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LDPE及LLDPE塑料吹塑薄膜生產(chǎn)工藝及常見(jiàn)故障解析
大多數(shù)熱塑性塑料都可以用吹塑法來(lái)生產(chǎn)吹塑薄膜，吹塑薄膜是將塑料擠成薄管，然后趁熱用壓縮空氣將塑料吹脹，再經(jīng)冷卻定型后而得到的筒狀薄膜制品，這種薄膜的性能處于定向膜同流延膜之間：強(qiáng)度比流延膜好，熱封性比流延膜差。吹塑法生產(chǎn)的薄膜品種有很多，比如低密度聚乙烯(LDPE)、線性聚乙烯（LLDPE)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)、尼龍(PA)、乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)等，這里我們就對(duì)常用的LDPE、LLDPE薄膜的吹塑生產(chǎn)工藝及其常見(jiàn)故障進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
聚乙烯吹塑薄膜材料的選擇
1.選用的原料應(yīng)當(dāng)是用吹膜級(jí)的聚乙烯樹脂粒子，含有適量的爽滑劑，保證薄膜的開口性。
2.樹脂粒子的熔融指數(shù)(MI)不能太大，熔融指數(shù)(MI)太大，則熔融樹脂的粘度太小，加工范圍窄，加工條件難以控制，樹脂的成膜性差，不容易加工成膜；此外，熔融指數(shù)(MI)太大，聚合物相對(duì)分子量分布太窄，薄膜的強(qiáng)度較差。因此，應(yīng)當(dāng)選用熔融指數(shù)(MI)較小，且相對(duì)分子量分布較寬的樹脂原料，這樣既能滿足薄膜的性能要求，又能保證樹脂的加工特性。吹塑聚乙烯薄膜一般選用熔融指數(shù)(MI)在2～6g/10min范圍之間的聚乙烯原料。
吹塑工藝控制要點(diǎn)
吹塑薄膜工藝流程大致如下：料斗上料一物料塑化擠出→吹脹牽引→風(fēng)環(huán)冷卻→人字夾板→牽引輥牽引→電暈處理→薄膜收卷
但是，值得指出的是，吹塑薄膜的性能跟生產(chǎn)工藝參數(shù)有著很大的關(guān)系，因此，在吹膜過(guò)程中，必須要加強(qiáng)對(duì)工藝參數(shù)的控制，規(guī)范工藝操作，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，并獲得高質(zhì)量的薄膜產(chǎn)品。在聚乙烯吹塑薄膜生產(chǎn)過(guò)程中，主要是做好以下幾項(xiàng)工藝參數(shù)的控制：
1．?dāng)D出機(jī)溫度
吹塑LDPE、LLDPE薄膜時(shí)，擠出溫度一般控制在160℃～170℃之間，且必須保證機(jī)頭溫度均勻，擠出溫度過(guò)高，樹脂容易分解，且薄膜發(fā)脆，尤其使縱向拉伸強(qiáng)度顯著下降；溫度過(guò)低，則樹脂塑化不良，不能圓滑地進(jìn)行膨脹拉伸，薄膜的拉伸強(qiáng)度較低，且表面 的光澤性和透明度差，甚至出現(xiàn)像木材年輪般的花紋以 及未熔化的晶核(魚眼)。
2．吹脹比
吹脹比是吹塑薄膜生產(chǎn)工藝的控制要點(diǎn)之一，是指吹脹后膜泡的直徑與未吹脹的管環(huán)直徑之間的比值。吹脹比為薄膜的橫向膨脹倍數(shù)，實(shí)際上是對(duì)薄膜進(jìn)行橫向拉伸，拉伸會(huì)對(duì)塑料分子產(chǎn)生一定程度的取向作用，吹脹比增大，從而使薄膜的橫向強(qiáng)度提高。但是，吹脹比 也不能太大，否則容易造成膜泡不穩(wěn)定，且薄膜容易出現(xiàn)皺折。因此，吹脹比應(yīng)當(dāng)同牽引比配合適當(dāng)才行，一般來(lái)說(shuō)， LDPE、LLDPE薄膜的吹脹比應(yīng)控制在1.5～3.0為宜。
