多層共擠出複合
多層共擠出複合是採用數台擠出機同種或異種樹脂同時擠入一個複合模頭中,各層樹脂在模頭內或外匯合形成一體,擠出複合后經冷卻定型即成為複合薄膜。共擠 出複合的主要特點是:多層薄膜一次擠出成型,其工藝簡單,節省能源,生產效率高,且成本低;複合薄膜柔軟,手感舒適;因層與層之間無需使用粘合劑,所以不 存在殘留溶劑問題,薄膜無異味,適用於食品和醫療器具的包裝。其主要缺點是廢料難以回收利用。
常見共擠出複合薄膜的層數一般為2~7層,其結構特點及用途見表14-11。
表14-11 多層共擠出複合膜的幾種結構特性與用途
結構 |
特性 |
主要用途 |
LDPE/LDPE |
微孔密封 |
鮮奶、郵包、一般包裝 |
LDPE/EVA |
易熱封、無茵 |
重負荷包裝、醫療用品包裝 |
HDPE/EVA |
可無菌處理、易熱封 |
血清等離子、麵包、食品包裝 |
HDPE/LDPE |
高強度 |
糧食、食品、濃縮果汁、化肥等包裝 |
LDPE/HDPE/LDPE |
兩側封口好、不卷邊、強度高 |
糧食、郵包、 |
EVA/PP/EVA |
同上 |
同上 |
EVA/HDPE/EVA |
同上 |
同上 |
LDPE/粘合樹脂/PA6 |
阻水、阻氣、強度高 |
香腸、奶製品、冷凍肉製品、醫用包裝、軍械包裝 |
EVA/粘合樹脂/PA6 |
同上 |
同上 |
LDPE/粘合樹脂/PA6/粘合樹脂/LDPE |
結構平衡、不捲曲、阻隔性好、封口強度好 |
同上 |
LDPE/粘合樹脂/PA6/粘合樹脂/LLDPE(HDPE) |
阻隔性好、封口強度高,机械性好 |
同上 |
1.共擠出複合薄膜各層間的粘合。共 擠出複合主要用於塑料之間的複合,它是根據分子相容性原理髮展起來的。因此,只有分子結構相同或相似的塑料之間如 PE/PE、 PE/PP等才能很好的粘合。若分子結構完全不同的塑料複合,就必須引入另一種與兩者均能親和的樹脂作增粘層。如PE/NY的複合中,可採用單一的離子聚 合物或共混物作為增粘層。用單一的離子型聚合物大都共擠於PE層上,然後再與NY層結合在一起,其增粘效果好,但成本較高。
共混料可由離子聚 合物和PE樹脂混合,或PE樹脂和NY樹脂混合,雖然混合料的增粘效果不及離子聚合物,其粘接強度一般只有純離子聚合物的15~20%,但對於許多用途來 說,是完全可以滿足要求的,且成本低。另外,還可以用PE、NY和離子聚合物三者的混合物作增粘層,但其粘合強度低於上述混合料。常用樹脂層間粘合強度的 比較見表14-12。
在共擠出複合中,不同樹脂熔融膜彙集在一起並複合成一體可以在口模內部或外部進行。模內複合可將三種、五種甚至更多種樹脂複合在一起,層與層之間的粘結主要依靠樹脂間的互溶性及親合力,且要求不同樹脂的熔融溫度相差不能很大。樓外複合又稱多縫式複合。
它可在熔融膜層匯合前直接在層與層之間使用增粘劑來改善粘合強度,且允許不同樹脂的熔融溫差大些。但此法因需要採用幾隻分開的模孔而結構比較複雜,且往往局限於生產兩層或三層複合薄膜。所以在共擠出複合中通常使用的是模內複合。
表14-12 常用樹脂層間粘附強度的比較
樹脂品種 |
LDPE |
HDPE |
EVA |
離子聚合物 |
PP |
NY |
PET |
PVDC |
LDPE |
|
|
|
△ |
△ |
× |
× |
△ |
HDPE |
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|
|
△ |
× |
× |
× |
× |
EVA |
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△ |
△ |
× |
× |
△ |
離子聚合物 |
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△ |
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(×)° |
× |
PP |
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× |
× |
× |
NY |
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× |
× |
PET |
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|
× |
PVDC |
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注:不能剝離,否則材質破壞
△粘附良好,界面剝離強度在400g/15mm以上
×無粘附力
°一定品種的聚酯
2.共擠出複合工藝。共擠出複合工藝一般分為平膜法和泡管法兩種。
平膜法是採用T型複合模頭平擠出多層片膜,經複合冷卻定型后即成為產品。它一般採用模內複合方法。
泡管法是採用多模孔管狀模頭擠出多層管狀膜坯,在多層管坯內通入壓縮空氣使之吹脹,經冷卻定型后即成為產品。泡管法可採用模內複合和模外複合,模外複合 時,模頭往往帶有引入氧化性氣體的通道,可在層與層匯合前在層間引入活性氣體如氧氣、臭氧等進行活化處理,以增加各膜層間的粘合。
共擠出複合中,擠出溫度、複合壓力等工藝條件的適當控制,模頭的結構形式,以及不同樹脂間的相溶性和配合性等,對複合薄膜的質量都有很大的影響。
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