十堰化工机械网

当前的位置是:主页 >> 工业设备选购

纸塑复合包装复合工艺优化

时间:2021-08-18 来源网站:十堰化工机械网

纸塑复合包装复合工艺优化

[摘要] 讨论了复合专用料的制备、LDPE及复合工艺对粘接强度的影响,实验结果表明:加入0.4%的分子量调节剂在240℃时挤出制备复合专用料性能好,在专用料中加入25%~30%LDPE剥离强度最高。调节粘合温度、粘合速度及所隙长度可获得较高的剥离强度。

纸塑复合袋是同PP编织布与牛皮纸复合后,由挤出熔料中封成筒状,再封底而成。PP编织布价格全家抗撕裂性好,使用十分广泛,但强度不高,不宜装粉状物质;牛皮纸无毒,易印刷,有一定刚性,但机械强度不高。用PP编织布与牛皮纸复合可以发挥二者的优点,能制出具有一定刚度,防潮的复合包装袋。

PP编织布与牛皮纸复合是制成高质量包装袋的关键,其复合原使用EVA热熔挤出或EVA浮液溶覆,但价格高,现阶段人们普遍采用高MI值的PP挤出复合。

许多行业要求使用这种纸塑复合包装袋,因而国内需求量猛增,国内一下子上了几百条复合袋生产线。但用一般PP挤出时,制品质量不高,缺陷多。在工作中我们为多家包装袋生产企业解决了复合包装袋的复合工艺问题。本文总结了工作所得,对复合PP粉料进行了改性,并讨论了复合工艺的优化问题。

1 实验部分

1.1 主要原料

PP粉料,MI7g/10min,中天集团产品;LDPE,1C7A,北京燕山石化公司化工一厂产品;分子量调节剂,工业级,市售;其它助剂均为市售工业级。

1.2 仪器设备

RC-90转矩流变仪,德国HAAKE公司;

XRL-400型流动速度率测定仪,吉林大学科教仪器厂;

LWX-10型微控电子拉力实验机,广州实验仪器厂;

S-90-150型纸塑复合生产线,昌达塑料机械厂。

1.3 复合工艺

把PP粉料及所加的助剂混合好,在HAAKE流变仪的锥形双螺杆挤出机上,按设定的温度、转速挤出改性,测定改性料的MI值,按标准选定优化配方。按优化后的配方配好料后,在德国F2-125/1-25型机组上造粒,复合产品后,按国际测试专用料的性能。

将制备的复合料参加LDPE在生产线上挤出复合,测试强度,调整LDPE加入量,确定后,调整其他工艺条件。

2 结果与讨论

2.1 复合专用料的制备

2.1.1 研制基础

涂覆用PP要求其流动性好,即MI值大,成膜性好即分子量分布窄。在丙烯液相本体聚合中,通过调节聚合釜中的氢气的浓度可控制产物的MI,氢气浓度高,则PP分子量低,流动性好,但不同批次的产品MI波动大且分子量分布宽,从而影响成膜性,不可取。

加入分子量调节剂对高分子量的PP进行热化学降解,其高分子量级别分解的幅度远大于低分子量级别,因而使高分子聚合物在分子量降低的同时,分子量分布明显变窄,熔体流动性提高,成膜性变好且与基材的粘结性提高。

2.1.2 分子量调节剂用量的确定

选定分子量调节剂后,其用量直接影响专用料的性能。

2.1.3 制备温度的确定

改性时影响复合料性能的工艺条件主要是温度和挤出速率,特别是挤出温度,挤出温度对MI的影响。

随着温度的升高,调节剂的半衰期减小,分解速度加快,PP分子链特别是大分子链降解增大,因而MI值增大。当温度太低时,调节剂分解不完全,影响专用料的复合,所以温度不能太低;但若温度太高,超过240℃以后,分解温度太快,易引起交联,同时易引起变色,故而挤出最高段温度设定为240℃。

2.2 LDPE含量对剥离强度的影响

用PP挤出熔融涂覆时,涂层坚挺、易碎,使剥离强度降低,最好使用柔性好的乙-丙无规共聚物。共聚物不但价格高,且选择型号受限制,所以在PP中加入适量的LDPE,以改善涂层的剥离强度、手感和柔软性。用LDPE与PP混合,于310℃复合PP编织布与牛皮纸,制成标准样条,测试其剥离强度。

2.3 复合工艺对剥离强度的影响

复合工艺包括复合温度、复合速度及气隙长度等,三者对复合强度影响都较大。

复合温度主要影响熔体粘度及表面氧化,温度越高,熔体粘度越低,表面氧化程度越大,生成羰基的越多,越易与二者特别是牛皮纸的粘合,使其剥离强度越大。但温度过高,会使PP编布熔断,因此,温度一般以不熔断PP编布为限,大多数情况小于350℃。

复合速度越小,复合层厚度较大,熔料停于空气中的时间较长,氧化较多,因而粘合强度较大。但复合速度太小,生产效率低,设备利用率低,生产成本增加。在满足剥离强度时,尽量加大复合速度,复合速度一般在100~400m/min之间。

气隙长度即挤出口模到压辊与冷却辊间粘合点的长度,气隙长度影响熔体在空气中的停留时间,影响表面氧化程度,气隙长度也影响粘合点的温度。气隙长度增大,溶体表面层氧化增大,但粘点温度会降低,故复合强度不一定会增大。但此时可以增大温度,会使复合强度增大。但气隙长度过大,会使表面氧化厉害,影响热封。

实际上述三者的相互影响的,增大气隙长度,可以升高复合温度,升高复合速度;增大复合速度,可以升高温度,降低气隙长度。复合最佳工艺,只能针对每一台设备进行调试。即使对同一台设备,不同的气候条件,也有不同的最佳复合工艺参数。通过正交试验可以得到适合当时条件的工艺参数。所以,每一生产厂家,应针对上述因素有指导地进行正交试验,确定最佳的工艺条件。

我们混配的涂覆料,在湖北楚盛纸塑包装有限公司的设备上复合,通过对工艺进行优化调试后,复合强度达3.63N/25mm,超过3.0N25mm的标准,生产效果良好。

(褚衡 吴幼军 陈绪煌)(湖北工学院化学工程系 )

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。