3．牽引比
牽引比是指薄膜的牽引速度與管環(huán)擠出速度之間的比值。牽引比是縱向的拉伸倍數(shù)，使薄膜在引取方向上具有定向作用。牽引比增大，則縱向強(qiáng)度也會(huì)隨之提高，且薄膜的厚度變薄，但如果牽引比過(guò)大，薄膜的厚度難以控制，甚至有可能會(huì)將薄膜拉斷，造成斷膜現(xiàn)象。薄膜的牽引比一般控制在4～6之間為宜。
4.露點(diǎn)
露點(diǎn)又稱霜線，指塑料由粘流態(tài)進(jìn)入高彈態(tài)的分界線。在吹膜過(guò)程中，聚乙烯在從模口中擠出時(shí)呈熔融狀態(tài)，透明性良好。當(dāng)離開模口之后，要通過(guò)冷卻風(fēng)環(huán)對(duì)膜泡的吹脹區(qū)進(jìn)行冷卻，冷卻空氣以一定的角度和速度吹向剛從機(jī)頭擠出的塑料膜泡時(shí)，高溫的膜泡與冷卻空氣相接觸，膜泡的熱量會(huì)被冷空氣帶走，其溫度會(huì)明顯下降到聚乙烯的粘流溫度以下，從而使其冷卻固化且變得模糊不清了。在吹塑膜泡上我們可以看到一條透明和模糊之間的分界線，這就是露點(diǎn)(或者稱霜線)。
在吹膜過(guò)程中，露點(diǎn)的高低對(duì)薄膜性能有一定的影響。如果露點(diǎn)高，位于吹脹后的膜泡的上方，則薄膜的吹脹是在液態(tài)下進(jìn)行的，吹脹僅使薄膜變薄，而分子不受到拉伸取向，這時(shí)的吹脹膜性能接近于流延膜。相反，如果露點(diǎn)比較低，則吹脹是在固態(tài)下進(jìn)行的，此時(shí)塑料處于高彈態(tài)下，吹脹就如同橫向拉伸一樣，使分子發(fā)生取向作用，從而使吹脹膜的性能接近于定向膜。
基本性能的技術(shù)要求
1．規(guī)格及偏差
聚乙烯薄膜的寬度、厚度應(yīng)當(dāng)符合要求，薄膜薄厚均勻，橫、縱向的厚度偏差小，且偏差分布比較均勻。
2.外觀
要求聚乙烯薄膜塑化良好，無(wú)明顯的"水紋"和"云霧"；薄膜的表面應(yīng)當(dāng)平整光滑，無(wú)皺折或僅有少量的活褶；不允許有氣泡、穿孔及破裂現(xiàn)象；無(wú)明顯的黑點(diǎn)、雜質(zhì)，晶點(diǎn)和僵塊；不允許有嚴(yán)重的掛料線和絲紋存在。
3．物理機(jī)械性能
由于吹塑后的聚乙烯薄膜用于印刷或者復(fù)合加工工藝時(shí)，要受到機(jī)械力的作用，因此，要求聚乙烯薄膜的物理機(jī)械性能應(yīng)當(dāng)優(yōu)良，主要包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、撕裂強(qiáng)度等幾項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)符合標(biāo)準(zhǔn)。
4．表面張力的大小
為了使印刷油墨和復(fù)合用膠粘劑在聚乙烯薄膜表面具有良好的潤(rùn)濕性和附著力，要求聚乙烯薄膜的表面張力應(yīng)當(dāng)達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，否則就會(huì)影響印刷和復(fù)合生產(chǎn)的順利進(jìn)行。一般來(lái)說(shuō)，聚乙烯薄膜的表面張力至少應(yīng)當(dāng)達(dá)到38達(dá)因以上，達(dá)到40達(dá)因以上更佳。
LDPE、LLDPE吹塑薄膜常見(jiàn)故障及解決方法
1．薄膜太粘，開口性差
