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薄膜问题

PA阻隔薄膜晶点成因及解决方法

       薄膜晶点是塑料薄膜加工过程中最大的难点之一,如何有效消除、降低和控制晶点问题是薄膜工程师最大的考验,特别是多层共挤技术尼龙薄膜的加工,因为晶点的成因复杂,在共挤薄膜加工过程中,不同的材料,不同加工特性的树脂必须在同一个模头、相同的加工条件下成型,晶点的消除更为困难。本文将从尼龙薄膜中晶点产生原因、晶点判断及消除等方面与读者进行探讨。

1.    薄膜中晶点产生原因

1.1  聚合物本身属性容易产生晶点。

       因为各原料树脂厂家本身技术和生产工艺差异,使聚合物中残留的催化剂含量有差异,因此在对聚合物进行薄膜加工过程中,在高温下,催化剂继续作用产生过度聚合物,使得聚合物溶体粘滞于模头表面形成晶点;其次聚合物中含氧也会使薄膜产生晶点;再次树脂生产中,因工艺控制原因,造成树脂分子量过高。

1.2 原料树脂被污染

      原料树脂中混入了其他加工温度或不同黏度的原料,导致薄膜加工过程中出现晶点,如PE层中混入PA或PP等原料。

1.3 加工过程中温度控制失当

      在加工过程中,因为温度设置失当,导致聚合物中催化剂对聚合物进行过度聚合,形成晶点。

1.4 加工设备模头本身设计原因

      因设备设计原因,导致聚合物溶体在模头流道表面有滞留。

 

2.    薄膜中各类晶点的判断

2.1 尼龙层中的尼龙晶点  

      通常尼龙层中的尼龙晶点可以被我们用染色的方法来进行区别,可以染色为黄色、褐色或红色。而非尼龙晶点通常保持白色或半透明状态,不会被染上颜色。  尼龙晶点绝大多数是由于尼龙原料在加工过程中发生交联所产生的,也有部分源于设备成型加工区(模头、90度转角、清洗不够)等因素。EVOH晶点的成因则和尼龙晶点的成因非常相似。 

2.2 尼龙层的非尼龙晶点  

       主要源于层与层之间熔体黏度不匹配,粘合树脂或其他熔体进入尼龙层中。这种层间的流动速度和熔体黏度不匹配,使得薄膜局部截面中的某一段中的一层很容易被另外一层挤掉,因此造成了晶点。   

2.3  非尼龙层中的尼龙晶点  

      非尼龙层间产生尼龙晶点的原因有:

  • 尼龙料被混入其他挤出机里;

  • 传统式旋转模头流道间有泄漏;

  • 尼龙层和相邻层的树脂树脂黏度不匹配。

2.4  非尼龙层中的其他晶点  

        这些晶点是交联的原料或者未熔融的树脂颗粒。如果不是PA或EVOH,要确定是何种树脂成分需要对晶点做FTIR测试道。但90%的晶点来自于靠近粘合树脂的较厚层(PA-TIE-晶点层),当然也有例外。 

2.5  非尼龙层中的其他(连续的)小晶点  

       如粘合树脂层中呈连续状的小晶点。这通常是由于粘合树脂受到污染或模具清洗不够、粘合树脂本身的问题所产生的。这类呈连续状的小晶点在每一层都有可能发生,其成因及现象也都极为相似。回料或填充的加入常常有这样的问题。

 

3.  减少或基本消除晶点的方法

       在薄膜吹制工艺中消除晶点,主要有两个途径:

3.1 优化模头设计

      在确保树脂原料不被污染前提下,优化模头设计,例如流道转角设计等。

3.2 提高加工设备的滤网目数

       从生产工艺上来说,虽使用较细的滤网可滤掉大部份聚合物中的晶点,同时亦可滤除吹膜设备螺杆及炮筒部位因聚合物粘滞于模头流道所造成的晶点,但问题是设备背压因此提高,对某些陈旧设备来说,难以做到,因此依靠换滤网,也能对控制晶点提供帮助。

3.3 低温挤出

      保证树脂在完全塑化的情况下,进行低温挤出。

3.4 高速挤出

      提高聚合物熔体的挤出速度,缩短聚合物熔体在模头内部停留时间,防止熔体粘结流道表面。 

3.5 使用加工润滑剂

      润滑剂作用是消除聚合物熔体在模头表面的粘滞层,使被加工的聚合物熔体不能粘滞于模头流道表面,使得聚合物熔体能持续匀速地被推动前进,消除了粘滞于模头表面的聚合物熔体过长时间受热现象,防止了残留的催化剂对聚合物的持续聚合,最终防止了在薄膜吹塑加工工艺中所产生的晶点。

 

 

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