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PVC热收缩薄膜的新进展.pdf

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38塑料包装2003年第13卷第2期PVC热收缩薄膜的新进展周祥兴热收缩薄膜是一种良好的薄膜包装材料,它具有以下一些优点:(1)良好的透明性,可以让顾客直接看到被包装了的商品,便于顾客挑选商品;(2)紧贴商品外形,可以适用于各种形状的商品的包装,包装内容物广泛;(3)防窃性、防尘性优良;(4)可以把多种商品包装在一个热收缩包装袋内,防止个别小商品的丢失,也方便于顾客携带;(5)选用不同的树脂及配方,可以生产出不同机械强度及功能的、热收缩薄膜,既可用于强度较低、商品重量较小的内包装,也可用于要求强度较高的集装箱用的机械制品,建筑材料等用的运输包装(外包装)。热收缩薄膜最早出现在二次世界大战中的德国,使用PVDC经双向拉伸后用来包装武器,防止生锈。所以热收缩薄膜从一开始工业化生产后就使用在工业品包装上,后来才把热收缩薄膜用于食品包装。例如:PVDC肠衣膜用于香肠包装等。热收缩薄膜是利用薄膜在高弹态下纵向和/或横向拉伸了的能量储存在薄膜中,利用热塑性塑料具有的双向或单向拉伸前的形态具有的记忆效应,在再遇到热时能恢复拉伸前的形态的功能来达到包装目的。热收缩薄膜是广泛的高聚物具有的记忆效应的具体应用例子。热收缩薄膜的生产方法是树脂颗粒进入挤出机后使用挤出吹膜或挤出流涎的方法生产出圆筒状膜或平板状厚膜,对于结晶型聚合物,为了防止并减少结晶度,应使用冷却水骤冷方法来冷却厚膜,因为结晶了的厚膜是不能进行双向或单向拉伸,拉伸会使结晶破坏,降低膜的机械强度和性能。生产了的厚膜重新加热到树脂的Tg—Tf温度下,即:玻璃化温度一熔融温度之间的高弹态下进行机械的纵向和/或横向拉伸,然后冷却成为热收缩薄膜。对于无定形聚合物,如:PVC,可以直接由熔融态冷却到高弹态后就进行拉伸,冷却后卷取成热收缩薄膜,无需骤冷后再加热。各种树脂的Tg、Tf及拉伸取向温度列于表1中。各种塑料的热收缩温度、收缩率和收缩力表1各种聚合物的Tg、Tf及取向温度(玻璃化结晶聚合物温度)熔点Tf取向温度Pn7O25585~llOPVC未增塑1O5170115~1455%增塑PVC90170100~13015%增塑PVC6o17070~100PP165135~14514O100~12018O14O~145PEllO80~llO134120~130聚氟乙烯193~198175~185P0M18O~185130~180PET70245~25580~90纵向100~110横向如表2中所示。PVC由于透明性优良,容易改性而易满足不同强度和包装性能的要求,电绝缘性能优良,本身具有良好的阻燃自熄性,而广泛用于生产热收缩薄膜,用于印刷标签、电线电缆接头收缩套管、收缩包装用。PVC热收缩薄膜的生产过程如下:PVC树脂原料开包、检验、过筛、配方一混炼一造粒一挤出厚膜一风冷一热水浴沸水加热一定型筒横向吹胀一夹膜辊熄泡一收卷成热收缩膜。