Ekstruderingsblæsestøbning af polyethylenfilm

 

Polyethylen (PE) film er den mest producerede og udbredte type plastfilm. Det er ikke-toksisk, lugtfrit og har høj styrke og sejhed sammen med fremragende fugtbestandighed, vandmodstand, åbningsevne, lav-temperaturbestandighed og en vis grad af gennemsigtighed. Den har enestående varme-forseglingsegenskaber med en relativt lav varme-forseglingstemperatur (omkring 100 grader), hvilket tillader varme-forsegling via elektrisk opvarmning og praktisk posefremstilling. Polyethylenfilm fremstilles direkte gennem ekstruderingsblæsestøbning ved brug af polyethylenharpikspellets, generelt uden behov for tilsætningsstoffer; farve masterbatches kan blandes i til farvning. De polyethylenharpikspellets, der bruges til blæsestøbte film, omfatter polyethylen med lav-densitet (LDPE), lineær polyethylen med lav-densitet (LLDPE) og polyethylen med høj-densitet (HDPE).

 

 

1. Landbrugets drivhusfilm

Landbrugsdrivhusfilm er film med bred-bredde, blæsestøbt-af LDPE eller en blanding af LDPE- og LLDPE-harpikser ved hjælp af den vandrette ekstrudering opad-blæsemetode. Den foldede diameter af filmen spænder vidt (mindre end eller lig med 1000 mm eller større end eller lig med 5000 mm), med en tykkelse på 0,03-0,14 mm, en trækstyrke på større end eller lig med 12 MPa og en brudforlængelse på større end eller lig med 300 %.

 

Landbrugsdrivhusfilm er regntætte,-lystransmitterende og varme-isolerende, hvilket muliggør dyrkning af forskellige grøntsager, frugter og andre afgrøder i væksthuse året rundt. Baseret på landbrugets behov findes der i øjeblikket flere typer funktionelle landbrugsdrivhusfilm som følger:
(1) Forstærkede drivhusfilm: Disse film fremstilles ved at tilsætte mere end 25 % (massefraktion) LLDPE-harpiks til LDPE, hvilket øger trækstyrken til 20 MPa og forlængelsen ved brud til mere end eller lig med 400 %. Hvis LLDPE-harpiks udelukkende anvendes til filmblæsning, vil styrken være endnu højere, med yderligere fordele som punkteringsmodstand og en glat filmoverflade, og filmtykkelsen kan reduceres med 20%-30%.
(2) Long-Life Drivhus-film: Levetiden for almindelige drivhusfilm er 0,5-1 år, mens levetiden for drivhusfilm med lang-levetid kan fordobles eller mere og nå 2-3 år. De fremstilles ved at tilsætte 0,3-0,5 vægtdele lysstabilisatorer og 0,1-0,3 vægtdele antioxidanter til LDPE-harpiks. Først bruges hvid olie til at fugte overfladen af ​​LDPE, derefter blandes med den og til sidst ekstruderes og blæsestøbes til film.
(3) Anti-dryppende drivhusfilm: Disse film har ingen vandtåge eller vanddråber på deres overflade, hvilket kan forbedre lystransmission og fremme bedre afgrødevækst. En passende mængde overfladeaktive stoffer eller anti--masterbatches tilsættes til polyethylenharpiks for at øge filmens affinitet til vand, hvilket tillader adskillige små vanddråber på filmoverfladen at smelte sammen til store, der flyder ned ad filmvæggen til jorden. Dette eliminerer vandtåge på den indvendige overflade af filmen, forbedrer filmens gennemsigtighed og forhindrer vanddråber i at dryppe direkte på afgrøder.

2. Agricultural Mulch Films

Jorddækningsfilm forkortes som "jorddækkende film" til landbrugsbrug. De er ultra-tynde film, blæsestøbt-af LDPE, med en tykkelse på 0,008-0,014 mm og en bredde på 600-1000 mm. Almindelige farveløse og gennemsigtige mulch-film bruges hovedsageligt som kimplante-opdrætsfilm og{10}}afgrødedækningsfilm, som kan fremme tidlig modenhed og øge udbyttet af afgrøder samt forebygge sygdomme og skadedyr. De er generelt produceret ved hjælp af den opadgående-blæsemetode.

