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新聞詳情

聚異丁烯在拉伸纏繞膜中的應(yīng)用

一)概述

      纏繞膜(Stretch wrap film)又叫彈性膜,它在使用時(shí)可以利用薄膜自身具有的自粘彈性拉伸纏繞,靠薄膜表面的粘彈性和使用時(shí)使用的拉張力把商品緊緊地包裹起來(lái),達(dá)到保護(hù)商品的目的。
纏繞包裝膜可以用于運(yùn)輸包裝,例如大型托盤的纏繞包裝、集裝箱、箱的纏繞包裝,也可以用于短距離運(yùn)輸和銷售包裝,如日用品包裝,不銹鋼管、塑料管材、型材的纏繞包裝,塑料裝飾板、卷地板、卷地毯纏繞包裝等。
按使用方法可分為機(jī)用拉伸纏繞膜和手用拉伸纏繞膜,大多數(shù)的拉伸纏繞膜都是透明的,少數(shù)的黑色機(jī)用拉伸膜主要適合于比較貴重的產(chǎn)品,不被引起注意可以有效防盜。
      用于拉伸纏繞膜的原料有PVC(聚氯乙烯)、LDPE(低密度聚乙烯)、LLDPE(線性低密度聚乙烯)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)以及PB(聚丁二烯)等,目前國(guó)內(nèi)纏繞膜的生產(chǎn)主要是采用LLDPE、LDPE為原料。
根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備的不同,拉伸纏繞膜的生產(chǎn)工藝主要有兩種:流延法(cast line)和吹塑法(blown line)。其中,應(yīng)用最早的是吹塑成膜法,利用流涎成膜法較之吹塑成膜法,生產(chǎn)效率高,產(chǎn)品厚度均勻性佳、透明性高,而且可以減少增粘劑的用量,有利于降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,優(yōu)點(diǎn)眾多,在纏繞薄膜生產(chǎn)中,流涎成膜法目前居主導(dǎo)地位,吹塑工藝主要用在比較特殊的地方,如牧草膜、耐高穿刺膜和防銹纏繞膜等。但流延成膜法也具有一次性投資較大的缺點(diǎn)。
由于投資門檻較低,目前國(guó)內(nèi)纏繞膜的市場(chǎng)的主要生力軍是一些使用國(guó)產(chǎn)設(shè)備的小生產(chǎn)商,他們約占了市場(chǎng)70%的份額。
 
二)纏繞膜用增粘劑

1)增粘劑的作用及類型

      包裝用纏繞薄膜必須具備兩個(gè)最基本的性能,一個(gè)是要有良好的機(jī)械強(qiáng)度、較佳的延伸性和良好的回彈性;二是其表面(單面或雙面)要具有較強(qiáng)的粘性。聚乙烯可以制得具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、較佳延伸性和良好回彈性的薄膜,但難于制得具有足夠表面粘性的塑料薄膜,因此生產(chǎn)聚乙烯纏繞薄膜時(shí),往往需要借助于增粘劑類添加劑的加入,以提高薄膜的表面粘性。
工業(yè)化生產(chǎn)中,聚乙烯纏繞薄膜可以用使用的增粘劑有低分子聚異丁烯(PIB)、密度在0.905以下超低密度聚乙烯(VLDPE)以及EVA樹(shù)脂等。EVA樹(shù)脂因可能產(chǎn)生酸味,價(jià)格較高,性價(jià)比低等因素,現(xiàn)在已鮮有使用;超低密度聚乙烯具有柔軟性好、粘性較高、耐穿刺強(qiáng)度高的特點(diǎn),均可用于制造纏繞薄膜,但也存在性價(jià)比較低的問(wèn)題,實(shí)際使用較少;低分子量的聚異丁烯,作為聚乙烯纏繞薄膜的增粘劑,則具有粘性調(diào)節(jié)范圍較大、粘性調(diào)節(jié)方便,而且價(jià)格比較低廉,性價(jià)的綜合優(yōu)勢(shì)比較明顯。因此,低分子聚異丁烯及其母料,是目前聚乙烯纏繞薄膜生產(chǎn)中最常使用的增粘劑。
聚異丁烯之所以能夠成為出色的增粘劑,原因除了在于其固有的粘性之外,還因?yàn)樗哂信c聚乙烯薄膜不相容的特性,由于不相容,聚異丁烯會(huì)逐漸的遷移到薄膜的表面,從而產(chǎn)生粘性。

2)纏繞膜對(duì)聚異丁烯的性能要求

      聚乙烯纏繞薄膜使用中所需要的“粘性”,實(shí)際上既要有良好的剝離粘性又要有良好的搭接粘性。剝離粘性越高,托盤越不易散包,且薄膜的密封性越好;搭接粘性越高,薄膜越不易發(fā)生縱向位移,因此要想獲得牢固的包裝,特別是托盤之類的商品的大型集成包裝,必須使薄膜的剝離粘性和搭接粘性達(dá)到均衡。
不同分子量(MW )的低分子聚異丁烯對(duì)聚乙烯薄膜的粘著效果起決定性作用。分子量不同, 粘著性能亦隨之不同。分子量高的聚異丁烯使薄膜具有更高的最終剝離粘著性, 但隨著聚異丁烯分子量的增加, 搭接粘著力會(huì)衰減;而相對(duì)低分子量的聚異丁烯雖然具有較好的搭接粘著力,但是分子量太低的話,由于其較易揮發(fā)會(huì)導(dǎo)致粘性保持期過(guò)短。因此,選擇合適分子量的聚異丁烯,才能使得纏繞膜具有最佳性能。綜合考慮以上因素以及使用過(guò)程中的便利程度,結(jié)果表明,數(shù)均分子量在1300左右的聚異丁烯比較適用于增加纏繞膜的自粘性能。
為了求得剝離粘性和搭接粘性達(dá)到理想均衡,一些廠商還選擇將不同分子量大小的聚異丁烯進(jìn)行組合,來(lái)用于聚乙烯纏繞薄膜的增粘。例如法國(guó)寶利得公司提供的聚乙烯纏繞薄膜增粘用聚異丁烯,就是不同分子量的低分子聚異丁烯的混合物。