PVC热收缩薄膜生产过维普资讯http://www.cqvip.com2003年第13卷第2期塑料包装39表2各种塑料的热收缩温度、收缩率及收缩力厚度最大收缩率收缩力收缩温度烘道空气温度热封温度塑料薄膜m%N/cm离子型树脂25.4—76.220—4010o.4—172.490.5—135121—176.6121—204.5聚丁烯12.7—50.840—8068.96—241.487—176.6121—204.5148.9—204.5PE,一般25.4—50.820—7024.46—68.9687—148.9121—19o.5121—204.5PE,重荷50.8—254.020—7024.46—68.9687—148.9121—24|6.1121—204.51.VA25.4—254.020—7027.58~62.465.5—12193.3—16o93.3—176.6交联PE15.24—38.150—80206.8—413.793.3—176.6148.9—232176.5—204.5PP12.7—38.150—80206.8—413.793.3—176.6148.9—232176.5—204.5PS125.440—7068.96—413.790.9—132.2132.2—16o121—148.9PVC,一般12.7~38.130—70103.4—206.865.5~148.9167.2—154.5135—187.9PVC,重荷38.1—76.255162.4—206.865.5—148.9167.2—154.5135—187.9PVDC(同PVC的共聚物)10.16—16.415—6o34.5—137.566—14393.3—144.9121~148.9程中,因热缩膜的用途不同而有不同的生产配方,现把一些典型的配方列举如下:(一)无毒PVC透明食品包装用热收缩薄膜配方:PVC树脂(悬浮级六型或七型树脂粉,VCM<1PPm)1oo份重ACR3.5PHRCPE3PHR无毒有机锡稳定剂2.5PHR环氧大豆油4PHR硬脂酸钙O.5~1PHR硬脂酸厂酯0.5PHR硬脂酸三甘油酯O.3~0.5PHRDOP增塑剂5PHR(二)软质PVC无毒透明热收缩薄膜的配方PVC树脂粉(悬浮六型或七型树脂粉,VCM<1PPIn)MBSCPEDOP增塑剂环氧大豆油无毒有机锡稳定剂100份重2PHR3PHR3OPHR~5OPHR5PHR2.5PHR硬脂酸钙O.5~1PHR石腊O.5PHR硬脂酸厂酯1PHR(三)硬质PVC着色无毒热收缩薄膜配方PVC树脂粉(悬浮6型或7型树脂粉,VCM<1PPm)1oo份重ABS3PHRCPE4PHRPVC色料或EVA为载体(树脂的色义料)适量环氧大豆油3PHR无毒液体钙锌复合稳定剂3PHR填料石粉5PHR石腊O.5PHR硬脂酸O.3~0.5PHR(四)电线电缆接头用热收缩套管配方(硬质):PVC(悬浮6型或7型)100份重MBS3PHRCPE3PHRDOP5PHR三盐基性硫酸铅2.5PHR三盐基性亚磷酸铅2.5PHR维普资讯http://www.cqvip.com塑料包装2003年第13卷第2期白色色义料适量活性CaCO,,300目以上的细度1O~20IPHR丁腈橡胶P83粉5PHR硬脂酸钡1PHR石腊O.5PHR硬脂酸O.5PHR美国230增亮剂O.5~1PHR配方说明:对于硬质PVC热收缩薄膜而言,最好使用悬浮型6型或7型树脂,虽然在电线电缆连接用热收缩膜上,其体电阻率不如2型或3型树脂高。但是,7型树脂成型性好,生产实践证明,使用2型或3型树脂时很难成型,生产的硬质PVC,热收缩膜硬而脆,不能折叠收卷。采用增塑剂增塑时,发生随增塑剂含量的增加,热收缩温度随之下降,例如:使用悬浮3型PVC树脂粉,添加30~50PHR的DOP增塑剂,可以在一7O左右的温度下双向拉伸,其制品在4O左右就可以发生收缩,无法在热天保存。况且随增塑剂含量的增加,电线电缆用热收缩套筒的体电阻率下降,因此,我们在电线电缆接头用PVC热收缩套筒生产时,仍然使用加工较容易的6型或7型树脂,为了提高绝缘性,使用了三盐和二盐相结合的热稳定剂并适当提高膜厚度,以保证绝缘性,P83丁腈橡胶既有良好的加工性、弹性、耐性,又可以提高强度,提高PVC制品的耐应力开裂性。