Polietilēna plēvju ekstrūzijas izpūšana

 

Polietilēna (PE) plēve ir visvairāk ražotais un plaši izmantotais plastmasas plēves veids. Tas nav -toksisks, bez smaržas, un tam piemīt augsta izturība un stingrība, kā arī lieliska mitruma izturība, ūdensizturība, atveramība, zemas -temperatūras izturība un noteikta caurspīdīguma pakāpe. Tam ir izcilas termiskās-blīvēšanas īpašības ar relatīvi zemu sildīšanas-blīvēšanas temperatūru (aptuveni 100 grādi), kas nodrošina siltuma-blīvēšanu, izmantojot elektrisko sildīšanu un ērtu maisiņu{8}}veidošanu. Polietilēna plēvi tieši ražo, izmantojot ekstrūzijas izpūšanu, izmantojot polietilēna sveķu granulas, parasti bez piedevām; Krāsošanai var iemaisīt krāsu pamatsasijas. Polietilēna sveķu granulas, ko izmanto pūšamajām plēvēm, ietver zema blīvuma polietilēnu (LDPE), lineāro zema blīvuma polietilēnu (LLDPE) un augsta blīvuma polietilēnu (HDPE).

 

 

1. Lauksaimniecības siltumnīcu plēves

Lauksaimniecības siltumnīcu plēves ir plata{0}}platuma plēves, kas tiek veidotas no LDPE vai LDPE un LLDPE sveķu maisījuma, izmantojot horizontālās ekstrūzijas uz augšu{2}}pūšanas metodi. Plēves salocītais diametrs svārstās plašā diapazonā (mazāks vai vienāds ar 1000 mm vai lielāks vai vienāds ar 5000 mm), ar biezumu 0,03–0,14 mm, stiepes izturību, kas ir lielāka vai vienāda ar 12 MPa, un pārrāvuma pagarinājumu, kas ir lielāks vai vienāds ar 300%.

 

Lauksaimniecības siltumnīcu plēves ir lietus necaurlaidīgas, gaismas{0}}caurlaidīgas un siltumu-izolējošas, kas ļauj siltumnīcās visu gadu-audzēt dažādus dārzeņus, augļus un citas kultūras. Pamatojoties uz lauksaimniecības vajadzībām, pašlaik ir vairāku veidu funkcionālās lauksaimniecības siltumnīcu plēves:
(1) Pastiprinātas siltumnīcu plēves: Šīs plēves ir izgatavotas, LDPE pievienojot vairāk nekā 25% (masas daļa) LLDPE sveķu, kas palielina stiepes izturību līdz 20 MPa un stiepes pagarinājumu līdz 400% vai lielāku. Ja plēves pūšanai pilnībā izmantos LLDPE sveķus, stiprība būs vēl lielāka, ar papildu priekšrocībām, piemēram, izturību pret caurduršanu un gludu plēves virsmu, un plēves biezumu var samazināt par 20–30%.
(2) Ilgstoša{0}}siltumnīcas plēves: parasto siltumnīcu plēvju kalpošanas laiks ir 0,5–1 gads, savukārt ilgmūžības siltumnīcas plēvēm var būt divas reizes vai vairāk, sasniedzot 2–3 gadus. Tos ražo, LDPE sveķiem pievienojot 0,3–0,5 masas daļas gaismas stabilizatoru un 0,1–0,3 masas daļas antioksidantu. Pirmkārt, balto eļļu izmanto, lai samitrinātu LDPE virsmu, pēc tam sajauc ar to un visbeidzot izspiež un izpūš plēvēs.
(3) Pret-siltumnīcefekta plēves: uz šīm plēvēm nav ūdens miglas vai ūdens pilienu, kas var uzlabot gaismas caurlaidību un veicināt labāku ražas augšanu. Polietilēna sveķiem tiek pievienots atbilstošs daudzums virsmaktīvo vielu vai pretpilēšanas{1}}masas, lai uzlabotu plēves afinitāti pret ūdeni, ļaujot daudziem maziem ūdens pilieniem uz plēves virsmas saplūst lielos, kas plūst pa plēves sienu uz zemi. Tas novērš ūdens miglu uz plēves iekšējās virsmas, uzlabo plēves caurspīdīgumu un novērš ūdens pilienu tiešu pilēšanu uz kultūraugiem.