故障原因：
①樹脂原料型號(hào)不對(duì)，不是吹膜級(jí)的聚乙烯樹脂粒子，其中不含開口劑或者開口劑的含量偏低；
②熔融樹脂的溫度太高，流動(dòng)性太大；
③吹脹比太大，造成薄膜的開口性變差；
④冷卻速度太慢，薄膜冷卻不足，在牽引輥壓力的作用下發(fā)生相互粘結(jié)；
⑤牽引速度過(guò)快。
解決辦法：
①更換樹脂原料，或向科斗中加一定量的開口劑；
②適當(dāng)降低擠出溫度和樹脂的溫度；
③適當(dāng)降低吹脹比；
④加大風(fēng)量，提高冷卻效果，加快薄膜冷卻速度；
⑤適當(dāng)降低牽引速度。
2．薄膜透明度差
故障原因：
①擠出溫度偏低，樹脂塑化不良，造成吹塑后薄膜的透明性較差；
②吹脹比過(guò)小；
③冷卻效果不佳，從而影響了薄膜的透明度；
④樹脂原料中的水分含量過(guò)大；
⑤牽引速度太快，薄膜冷卻不足。
解決辦法：
①適當(dāng)提高擠出溫度，使樹脂能夠均勻塑化；
②適當(dāng)提高吹脹比；
③加大風(fēng)量，提高冷卻效果；
④對(duì)原料進(jìn)行烘干處理；
⑤適當(dāng)降低牽引速度。
3.薄膜出現(xiàn)皺折
故障原因：
①薄膜厚度不均勻；
②冷卻效果不夠；
③吹脹比太大，造成膜泡不穩(wěn)定，左右來(lái)回?cái)[動(dòng)，容易出現(xiàn)皺折；
④人字夾板的夾角過(guò)大，膜泡在短距離內(nèi)被壓扁，因此薄膜也容易出現(xiàn)皺折；
⑤牽引輥兩邊的壓力不一致，一邊高一邊低；
⑥各導(dǎo)向輥之間的軸線不平行，影響薄膜的穩(wěn)定性和平展性，從而出現(xiàn)皺折。
解決辦法：
①調(diào)整薄膜的厚度，保證厚度均勻一致；
②提高冷卻效果，保證薄膜能夠充分冷卻；
③適當(dāng)降低吹脹比；
④適當(dāng)減小人字夾板的夾角；
⑤調(diào)整牽引輥的壓力，保證薄膜受力均勻；
⑥檢查各導(dǎo)向軸的軸線，并使之相互平行。
4，薄膜有霧狀水紋
故障原因：
①擠出溫度偏低，樹脂塑化不良；
②樹脂受潮，水分含量過(guò)高。
解決辦法：
①調(diào)整擠出機(jī)的溫度設(shè)置，并適當(dāng)提高擠出溫度。
②將樹脂原料烘干，一般要求樹脂的含水量不能超過(guò)0.3％。
5.薄膜厚度不均勻
故障原因：
①模口間隙的均勻性直接影響薄膜厚度的均勻性，如果?？陂g隙不均勻，有的部位間隙大一些，有的部位間隙小一些，從而造成擠出量有多有少，因此，所形成的薄膜厚度也就不一致，有的部位薄，有的部位厚；
②?？跍囟确植疾痪鶆?，有高有低，從而使吹塑后的薄膜薄厚不均；
③冷卻風(fēng)環(huán)四周的送風(fēng)量不一致，造成冷卻效果的不均勻，從而使薄膜的厚度出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象；
④吹脹比和牽引比不合適，使膜泡厚度不易控制；
⑤牽引速度不恒定，不斷地發(fā)生變化，這當(dāng)然就會(huì)影響到薄膜的厚度。
解決辦法：
①調(diào)整機(jī)頭?？陂g隙，保證各處均勻一致；
②調(diào)整機(jī)頭?？跍囟?，使?？诓糠譁囟染鶆蛞恢?；
③調(diào)節(jié)冷卻裝置，保證出風(fēng)口的出風(fēng)量均勻；
④調(diào)整吹脹比和牽引比；
⑤檢查機(jī)械傳動(dòng)裝置，使?fàn)恳俣缺３趾愣ā?/p>
6．薄膜的厚度偏厚
故障原因：
①?？陂g隙和擠出量偏大，因此薄膜厚度偏厚；
②冷卻風(fēng)環(huán)的風(fēng)量太大，薄膜冷卻太快；
③牽引速度太慢。
解決辦法：
①調(diào)整?？陂g隙；