活性CaCO,主要是提高制品绝缘性、阻燃性、降低成本。在PVC热收缩薄膜生产过程中,硬质PVC收缩膜的加工温度为185~195oC,拉伸温度可以在沸水中进行,也可以在电热丝加热的热烘道中于100~120oC下进行,还可以在挤出厚膜后,经自然冷却到100~120oC之后再横向吹胀,纵向牵引快辊拉伸成为双向热收缩膜。当PVC热收缩薄膜用于容器热收缩标签或电线电缆热收缩接头时,只需要单向取向,然后,按收缩方向分切后,用溶剂封合的方法进行所谓合掌而成为收缩套筒,合掌用混合溶剂配方如下:(一)二甲苯5O%四氢呋喃5O%(二)甲乙酮5O%甲苯25%氯仿25%(三)四氢呋喃8O%丙酮5%二硫化碳5%醋酸乙酯5%甲苯5%(四)丙酮5O%醋酸乙酯50%(五)四氢呋喃65%二甲基甲酰胺35%我国生产PVC热收缩薄膜的厂家,据不完全统计有400多家,但是真正能连续生产的却只有5O多个厂家,其原因就在于PVC是热敏性塑料,挤出机分流梭同机体之间很难密封完全,在300多个大气压的高压下的PVC熔料,很容易进入分流梭同机体连接处的细微缝隙中,产生分解而使泡膜破裂,必须使用有良好耐热而又有良好密闭性的材料作密封材料,才能解决这个问题。PVC热收缩薄膜在表面采用底涂和面涂含气相防锈剂的胶粘剂后,可用于包装钢铁制品,成为气相防锈薄膜包装,底涂是丙烯酸酯溶剂胶,面涂是丙烯酸酯乳液胶,内含水溶性的气相防锈剂。目前PVC热收缩薄膜的市场销售形势比较好,由于非食品包装的使用范围不断扩大,市场价格在1.6~1.7万元/吨,且利润在软塑包装中是相当好的一个项目。参考文献[1]塑料包装材料成型与彩印工艺,中国物资出版社,1997年9月.P.449—454维普资讯http://www.cqvip.com

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38塑料包装2003年第13卷第2期PVC热收缩薄膜的新进展周祥兴热收缩薄膜是一种良好的薄膜包装材料,它具有以下一些优点:(1)良好的透明性,可以让顾客直接看到被包装了的商品,便于顾客挑选商品;(2)紧贴商品外形,可以适用于各种形状的商品的包装,包装内容物广泛;(3)防窃性、防尘性优良;(4)可以把多种商品包装在一个热收缩包装袋内,防止个别小商品的丢失,也方便于顾客携带;(5)选用不同的树脂及配方,可以生产出不同机械强度及功能的、热收缩薄膜,既可用于强度较低、商品重量较小的内包装,也可用于要求强度较高的集装箱用的机械制品,建筑材料等用的运输包装(外包装)。热收缩薄膜最早出现在二次世界大战中的德国,使用PVDC经双向拉伸后用来包装武器,防止生锈。所以热收缩薄膜从一开始工业化生产后就使用在工业品包装上,后来才把热收缩薄膜用于食品包装。例如:PVDC肠衣膜用于香肠包装等。热收缩薄膜是利用薄膜在高弹态下纵向和/或横向拉伸了的能量储存在薄膜中,利用热塑性塑料具有的双向或单向拉伸前的形态具有的记忆效应,在再遇到热时能恢复拉伸前的形态的功能来达到包装目的。热收缩薄膜是广泛的高聚物具有的记忆效应的具体应用例子。热收缩薄膜的生产方法是树脂颗粒进入挤出机后使用挤出吹膜或挤出流涎的方法生产出圆筒状膜或平板状厚膜,对于结晶型聚合物,为了防止并减少结晶度,应使用冷却水骤冷方法来冷却厚膜,因为结晶了的厚膜是不能进行双向或单向拉伸,拉伸会使结晶破坏,降低膜的机械强度和性能。生产了的厚膜重新加热到树脂的Tg—Tf温度下,即:玻璃化温度一熔融温度之间的高弹态下进行机械的纵向和/或横向拉伸,然后冷却成为热收缩薄膜。