2. Lauksaimniecības mulčas plēves

Lauksaimniecībā izmantojamās mulčas plēves ir saīsinātas kā "zemes{0}}pārklājuma plēves" izmantošanai lauksaimniecībā. Tās ir īpaši -plānas plēves, kas izpūstas no LDPE, ar biezumu 0,008–0,014 mm un platumu 600–1000 mm. Parastās bezkrāsainās un caurspīdīgās mulčas plēves galvenokārt tiek izmantotas kā sējeņu-augšanas plēves un ražas{10}}pārklājuma plēves, kas var veicināt agrīnu nobriešanu un palielināt ražu, kā arī novērst slimības un kaitēkļus. Tie parasti tiek ražoti, izmantojot uz augšu{12}}pūšanas metodi.

 

Funkcionālās mulčas plēves tiek krāsotas, polietilēna sveķiem pievienojot 3–5% (masas daļa) krāsvielu, iegūstot dažādu krāsu plēves, piemēram, sarkanu, dzeltenu, zilu, pelēku un melnu. Šīs krāsainās plēves ļauj dažādiem dārzeņiem un augļiem iegūt nepieciešamo gaismas spektru, sasniedzot ražas agrīnas brieduma, ražas palielināšanas, kaitēkļu apkarošanas un nezāļu augšanas kavēšanas mērķus.

3. Iepakojuma plēves

Polietilēna iepakojuma plēves iedala vieglās iepakošanas plēvēs un lieljaudas{0}}iepakošanas plēvēs.
(1) Vieglās iepakojuma plēves: Izgatavoti no LDPE sveķiem, tos galvenokārt izmanto dažādu produktu, piemēram, pārtikas, konditorejas izstrādājumu, konfekšu, dārzeņu, augļu, farmaceitisko izstrādājumu, tekstilizstrādājumu, ikdienas preču un apģērbu iepakošanai. Lai atvieglotu ražošanu automātiskajās iepakošanas līnijās, ir jāpievieno neliels daudzums slīdēšanas līdzekļu vai antistatisku līdzekļu. Tos galvenokārt ražo, izmantojot augšupvērstās-pūšanas metodi vai horizontālās-pūšanas metodi. Plēves salocītā diametra diapazons ir plašs (mazāks vai vienāds ar 70 mm vai lielāks vai vienāds ar 1000 mm), ar biezumu 0,02–0,20 mm un stiepes izturību, kas ir lielāka vai vienāda ar 10 MPa.

 

Vestes, apģērbu somas un citi izstrādājumi, kas izgatavoti no HDPE sveķiem, ir iepirkumu maisiņi dažādām precēm, un tiem ir ievērojams lietošanas apjoms. Tos galvenokārt ražo, izmantojot augšupvērstās -pūšanas metodi, ar salocītu diametru 70–1000 mm, biezumu 0,007–0,10 mm un stiepes izturību, kas ir lielāka vai vienāda ar 25 MPa.

 

(2) Lieljaudas-iepakojuma plēves: šīs plēves tiek ražotas no LDPE sveķiem ar salīdzinoši augstu molekulmasu, izmantojot augšupvērstās -pūšanas metodi, ar biezumu 0,2–0,35 mm. Katrā somā var ievietot priekšmetus, kas sver 20-30 kg. Tos galvenokārt izmanto dažādu produktu, piemēram, lauksaimniecības produktu, ķīmisko izejvielu, ķīmisko mēslojumu, pesticīdu, pārtikas, cukura, sāls, farmaceitisko izstrādājumu un tekstilizstrādājumu iepakošanai.