 

Funktionelle mulchfilm farves ved at tilsætte 3%-5% (massefraktion) farvestoffer til polyethylenharpiks, hvilket producerer film i forskellige farver såsom rød, gul, blå, grå og sort. Disse farvede film gør det muligt for forskellige grøntsager og frugter at opnå det nødvendige lysspektrum, hvilket opnår målene om tidlig afgrødemodenhed, udbyttestigning, skadedyrsbekæmpelse og hæmning af ukrudtsvækst.

3. Emballeringsfilm

Emballagefilm af polyethylen er opdelt i lette emballagefilm og kraftige-emballagefilm.
(1) Lette emballagefilm: Fremstillet af LDPE-harpiks, bruges de hovedsageligt til emballering af forskellige produkter såsom mad, kager, slik, grøntsager, frugter, lægemidler, tekstiler, daglige fornødenheder og tøj. For at lette produktionen på automatiske pakkelinjer skal der tilsættes en lille mængde slipmidler eller antistatiske midler. De produceres hovedsageligt ved hjælp af opadgående-blæsningsmetoden eller vandret-blæsningsmetoden. Den foldede diameter af filmen spænder vidt (mindre end eller lig med 70 mm eller større end eller lig med 1000 mm), med en tykkelse på 0,02-0,20 mm og en trækstyrke på større end eller lig med 10 MPa.

 

Vestposer, beklædningstasker og andre produkter fremstillet af HDPE-harpiks er indkøbsposer til forskellige varer og har en betydelig forbrugsvolumen. De fremstilles hovedsageligt ved at bruge den opadgående-blæsemetode med en foldet diameter på 70-1000 mm, en tykkelse på 0,007-0,10 mm og en trækstyrke på mere end eller lig med 25 MPa.

 

(2) Kraftige-emballagefilm: Disse film er fremstillet af LDPE-harpiks med en relativt høj molekylvægt ved hjælp af den opadgående-blæsemetode med en tykkelse på 0,2-0,35 mm. Hver taske kan indeholde varer, der vejer 20-30 kg. De bruges hovedsageligt til emballering af forskellige produkter såsom landbrugsprodukter, kemiske råvarer, kemiske gødninger, pesticider, fødevarer, sukker, salt, lægemidler og tekstiler.

 

 

Smelteflowhastigheden (MFR) af LDPE-harpiks, der anvendes til blæsestøbte film, har et bredt område på 0,5-7 g/10 min., og valget er hovedsageligt baseret på de forskellige anvendelser af filmen (se tabel 6-8).

 

 

Tabel 6-8 Valg af LDPE-harpiks til filmproduktion

Typer af film	Letvægts emballagefilm	Høj-gennemsigtig film	Landbrugsplastikfilm	Drivhus film	Varmekrympefilm	Kraftig-emballagefilm
Harpiks MFR / ( g/10 min )	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

MFR for harpiks, der bruges til LLDPE-film, er 1-2 g/10 min, og for HDPE-film er 0,2-1 g/10 min. HDPE-harpiks har en relativt høj smeltetemperatur og høj viskositet inden for intervallet af ændringer i forskydningshastigheden. På grund af sin lineære molekylære struktur har den en stærk strømningsorientering.

 

 

 

1. Ekstrudere

Almindelige LDPE-film med en foldet diameter på mere end 300 mm dannes ved hjælp af den vandrette ekstrudering opadgående-blæsningsmetode med en skruediameter på 45-150 mm. Hvis den foldede diameter er større end 1 m, kan to enkelt-skrueekstrudere bruges til co-ekstrudering for at fremstille film med bred-bredde. Skruens længde{10}}diameter er 20-30, og kompressionsforholdet er 3-3,5. Skruestrukturen er en skrue af gradvis-type.

 

Til produktion af HDPE-film er små-ekstrudere velegnede med et skruelængde-diameterforhold på 16–25. Skruekonstruktionen er udstyret med en forskydningssektion og en blandesektion.

2. Die Heads

LDPE-film bruger for det meste spiralformehoveder eller spider-matricehoveder med en dyseåbningsdiameter på 100-1000 mm. Hvis god tykkelsesensartethed er påkrævet, kan et roterende matricehoved vælges. Hovedprocesserne er den opadgående-blæsningsmetode og den horisontale-blæsningsmetode.

