолия:

Формула 1 е за селскостопански филми; Формула 2 за опаковъчно фолио; Формула 3 за стикерно фолио.

Избрана е PVC смола тип SG-4 със среден{0}}вискозитет. За да се намалят "рибешките очи" (гел частици) във филмите за стикери, формула 3 трябва да използва смола с рехава структура и тясно разпределение на молекулното тегло. Ако формулировка 2 се използва за опаковане на храни, трябва да се избере нетоксична смола.

Дозировката на пластификаторите обикновено е 30-40 части по маса, с максимум 45 части. Превишаването на тази граница ще направи балонната тръба твърде мека, което ще доведе до лоша стабилност на формата и затруднено управление на процеса. Като се има предвид приложението при ниска -температура, както селскостопанските фолиа, така и опаковъчните фолиа изискват добавяне на DOS (студо-устойчив пластификатор), а селскостопанските фолиа (използвани през зимата) се нуждаят от по-висока доза DOS. Епоксидните смоли също служат като стабилизатори.

Стабилизиращата система приема органокалаен или кадмиев стеарат, които предлагат добра прозрачност; не се използват стабилизатори на базата на олово, тъй като фолиата за стикери, селскостопанските фолиа и опаковъчните фолиа изискват прозрачност.

Добавят се лубриканти като парафин и бяло масло. Поради относително ниската дозировка на пластификаторите е необходимо малко количество лубриканти за подобряване на обработваемостта на материалите и предотвратяване на адхезията на филма.

Ако формулировка 1 се използва за селскостопански филми против-капене, трябва да се добави малко количество повърхностно активни вещества (напр. глицерил моностеарат, ксилитол стеарат), като дозата не надвишава 1 част от масата. Повърхностно активните вещества предотвратяват капенето върху вътрешната повърхност на филма, което е полезно за растежа на разсада.

Тъй като селскостопанските фолиа се използват на открито за дълги периоди, ултравиолетовите абсорбери и антиоксидантите могат да се добавят по подходящ начин въз основа на интензитета на светлината в областта на приложение.

Добавките, които възпрепятстват растежа на растенията, се абсорбират от растенията и след това се прехвърлят в човешкото тяло (представляващи рискове за здравето) или причиняват замърсяване на околната среда, са строго забранени във формулите на селскостопански филми.

 

2. Основно производствено оборудване

(1) Оборудване за смесване: мелница с три-ролки с ролки с диаметър 400 mm (оборудвана с водно охлаждане); високо{3}}скоростен миксер с обем 200 L.

(2) Оборудване за екструзионно гранулиране: Екструзионен гранулатор с диаметър на шнека 65 mm, съотношение дължина-към-диаметър (L/D) 15–20 и постепенно заострен шнек.

(3) Оборудване за издухване: екструдер с диаметър на шнека 65 mm, L/D съотношение 20–25 и постепенно заострен шнек. Повечето матрици приемат структура от-тип дорник.

 

3. Поток на производствения процес

PVC фолиата се произвеждат или по метода на формоване с издухване нагоре, или по метода на хоризонтално издухване. Има два процеса на формоване чрез раздуване:

Единият включва директно екструдиране чрез раздухване на прах, като се използва двушнеков екструдер или едношнеков екструдер с голямо съотношение L/D (подходящ за обработка на прах).

Другият включва първо гранулиране, последвано от формоване чрез раздуване. Процесът на последното е показан на Фигура 6-20.

 

4. Условия на производствения процес

(1) Дозиране и гранулиране

За да премахнете примесите от материалите:

PVC смолата се пресява през сито 40 меша (диаметър на отвора на ситото: 0,425 mm).

Пластификаторите се филтрират през медно сито 100 меша (диаметър на отвора на ситото: 0,15 mm).

Други добавки се разреждат с пластификатори и се смилат с помощта на мелница с три-ролки до финост под 80 μm.

След това материалите се претеглят според формулировката и се поставят в смесител. Температурата на месене се контролира на 100–120 градуса, а материалът се изхвърля, когато стане рохкав и еластичен. Омесеният материал се подава в екструзионен гранулатор за гранулиране, като температурата се контролира на 150–170 градуса (прекомерно високите температури трябва да се избягват).

(2) Температура на екструдиране

За да се осигури качество на формоването чрез раздуване, се предпочитат предварително загрятите гранули, тъй като те спомагат за намаляване на консумацията на енергия и подобряват качеството на пластификация на филма. Температурите на екструзия за PVC фолио са изброени в таблица 6-14.

Таблица 6-14 Температури на екструзия за PVC филми

Тип филм	Температура на цевта / градус			Температура на матрицата / градус
	Зона 1	Зона 2	Зона 3	Конектор	Модел на устата
Селскостопански филм	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Опаковъчно фолио	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Стикер филм	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

С увеличаването на дозата на пластификаторите температурата на екструдиране намалява. Въпреки това, температурата на екструдиране не може да бъде твърде ниска, в противен случай повърхността на филма ще стане неравна и ще се появят дефекти като "рибешки очи" и твърди бучки.

(3) Коефициент-нагоре

Коефициентът-на раздуване за PVC филми обикновено е 1,5–3,0. Коефициентът-на раздуване влияе върху здравината и прозрачността на филма. За хоризонталния метод на формоване с раздуване с малък диаметър на сгънат се избира по-голямо-съотношение на раздуване. При същото надлъжно съотношение на изтегляне, увеличаването на съотношението-на издухване подобрява напречната якост на филма, но намалява надлъжната му якост; следователно съотношението-на раздуване не трябва да бъде прекалено голямо.