对于无定形聚合物,如:PVC,可以直接由熔融态冷却到高弹态后就进行拉伸,冷却后卷取成热收缩薄膜,无需骤冷后再加热。各种树脂的Tg、Tf及拉伸取向温度列于表1中。各种塑料的热收缩温度、收缩率和收缩力表1各种聚合物的Tg、Tf及取向温度(玻璃化结晶聚合物温度)熔点Tf取向温度Pn7O25585~llOPVC未增塑1O5170115~1455%增塑PVC90170100~13015%增塑PVC6o17070~100PP165135~14514O100~12018O14O~145PEllO80~llO134120~130聚氟乙烯193~198175~185P0M18O~185130~180PET70245~25580~90纵向100~110横向如表2中所示。PVC由于透明性优良,容易改性而易满足不同强度和包装性能的要求,电绝缘性能优良,本身具有良好的阻燃自熄性,而广泛用于生产热收缩薄膜,用于印刷标签、电线电缆接头收缩套管、收缩包装用。PVC热收缩薄膜的生产过程如下:PVC树脂原料开包、检验、过筛、配方一混炼一造粒一挤出厚膜一风冷一热水浴沸水加热一定型筒横向吹胀一夹膜辊熄泡一收卷成热收缩膜。PVC热收缩薄膜生产过维普资讯http://www.cqvip.com2003年第13卷第2期塑料包装39表2各种塑料的热收缩温度、收缩率及收缩力厚度最大收缩率收缩力收缩温度烘道空气温度热封温度塑料薄膜m%N/cm离子型树脂25.4—76.220—4010o.4—172.490.5—135121—176.6121—204.5聚丁烯12.7—50.840—8068.96—241.487—176.6121—204.5148.9—204.5PE,一般25.4—50.820—7024.46—68.9687—148.9121—19o.5121—204.5PE,重荷50.8—254.020—7024.46—68.9687—148.9121—24|6.1121—204.51.VA25.4—254.020—7027.58~62.465.5—12193.3—16o93.3—176.6交联PE15.24—38.150—80206.8—413.793.3—176.6148.9—232176.5—204.5PP12.7—38.150—80206.8—413.793.3—176.6148.9—232176.5—204.5PS125.440—7068.96—413.790.9—132.2132.2—16o121—148.9PVC,一般12.7~38.130—70103.4—206.865.5~148.9167.2—154.5135—187.9PVC,重荷38.1—76.255162.4—206.865.5—148.9167.2—154.5135—187.9PVDC(同PVC的共聚物)10.16—16.415—6o34.5—137.566—14393.3—144.9121~148.9程中,因热缩膜的用途不同而有不同的生产配方,现把一些典型的配方列举如下:(一)无毒PVC透明食品包装用热收缩薄膜配方:PVC树脂(悬浮级六型或七型树脂粉,VCM<1PPm)1oo份重ACR3.5PHRCPE3PHR无毒有机锡稳定剂2.5PHR环氧大豆油4PHR硬脂酸钙O.5~1PHR硬脂酸厂酯0.5PHR硬脂酸三甘油酯O.3~0.5PHRDOP增塑剂5PHR(二)软质PVC无毒透明热收缩薄膜的配方PVC树脂粉(悬浮六型或七型树脂粉,VCM<1PPIn)MBSCPEDOP增塑剂环氧大豆油无毒有机锡稳定剂100份重2PHR3PHR3OPHR~5OPHR5PHR2.5PHR硬脂酸钙O.5~1PHR石腊O.5PHR硬脂酸