 

HDPE-film bruger spiralformede dornhoveder. Det skal bemærkes, at for store forskydningshastigheder bør undgås i strukturen og dimensionerne af strømningskanalen, spirallinjerne og matriceåbningen; ellers vil der sandsynligvis forekomme smeltebrud. På grund af de ovennævnte støbeegenskaber for HDPE er dyseåbningsstørrelsen på HDPE-film relativt lille, generelt 30-200 mm.

3. Køling

Luftringkølemetoden bruges hovedsageligt. Blæsertrykket er 4000–8000 Pa, og flowhastigheden er 15–75m³/min.

 

 

1. Ekstrusionstemperatur

Ekstruderingstemperaturen bestemmes hovedsageligt af polyethylens smeltestrømningshastighed. Jo højere smeltestrømningshastigheden er, desto lavere er ekstruderingstemperaturen. Ekstruderens temperatur stiger gradvist fra fødeporten til filterpladen, og temperaturen ved dysehovedet er stort set lig med temperaturen ved skruehovedet eller lidt lavere med 10-20 grader. Dette sikrer stabile tykfilmemner og god filmgennemsigtighed. Ekstruderingstemperaturen for polyethylenfilm er vist i tabel 6-9.

 

 

Tabel 6-9 Ekstruderingstemperatur af polyethylenfilm

Typer af film		Skrue & tønde temperatur/grad			Temperatur/grad
		Zone 1	Zone 2	Zone 3	Stik	Skimmelsvamp
LDPE film	Letvægts emballagefilm Drivhus film Kraftig-emballagefilm	120~140 130~140 140~160	150~160 150~170 160~180	170~180 180~190 180~200	170~180 180~190 190~200	160~170 170~180 180~190
LLDPE film		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
HDPE film		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Dyseåbningsgap

Størrelsen af ​​dyseåbningen varierer med forskellige harpikser, og dens rækkevidde er vist i tabel 6-10.

 

Tabel 6-10 Udvalg af dyseåbninger

Filmtype	LDPE	LLDPE	HDPE
Dysegab/mm	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

Når smeltestrømningshastigheden af ​​harpiksen stiger, vælges et mindre dyseåbningsgab; når filmtykkelsen øges, vælges et større mellemrum. For LDPE tunge-emballeringsfilm er MFR'en relativt lille, og filmen er tykkere, så der vælges en dyseåbning på 1 mm; for LDPE lette emballagefilm er MFR relativt stor, og filmen er tyndere, så dyseåbningen er 0,5-0,6 mm.

 

LLDPE-harpiks har høj smelteviskositet, og dens smelteviskositet er ikke følsom over for ændringer i forskydningshastigheden. Derfor er ekstruderingstemperaturen for LLDPE højere end for LDPE, og dyseåbningen er også meget større end for LDPE. Hvis mellemrummet ikke øges, vil filmoverfladen fremstå ru "hajskinds"-mønstre.

 

HDPE-harpiks har en relativt lille smeltestrømningshastighed, så dens dyseåbning er lidt større end LDPE's.

3. Blow-Op-forhold

Efter at filmemnet forlader matricehovedet, blæser trykluft det tykke filmemne op, hvilket øger dets diameter og reducerer dets tykkelse (tværstrækning). Opblæsningsforholdet- er generelt 2-5. Blow-forholdet må ikke være for stort; ellers vil boblerøret ryste, bobleformen vil være ustabil, filmtykkelsen vil være ujævn, og filmen vil let knække. Når opblæsningsforholdet øges, øges filmens tværgående trækstyrke, rivestyrke og slagstyrke, men gennemsigtigheden og glansen falder, og den langsgående trækstyrke falder. Opblæsningsforholdet for polyethylenfilm er vist i tabel 6-11.

 

Tabel 6-11 Opblæsningsforhold for polyethylenfilm

 

Filmtype	LDPE	LLDPE	HDPE
Blow-Op-forhold	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. Tegneforhold

Efter at polyethylenfilmen forlader ekstruderingsdysehovedet og er ført til trækrullerne, undergår filmen en langsgående strækning. Den lineære hastighed af trækvalserne er generelt 3-5 gange hurtigere end den lineære ekstruderingshastighed, så filmen strækkes 3-5 gange i længderetningen, og dens langsgående trækstyrke er væsentligt forbedret. Dette er fordelagtigt ved brug af filmemballageposer, da de hovedsageligt bærer langsgående trækkraft.