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多层共挤薄膜:层数越多越好?

更新时间:2019-03-22 17:03:15 来源:中国塑膜网编辑部

多层共挤阻隔膜是指使用多台挤出机,分别将具有较高阻隔性能的树脂和其他树脂的熔体,通过一个共用模头挤出而制得的一种功能性复合膜 。


首先,多层共挤阻隔膜是一种塑料薄膜。在塑料制品领域,我们通常将厚度为0.2 mm 以下的平面状塑料制品称作塑料薄膜,将厚度在0.2~0.7mm之间的称为塑料片材,而厚度大于0.7mm 的称为板材。


多层共挤阻隔膜应当具有一定的气体阻隔性能。这里的阻透性即指塑料制品(容器、薄膜)对小分子气体及气味的屏蔽能力。我们通常用气体透过率来衡量塑料制品阻透性能的大小。


 

PE、PP等通用塑料气体透过率数值较大,即气体的阻透性能较差,而PA、PVDC、EVOH等树脂材料,气体透过率数值比通用塑料低很多,阻透性能较好。因此,通常我们将至少含有PA、PVDC、EVOH中一种树脂材料的多层共挤膜称作为多层共挤阻隔膜。


 

PE,PA,TIE,EVOH等树脂的多层共挤出物,可用于奶制品、果酱,肉制品等的真空包装。


多层共挤出薄膜多采用ABCBA5层对称结构,以PA或EVOH为阻隔层,聚乙烯为热封层。粘合树脂用来间隔不相连的阻隔层和热封层。PA或EVOH是对湿度极其敏感的树脂,得到了聚乙烯层的保护,其优秀的氧气阻隔性能得到了充分的发挥。


通常意义上,多层共挤膜的结构取决于薄膜的功能需求。在满足工艺要求的前提下,通过不同聚合物的组合,满足包装材料的阻隔、热封、本体强度、热穿刺、耐环境适性、二次加工特性、延长储藏和货架期限等功能需求。而从功能需求分析,由五种聚合物形成的组合已足矣。


但在市场上已开始应用七层、九层、十一层乃至更多层的共挤复合薄膜,使之成为一种趋势,并得到迅速的发展。共挤膜的结构设计正逐步要求能系统地达到集功能、技术、成本、环保、安全、二次加工于一体的理想境界。


那么将阻隔层、热封层进行分割,通过更多层的功能分割组合成的多层共挤出薄膜的结构特征有哪些优点呢?下面以7层共挤出薄膜为例与5层共挤出薄膜作个对比


1.  成本对比


在表层上用较便宜的聚合物来代替价高的聚合物,可减少产品的成本,并且具有离子链聚合物的热封性能以及高阻湿性能。具有同样阻隔性和可热封性的材料,7层共挤吹塑薄膜要比5层的更经济。


将两个表层氛围两组,其中一组用料便宜,这样既保持了薄膜的强度,又节省了费用。例如,将两种1KG重的薄膜作比较。5层薄膜所需的材料费用要高于7层薄膜所需费用的19%。如果在5层共挤膜中用廉价的EVA取代离子键聚合物,能与7层膜产品所需的费用相等。但带来的问题是热封强度不足。


 


 

2. 阻隔性


在阻隔层上用两种不同的聚合物来代替单一品种聚合物,可大大提高其阻隔性。例如,将EVOH层与典型的尼龙材料结合在一起,既能保持PA的防穿透性,又因为将EVOH层夹在两层PA胺中间,从而增加了EVOH的强度,提高了EVOH的防裂性,使之成为一种具有高阻隔性的薄膜,而5层共挤薄膜泽无法实现。


添加EVOH增加的费用可加到结构总消耗上。20%PA结构的5层共挤膜的氧气透过率为3.5个单位,但在同样的条件下,将EVOH附加在7层薄膜中,其透过率为0.13个单位。


 


 

3. 防裂性


利用层数更多的共挤出薄膜可改良五层以下PA共挤出薄膜的性能。例如,利用附加粘合层可以通过增加薄膜的水蒸汽阻隔作用,提高薄膜的阻隔性能。同时获得的另一个优点是可以使薄膜更柔软、手感好并具有良好的防裂性能。


 


 

随着高分子合成技术的不断进步,具有独特物理机械性能的新型聚合物可广泛用来满足包装的需要。多层共挤复合基材薄膜的功能及结构将具有更大的灵活性和经济性。通过成型设备、工艺的应用及完善,配合复合结构独特有效的设计将使薄膜生产商对包装功能的多样化、包装结构的合理化、包装效益的最大化等理念的追求及思维方式产生革命性的作用。


但是科学地运用原料,设计合理的产品结构以及与加工工艺的紧密配合,则是摆在我们每一个复合薄膜生产商面前永无止境的挑战性课题。因为只有当加工设备、加工原料、结构设计(加工艺)三者的技术资源得到充分利用,并达到最佳状态时,才能使包装基材在其最终产品上以最经济、最合理、最充分、最廉价的形式出现,并满足市场的需求。



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