②適當(dāng)減小風(fēng)環(huán)的風(fēng)量，使薄膜進(jìn)一步吹脹，從而使其厚度變薄一些；
③適當(dāng)提高牽引速度。
7.薄膜的厚度偏薄
故障原因：
①?？陂g隙偏小，阻力太大，因此薄膜厚度偏??；
②冷卻風(fēng)環(huán)的風(fēng)量太小，薄膜冷卻太慢；
③牽引速度太快，薄膜拉伸過(guò)度，從而使厚度變薄。
解決辦法：
①調(diào)整?？陂g隙；
②適當(dāng)增大風(fēng)環(huán)的風(fēng)量，加快薄膜的冷卻；
③適當(dāng)降低牽引速度。
8．薄膜的熱封性差
故障原因：
①露點(diǎn)太低，聚合物分子發(fā)生定向，從而使薄膜的性能接近定向膜，造成熱封性能的降低；
②吹脹比和牽引比不適當(dāng)(過(guò)大)，薄膜發(fā)生拉伸取向，從而影響了薄膜的熱封性能。
解決辦法：
①調(diào)節(jié)風(fēng)環(huán)中風(fēng)量的大小，使露點(diǎn)高一點(diǎn)，盡可能地在塑料的熔點(diǎn)下進(jìn)行吹脹和牽引，以減少因吹脹和牽引導(dǎo)致的分子拉伸取向；
②吹脹比和牽引比應(yīng)適當(dāng)小一點(diǎn)，如果吹脹比過(guò)大，且牽引速度過(guò)快，薄膜的橫向和縱向拉伸過(guò)度，那么，就會(huì)使薄膜的性能趨于雙向拉伸，薄膜的熱封性就會(huì)變差。
9．薄膜縱向拉伸強(qiáng)度差
故障原因：
①熔融樹脂的溫度太高，會(huì)使薄膜的縱向拉伸強(qiáng)度下降；
②牽引速度較慢，薄膜縱向的定向作用不夠，從而使縱向的拉伸強(qiáng)度變差；
③吹脹比太大，同牽引比不匹配，使薄膜橫向的定向作用和拉伸強(qiáng)度提高，而縱向的拉伸強(qiáng)度就會(huì)變差；
④膜的冷卻速度太快。
解決辦法：
①適當(dāng)降低熔融樹脂的溫度；
②適當(dāng)提高牽引速度；
③調(diào)整吹脹比，使之與牽引比相適應(yīng)；
④適當(dāng)降低冷卻速度。
10.薄膜橫向拉伸強(qiáng)度差
故障原因：
①牽引速度太快，同吹脹比相差太大，使縱向產(chǎn)生纖維化，橫向強(qiáng)度就變差；
②冷卻風(fēng)環(huán)的冷卻速度太慢。
解決辦法：
①適當(dāng)降低牽引速度，使之與吹脹比相配合；
②加大風(fēng)環(huán)風(fēng)量，使吹脹膜快速冷卻，避免在較高
溫度的高彈態(tài)下被拉伸取向。
11.膜泡不穩(wěn)定
故障原因：
①擠出溫度過(guò)高，熔融樹脂的流動(dòng)性太大，粘度過(guò)小，容易產(chǎn)生波動(dòng)；
②擠出溫度過(guò)低，出料量少；
③冷卻風(fēng)環(huán)的風(fēng)量不穩(wěn)定，膜泡冷卻不均勻；
④受到了外來(lái)較強(qiáng)氣流的干擾和影響。
解決辦法：
①調(diào)整擠出溫度；
②調(diào)整擠出溫度；
③檢查冷卻風(fēng)環(huán)，保證四周的送風(fēng)量均勻一致；
④阻止和減小外界氣流的干擾。
12，薄膜表面粗糙，凹凸不平
故障原因：
①擠出溫度太低，樹脂塑化不良；
②擠出速度太快。
解決辦法：
①調(diào)整擠出的溫度設(shè)置，并適當(dāng)提高擠出溫度，保證樹脂塑化良好；
②適當(dāng)降低擠出速度。
13．薄膜有異味
故障原因：
①樹脂原料本身有異味；
②熔融樹脂的擠出溫度太高，造成樹脂分解，從而產(chǎn)生異味；
③膜泡冷卻不足，膜泡內(nèi)的熱空氣沒(méi)有排除干凈。
解決辦法：
①更換樹脂原料；
②調(diào)整擠出溫度；
③提高冷卻風(fēng)環(huán)的冷卻效率，使膜泡充分冷卻。