厂酯1PHR(三)硬质PVC着色无毒热收缩薄膜配方PVC树脂粉(悬浮6型或7型树脂粉,VCM<1PPm)1oo份重ABS3PHRCPE4PHRPVC色料或EVA为载体(树脂的色义料)适量环氧大豆油3PHR无毒液体钙锌复合稳定剂3PHR填料石粉5PHR石腊O.5PHR硬脂酸O.3~0.5PHR(四)电线电缆接头用热收缩套管配方(硬质):PVC(悬浮6型或7型)100份重MBS3PHRCPE3PHRDOP5PHR三盐基性硫酸铅2.5PHR三盐基性亚磷酸铅2.5PHR维普资讯http://www.cqvip.com塑料包装2003年第13卷第2期白色色义料适量活性CaCO,,300目以上的细度1O~20IPHR丁腈橡胶P83粉5PHR硬脂酸钡1PHR石腊O.5PHR硬脂酸O.5PHR美国230增亮剂O.5~1PHR配方说明:对于硬质PVC热收缩薄膜而言,最好使用悬浮型6型或7型树脂,虽然在电线电缆连接用热收缩膜上,其体电阻率不如2型或3型树脂高。但是,7型树脂成型性好,生产实践证明,使用2型或3型树脂时很难成型,生产的硬质PVC,热收缩膜硬而脆,不能折叠收卷。采用增塑剂增塑时,发生随增塑剂含量的增加,热收缩温度随之下降,例如:使用悬浮3型PVC树脂粉,添加30~50PHR的DOP增塑剂,可以在一7O左右的温度下双向拉伸,其制品在4O左右就可以发生收缩,无法在热天保存。况且随增塑剂含量的增加,电线电缆用热收缩套筒的体电阻率下降,因此,我们在电线电缆接头用PVC热收缩套筒生产时,仍然使用加工较容易的6型或7型树脂,为了提高绝缘性,使用了三盐和二盐相结合的热稳定剂并适当提高膜厚度,以保证绝缘性,P83丁腈橡胶既有良好的加工性、弹性、耐性,又可以提高强度,提高PVC制品的耐应力开裂性。活性CaCO,主要是提高制品绝缘性、阻燃性、降低成本。在PVC热收缩薄膜生产过程中,硬质PVC收缩膜的加工温度为185~195oC,拉伸温度可以在沸水中进行,也可以在电热丝加热的热烘道中于100~120oC下进行,还可以在挤出厚膜后,经自然冷却到100~120oC之后再横向吹胀,纵向牵引快辊拉伸成为双向热收缩膜。当PVC热收缩薄膜用于容器热收缩标签或电线电缆热收缩接头时,只需要单向取向,然后,按收缩方向分切后,用溶剂封合的方法进行所谓合掌而成为收缩套筒,合掌用混合溶剂配方如下:(一)二甲苯5O%四氢呋喃5O%(二)甲乙酮5O%甲苯25%氯仿25%(三)四氢呋喃8O%丙酮5%二硫化碳5%醋酸乙酯5%甲苯5%(四)丙酮5O%醋酸乙酯50%(五)四氢呋喃65%二甲基甲酰胺35%我国生产PVC热收缩薄膜的厂家,据不完全统计有400多家,但是真正能连续生产的却只有5O多个厂家,其原因就在于PVC是热敏性塑料,挤出机分流梭同机体之间很难密封完全,在300多个大气压的高压下的PVC熔料,很容易进入分流梭同机体连接处的细微缝隙中,产生分解而使泡膜破裂,必须使用有良好耐热而又有良好密闭性的材料作密封材料,才能解决这个问题。PVC热收缩薄膜在表面采用底涂和面涂含气相防锈剂的胶粘剂后,可用于包装钢铁制品,成为气相防锈薄膜包装,底涂是丙烯酸酯溶剂胶,面涂是丙烯酸酯乳液胶,内含水溶性的气相防锈剂。目前PVC热收缩薄膜的市场销售形势比较好,由于非食品包装的使用范围不断扩大,市场价格在1.6~1.7万元/吨,且利润在软塑包装中是相当好的一个项目。参考文献[1]塑料包装材料成型与彩印工艺,中国物资出版社,1997年9月.P.449—454维普资讯http://www.cqvip.com
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