 

 

Izpūšamajām plēvēm izmantoto LDPE sveķu kausējuma plūsmas ātrumam (MFR) ir plašs diapazons no 0,5–7 g/10 min, un izvēle galvenokārt ir balstīta uz dažādiem plēves lietojumiem (sk. 6.–8. tabulu).

 

 

Tabula 6-8 LDPE sveķu izvēle filmu ražošanai

Filmu veidi	Viegla iepakojuma plēve	Augstas-caurspīdības plēve	Lauksaimniecības plastmasas mulčas plēve	Siltumnīcas plēve	Termiski saraušanās plēve	Lieljaudas-iepakojuma plēve
Sveķu MFR / ( g/10 min )	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

LLDPE plēvēm izmantoto sveķu MFR ir 1–2g/10min, bet HDPE plēvēm – 0,2–1g/10min. HDPE sveķiem ir salīdzinoši augsta kušanas temperatūra un augsta viskozitāte bīdes ātruma izmaiņu diapazonā. Pateicoties tās lineārajai molekulārajai struktūrai, tai ir spēcīga plūsmas orientācija.

 

 

 

1. Ekstrūderi

Parastās LDPE plēves ar salocītu diametru, kas pārsniedz 300 mm, tiek veidotas, izmantojot horizontālās ekstrūzijas uz augšu -pūšanas metodi, ar skrūves diametru 45–150 mm. Ja salocītā diametrs ir lielāks par 1 m, var izmantot divus vienas -skrūves ekstrūderus ko-ekstrudēšanai, lai ražotu plata-platuma plēves. Skrūves garuma -diametra attiecība ir 20–30, un saspiešanas pakāpe ir 3–3,5. Skrūves struktūra ir pakāpeniska{15}}tipa skrūve.

 

HDPE plēvju ražošanai ir piemēroti maza izmēra ekstruderi, kuru skrūves garuma{1}}diametra attiecība ir 16–25. Skrūves konstrukcija ir aprīkota ar bīdes sekciju un maisīšanas sekciju.

2. Die Heads

LDPE plēvēs pārsvarā tiek izmantotas spirālveida galviņas vai zirnekļa galviņas, kuru atveres diametrs ir 100–1000 mm. Ja nepieciešama laba biezuma viendabība, var izvēlēties rotējošu presformas galvu. Galvenie procesi ir augšupvērstā-pūšanas metode un horizontālā{5}}pūšanas metode.

 

HDPE plēvēs tiek izmantotas spirālveida serdeņa galviņas. Jāņem vērā, ka ir jāizvairās no pārmērīgas bīdes ātruma plūsmas kanāla, spirālveida līniju un formas atveres struktūrā un izmēros; pretējā gadījumā var rasties kausējuma lūzums. Sakarā ar iepriekšminētajām HDPE formēšanas īpašībām HDPE plēvju presēšanas atveres izmērs ir salīdzinoši mazs, parasti 30–200 mm.

3. Dzesēšana

Galvenokārt tiek izmantota gaisa gredzena dzesēšanas metode. Ventilatora spiediens ir 4000–8000 Pa, un plūsmas ātrums ir 15–75 m³/min.

 

 

1. Ekstrūzijas temperatūra

Ekstrūzijas temperatūru galvenokārt nosaka polietilēna kausējuma plūsmas ātrums. Jo lielāks ir kausējuma plūsmas ātrums, jo zemāka ir ekstrūzijas temperatūra. Ekstrūdera temperatūra pakāpeniski paaugstinās no padeves atveres līdz filtra plāksnei, un temperatūra pie galviņas būtībā ir vienāda ar temperatūru skrūves galviņā vai nedaudz zemāka par 10–20 grādiem. Tas nodrošina stabilas biezās plēves sagataves un labu plēves caurspīdīgumu. Polietilēna plēvju ekstrūzijas temperatūra ir parādīta 6-9 tabulā.

