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聚苯乙烯薄膜挤出拉伸成型技术优化方案

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:一般多采用挤出法把聚苯乙烯挤塑成型薄膜(片)。聚苯乙烯薄膜(片)还可预热后吸塑成型各种形状容器,作各种物品的包装。也可用国产通用级聚苯乙烯树脂与美国菲利浦公司产的改性聚苯乙烯树脂掺混使用,挤出拉伸成型聚苯乙烯薄膜(片)。设备条件 聚苯乙烯树脂挤出成型薄膜(片)用设备一般用通用型单螺杆挤出机即可。

聚苯乙烯薄膜挤出拉伸成型技术优化方案

聚苯乙烯薄膜(片)的应用量仅次于PE、PP和PVC薄膜(片)的应用量。应用较多的聚苯乙烯树脂有通用级聚苯乙烯(GPPS)和高抗冲击级聚苯乙烯(HIPS)树脂。一般多采用挤出法把聚苯乙烯挤塑成型薄膜(片)。如果在树脂中再加入一些韧性树脂,经挤出成型薄片后,再进行纵、横向拉伸成薄膜(BOPS),这种薄膜的性能(脆性)将会得到较好的改进。

1.聚苯乙烯薄膜(片)的性能与用途

聚苯乙烯薄膜(片)是一种无色、透明、质硬、无毒、无味和强度比较好的包装材料,薄膜(片)耐水、耐酸、耐碱,可在-50~80℃温度范围内使用,比较容易挤塑成型薄膜(片)制品,一般成型厚度在0.10~0.25mm范围内,薄膜(片)能够缓慢燃烧。

聚苯乙烯薄膜(片)具有优异的电性能(介电常数为2.4~2.7,且基本上与频率无关;介质损耗角正切为5×10-4,是现有薄膜中最小的一种;介电强度为50kV/mm),非常适合作高频绝缘材料,如国防尖端技术工业中的可变电容器、高频电缆绝缘等。聚苯乙烯薄膜(片)还可预热后吸塑成型各种形状容器,作各种物品(食品、工业制品和农作物)的包装。食品包装用聚苯乙烯薄膜(片)的卫生标准应符合标准GB 9689—1988的规定,见表7-40。

表7-40 食品包装用聚苯乙烯薄膜(片)的卫生标准

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2.聚苯乙烯薄膜(片)挤出拉伸成型工艺

(1)原料选择 用于挤出拉伸成型聚苯乙烯薄膜(片)树脂,目前国内生产牌号种类还不多,可参照本书中1.4.1节内容选择。也可用国产通用级聚苯乙烯树脂与美国菲利浦公司产的改性聚苯乙烯(牌号KR04)树脂掺混使用,挤出拉伸成型聚苯乙烯薄膜(片)。

(2)设备条件 聚苯乙烯树脂挤出成型薄膜(片)用设备一般用通用型单螺杆挤出机即可。螺杆的长径比L/D在(20~25)∶1之间,压缩比为(2~2.5)∶1。挤出成型膜片时,可用衣架形成型模具,采用图7-3所示工艺路线中的三辊对膜片冷却定形;如果挤出吹塑成型薄膜,应采用风冷式为膜泡降温定形。

(3)原料挤出塑化温度

1)机筒工艺温度。加料段130~160℃,塑化段160~180℃,均化段180~200℃。

2)成型模具温度(用衣架型或歧管型结构)。中间部位200℃,两端部位210℃。

3)冷却定形三辊温度。按图7-3所示的方式进片时,要求下辊90℃,中辊85℃,上辊80℃。

(4)工艺操作要点

1)挤出聚苯乙烯薄膜(片)应选用通用级聚苯乙烯(GPPS)树脂和高抗冲击级聚苯乙烯(HIPS)树脂。为了得到较好的制品表观质量,树脂最好先在70℃左右加热1h,然后投产使用。

2)挤出塑化聚苯乙烯树脂时,螺杆结构无特殊要求,用渐变型螺杆结构,长径比为(20~25)∶1,压缩比为2.5∶1。

3)注意树脂塑化时的机筒温度控制。由于PS料是热敏性树脂,熔融料温度偏高或在机筒内停留时间过长,都容易造成熔融料分解。

4)挤出吹塑PS树脂成型薄膜时,应采用风环冷却吹胀膜泡。吹风口间隙应小些,风速平稳,吹向膜泡周围的风量要均匀,以保持膜泡的平稳运行;吹胀比应小于2.5,冷凝线高度应控制在100~150mm范围内。(www.xing528.com)

5)为了保证吹塑膜的充分冷却,注意牵引辊距成型模具出口的距离应不小于口模直径的15倍。

6)对聚苯乙烯片的拉伸,控制拉伸倍数在2.0~2.5倍范围内较适宜;对膜片的纵、横向拉伸倍数应接近(最好1∶1),从而有利于薄膜性能的改进。

纵拉伸辊的预热温度为100~110℃,预热辊的转速比流延冷却辊的速度略快些,纵拉伸辊的温度在110℃左右;横拉伸辊的预热温度在120℃左右,拉伸段温度在125℃左右,定形段温度在110℃左右。

7)也可采用挤出平管式拉伸法生产厚度不大于0.025mm的聚苯乙烯薄膜,如图7-51所示。挤出机机筒加热温度为130~160℃,160~180℃,180~200℃。从成型模具中挤出膜管泡,引入由多个小孔组成的导辊上,膜管在100~130℃温度条件下被导辊引向拉伸,同时用冷风冷却定形。此法生产膜的纵、横向拉伸倍数均为三倍。

3.双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)片材的质量

标准GB/T 16719—2008中规定,双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)片材的厚度偏差见表7-41。双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)片材的力学性能指标见表7-42。

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图7-51 聚苯乙烯挤出平管式拉伸薄膜示意图

1—成型模 2—拉伸导辊架 3—导辊 4—牵引辊 5—卷取辊

表7-41 双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)片材的厚度偏差

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表7-42 双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)片材的力学性能

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①适用于透明防雾片材。

②适用于透明片材。

③适用于经电晕处理未涂膜的片材。

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