(4) Коефициент на теглене

Коефициентът на изтегляне за PVC филми обикновено е 4–6, което означава, че скоростта на изтегляне е 4–6 пъти по-бърза от линейната скорост на екструдиране. При действителна работа коефициентът на изтегляне, по-голям от-коефициента на издухване, осигурява по-добра стабилност на мехурчестата тръба. Въпреки това, за балансирани надлъжни и напречни свойства на филма, за предпочитане е съотношението на изтегляне да е равно или близко до съотношението-на издухване.

Увеличаването на скоростта на изтегляне също е ограничено от ефективността на охлаждане на филма. Недостатъчното охлаждане ще доведе до слепване на филма, което ще направи невъзможно отделянето му и ще повлияе на неговата използваемост.

(5) Позиция на пръстена за охлаждащ въздух

Разстоянието между изхода на въздуха на пръстена за охлаждащ въздух и отвора на матрицата обикновено е 50–200 mm. Използва се по-малко разстояние за филмови тръби с по-големи диаметри и по-голямо разстояние за тези с по-малък диаметър. Това разстояние не трябва да е твърде голямо, в противен случай линията за охлаждане на филма ще бъде твърде висока, което е неблагоприятно за охлаждането на филмовата тръба и стабилността на формата на мехурчетата. Височината на охладителната линия обикновено се контролира на 200–400 mm.

(6) Обем на охлаждащия въздух

Обемът на охлаждащия въздух пряко влияе върху охлаждащия ефект. По-големият обем на въздуха подобрява ефективността на охлаждане, но прекалено големият обем на въздуха ще доведе до трептене на филма, което ще повлияе на стабилността на тръбата с мехурчета. Обратно, недостатъчното количество въздух ще доведе до лошо охлаждане и адхезия на филма.

(7) Контрол на ъгъла на охлаждащите затягащи плочи

Ъгълът на охлаждащите затягащи плочи тип „рибена кост“ трябва да бъде добре-контролиран: 30 градуса за метода на хоризонтално издухване и 60 градуса за метода на издухване нагоре. Прекалено големият ъгъл ще причини бръчки върху филма.

 

 

Екструзионното раздуване е един от процесите за формиране на твърди PVC филми. Филмите, произведени чрез този процес, показват висока прозрачност, добра здравина и издръжливост, отлична устойчивост на удар и разкъсване, добра херметичност и не са-токсични, без мирис и вкус-, като ефективно запазват свежестта и аромата на опакованите стоки. Прозрачните твърди PVC фолиа, формовани чрез издухване, приличат на целофан и се използват за опаковане на цигари, бонбони и различни електрически и електронни компоненти.

 

1. Формулиране

Твърдите PVC прозрачни опаковъчни фолиа са твърди PVC продукти- без пластификатори. Смолата от тип SG-6 е предпочитана поради добрата си обработваемост. Ако се използва за опаковане на храни, трябва да се избере смола за хранителен клас, като остатъчното съдържание на мономер на винилхлорид в смолата е по-малко от 5 mg/kg. Типичен състав на твърди PVC прозрачни опаковъчни фолиа е показан в таблица 6-15.

Таблица 6-15 Типичен състав на твърди PVC прозрачни опаковъчни фолиа

Име на суровината	Дозировка / Части по маса	Име на суровината	Дозировка / Части по
PVC	100	хлъзгаво	0.5~1.0
MBS	5~10	Лубрикант	3~4
Модификатор на обработка	1~3	Оцветители	Сума
Стабилизатор	2~4	-	-

 

2. Основно производствено оборудване

Високо{0}}скоростен миксер с обем 300 L.

Екструзионна единица, оборудвана с екструдер (диаметър на шнека: 100 mm, съотношение L/D: 25, съотношение на компресия: 3) с шнекова структура от бариерен тип-.

Матрица с диаметър на отвора 250 mm и междина 1,3 mm.

 

3. Производствен процес

Процесът на твърди PVC прозрачни фолиа е показан на Фигура 6-21.

 

Горният процес включва директно формоване чрез раздуване на прах. Ако екструдерът не е подходящ за директна обработка на прах, първо трябва да се извърши гранулиране (прекомерно високите температури на гранулиране трябва да се избягват). Прозрачните PVC фолиа, произведени чрез раздувно формоване, могат да се използват директно или след антистатично и топлинно{2}}запечатващо покритие. Когато се използва за опаковане на цигари, повърхността на филма трябва да бъде покрита с ниско{4}}температурен-запечатващ материал, чийто основен компонент е винилхлорид-винилацетат съполимерна смола.

Твърдите PVC прозрачни опаковъчни фолиа обикновено се оформят чрез метода на хоризонтално екструдиране-нагоре с раздухване. Основните работни условия са както следва:

Дозиране и месене: Претеглете материалите според формулировката, добавете ги към високо-скоростна месилка и месете в продължение на 5–8 минути при температура от приблизително 102 градуса. След омесването прехвърлете материала в месач с ниска-скорост, за да го охладите до 40–50 градуса.

Формоване чрез екструдиране чрез раздуване: формоването чрез раздуване на прах е подобно на конвенционалното формоване с раздуване на гранули. Температурата на екструдера е 160–180 градуса, температурата на адаптера на матрицата е 180–190 градуса, а температурата на матрицата е 190–210 градуса. Коефициентът на раздуване на филма е 2–3, а скоростта на теглене е 10–30 m/min.