 

 

Tabula 6-9 Polietilēna plēvju ekstrūzijas temperatūra

Filmu veidi		Skrūves un mucas temperatūra/ grāds			Temperatūra/ grāds
		1. zona	2. zona	3. zona	Savienotājs	Pelējums
LDPE plēve	Viegla iepakojuma plēve Siltumnīcas plēve Lieljaudas-iepakojuma plēve	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 plēve		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
HDPE plēve		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Die Orifice Gap

Formēšanas atveres spraugas izmērs atšķiras atkarībā no dažādiem sveķiem, un tā diapazons ir parādīts 6.-10. tabulā.

 

Tabula 6-10 Formas atveru spraugu diapazons

Filmas veids	LDPE	LLDPE	HDPE
Preses sprauga/mm	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

Palielinoties sveķu kausējuma plūsmas ātrumam, tiek izvēlēta mazāka formas atveres sprauga; kad plēves biezums palielinās, tiek izvēlēta lielāka atstarpe. Piemēram, LDPE lieljaudas{1}}iepakošanas plēvēm MFR ir salīdzinoši maza un plēve ir biezāka, tāpēc tiek izvēlēta 1 mm liela atveres sprauga; LDPE vieglajām iepakojuma plēvēm MFR ir salīdzinoši liela, un plēve ir plānāka, tāpēc atveres sprauga ir 0,5–0,6 mm.

 

LLDPE sveķiem ir augsta kausējuma viskozitāte, un to kausējuma viskozitāte nav jutīga pret bīdes ātruma izmaiņām. Tāpēc LLDPE ekstrūzijas temperatūra ir augstāka nekā LDPE, un arī presēšanas atveres sprauga ir daudz lielāka nekā LDPE. Ja atstarpe netiek palielināta, uz plēves virsmas parādīsies raupji "haizivīdas" raksti.

 

HDPE sveķiem ir salīdzinoši mazs kausējuma plūsmas ātrums, tāpēc to atveres sprauga ir nedaudz lielāka nekā LDPE.

3. Pildināšanas-attiecība

Pēc tam, kad plēves sagatave iziet no presformas galvas, saspiestais gaiss uzspridzina biezās plēves sagatavi, palielinot tās diametru un samazinot biezumu (šķērsvirziena stiepšanās). Uzspridzināšanas koeficients parasti ir 2–5. Uzspridzināšanas koeficients-nedrīkst būt pārāk liels; pretējā gadījumā burbuļa caurule satricinās, burbuļa forma būs nestabila, plēves biezums būs nevienmērīgs un plēve viegli saplīsīs. Palielinoties uzpūšanas koeficientam, palielinās plēves šķērseniskā stiepes izturība, plīsuma izturība un triecienizturība, bet samazinās caurspīdīgums un spīdums, kā arī samazinās gareniskā stiepes izturība. Polietilēna plēvju izpūšanas-attiecības ir parādītas 6.-11. tabulā.

 

6. tabula-11. Polietilēna plēvju uzspridzināšanas koeficienti

 

Filmas veids	LDPE	LLDPE	HDPE
Uzpūšanas{0}}attiecība	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. Draw Ratio

Pēc tam, kad polietilēna plēve iziet no ekstrūzijas formas galviņas un tiek virzīta uz vilkšanas ruļļiem, plēve tiek izstiepta gareniski. Vilkšanas ruļļu lineārais ātrums parasti ir 3–5 reizes lielāks nekā ekstrūzijas lineārais ātrums, tāpēc plēve tiek izstiepta 3–5 reizes garenvirzienā un ievērojami uzlabojas tās gareniskā stiepes izturība. Tas ir izdevīgi, izmantojot plēves iepakojuma maisiņus, jo tie galvenokārt iztur garenisko stiepes spēku.