3)聚異丁烯的最佳添加量

     纏繞膜的自粘性能與聚異丁烯的加入量成正相關(guān),但是,當(dāng)聚異丁烯的加入量超過(guò)3%以后,隨著聚異丁烯加入量的增加,纏繞膜自粘性的提高變得不明顯,繼續(xù)提高聚異丁烯的加入量,則會(huì)導(dǎo)致析出的聚異丁烯在膜表面集結(jié)成塊,造成薄膜自粘性不均,甚至膜卷很難打開(kāi)。為保證纏繞膜的最終性能,并綜合考慮原料成本問(wèn)題,聚異丁烯的添加量應(yīng)控制在1%-3%之間。
PIB有一個(gè)滲出過(guò)程,一般要三天左右以后薄膜表面才能產(chǎn)生足夠的粘性;另外,PIB的遷移速度與存放的溫度有關(guān):其夏天遷移析出速度較快、而冬季遷移速度慢。因此在生產(chǎn)纏繞膜時(shí)加入聚異丁烯的比例應(yīng)隨季節(jié)變化有所調(diào)整,即:冬季生產(chǎn)時(shí)加入量比夏季加入量要多一點(diǎn)。
不同的生產(chǎn)工藝由于裝置的差別,聚異丁烯的使用量也有所不同。由于吹塑工藝生產(chǎn)的薄膜厚度的均勻性不如流延膜好,因此吹塑工藝中聚異丁烯的使用量應(yīng)稍高于流延工藝,具體的使用量的差別還需參考不同用戶具體的工藝條件而定。

4)大林、日石聚異丁烯與國(guó)產(chǎn)聚異丁烯性能比較

      用于纏繞膜生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)聚異丁烯主要有吉化的JHY-1300以及錦州的JINEX6130,與它們相比,大林及日石聚異丁烯在性能上主要有以下優(yōu)勢(shì):
(1)粘度:大林、日石的聚異丁烯的粘度高于相同分子量的吉化及錦州的產(chǎn)品,因此用量可以相對(duì)少一點(diǎn);
(2)氫化程度:大林、日石的聚異丁烯的氫化程度高于JHY1300 和JINEX6130,在使用過(guò)程中不會(huì)因?yàn)楸谎趸绊懤p繞膜的色澤以及使用性能。

5)PIB增粘母粒

     低分子聚異丁烯是一種粘稠性的液態(tài)物質(zhì),  PIB與聚乙烯粒料間的混合物,在采用通用型擠出機(jī)生產(chǎn)塑料薄膜時(shí),物料將不能順利擠出,需采特殊的擠出設(shè)備,如料斗帶有強(qiáng)制加料器的擠出機(jī),強(qiáng)制喂入LLDPE和PIB的混合料,或者使用可泵入粘性液體的特種擠出機(jī),泵入PIB。為方便生產(chǎn),人們開(kāi)發(fā)了用于生產(chǎn)聚乙烯纏繞薄膜的高濃度PIB增粘母粒,這種母粒是由PIB和聚乙烯按一定比例混合制成,它和塑料制品生產(chǎn)中經(jīng)常使用的各種母料的形態(tài)相似,具有良好的流動(dòng)性,使用方便,可用普通薄膜成型機(jī)組,順利生產(chǎn)聚乙烯纏繞薄膜。

6)增粘母粒與聚異丁烯比較

     由于增粘母粒也是由聚異丁烯組成,因此作為增粘劑在性能上與聚異丁烯并無(wú)區(qū)別,增粘母粒最大的優(yōu)點(diǎn)便是使用方便。
目前市場(chǎng)上的增粘母粒有國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口兩類,但是由于增粘母粒的生產(chǎn)過(guò)程存在一定的成本,因此在價(jià)格上高于聚異丁烯,導(dǎo)致其作為聚乙烯纏繞薄膜增粘劑時(shí)的配方成本要明顯地高于聚異丁烯直接作為增粘劑時(shí)的配方成本。從而導(dǎo)致其市場(chǎng)占有率遠(yuǎn)不及聚異丁烯。
 
三)保鮮膜

     保鮮膜是人們常用的一類保鮮食品的塑料包裝制品,目前市場(chǎng)上的保鮮膜主要有三種,第一種是聚乙烯,這種材料主要用于食品的包裝,如水果、蔬菜等,包括在超市采購(gòu)回來(lái)的半成品用的都是這種材料;第二種叫聚氯乙烯,這種材料也可以用于食品包裝;第三種是聚偏二氯乙烯,,主要用于一些熟食等的包裝。由于PVC類保鮮膜中使用的增塑劑有致癌作用,而PVDC的生產(chǎn)成本太高,因此國(guó)內(nèi)大多數(shù)的保鮮膜都傾向于使用PE作為原料。
保鮮膜是纏繞膜的一種,但是由于它不需要像纏繞膜那么高的自粘性能,因此,聚異丁烯的使用量會(huì)更少,聚異丁烯主要用來(lái)增加產(chǎn)品柔韌性及自粘性。


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