塑料薄膜知识问答,如何提高聚烯烃的印刷性

2019-11-16 23:05栏目:包装材料
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1、什么是晶点?

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中国德富塑料网资讯:众所周知,晶点是薄膜厂家普遍存在的问题。对透明胶袋来说,晶点明显影响透明胶袋的外观。对要求印刷品质较高的胶袋来说,特别是大面积的胶袋印刷,晶点所造成的“白点”废次品,是胶袋工业生产工艺上一项较大比例的损耗。因此,控制晶点的产生,消除晶点的成因,是提高胶袋工业技术水平的重要工艺环节。

从印刷附着牢度形成机理及检验方法的方面分析,我们可以更好的理解提高印刷附着牢度的途径。

晶点是塑料工业普遍存在的技术问题,它实际上是“过度聚合物”。
晶点部位聚合物的分子量要高于周围同种聚合物的分子量,因此具有较高的熔点,在成型时,晶点部位聚合物不能与周围的同种聚合物均匀分散、混合,因此,在熔体成型后,先于周围的同种聚合物凝固,形成箭头状或球状过度聚合物的凝固体,就称为晶点。

胶粘剂又称粘合剂,简称胶(bonding agent, adhesive),是使物体与另一物体紧密连接为一体的非金属媒介材料。在两个被粘物面之间胶粘剂只占很薄的一层体积,但使用胶粘剂完成胶接施工之后,所得胶接件在机械性能和物理化学性能方面,能满足实际需要的各项要求。能有效的将物料粘结在一起。选择胶粘剂的原则 考虑胶接材料的种类性质大小和硬度; 考虑胶接材料的形状结构和工艺条件;考虑胶接部位承受的负荷和形式;考虑材料的特殊要求如导电导热耐高温和耐低温。 胶接材料的性质金属:金属表面的氧化膜经表面处理后,容易胶接;由于胶粘剂粘接金属的两相线膨胀系数相差太大,胶层容易产生内应力;另外金属胶接部位因水作用易产生电化学腐蚀。 橡胶:橡胶的极性越大,胶接效果越好。其中丁腈氯丁橡胶极性大,胶接强度大;天然橡胶、硅橡胶和异丁橡胶极性小,粘接力较弱。另外橡胶表面往往有脱模剂或其它游离出的助剂,妨碍胶接效果。木材:属多孔材料,易吸潮,引起尺寸变化,可能因此产生应力集中。另外,抛光的材料比表面粗糙的木材胶接性能好。塑料:极性大的塑料其胶接性能好。玻璃:玻璃表面从微观角度是由无数部均匀的凹凸不平的部分组成.使用湿润性好的胶粘剂,防止在凹凸处可能存在气泡影响.另外,玻璃是以si-o-为主体结构,其表面层易吸附水.因玻璃极性强,极性胶粘剂易与表面发生氢键结合,形成牢固粘接.玻璃易脆裂而且又透明,选择胶粘剂时需考虑到这些。胶粘剂的特点和选择 连接各种弹性模量和厚度不同的材料尤其是薄材料;胶接表面光滑,气动性良好;密封性能好,腐蚀性能好;延长胶接件的使用寿命和减轻胶接件重量;劳动强度低,成本少,生产效率高;非导电胶耐热抗震绝缘,其中:

1、什么是晶点

1.原料选择

2、低聚物的成因及其对薄膜表面的影响是什么?

a、改性环氧树脂柔韧性的大小顺序为:环氧-聚硫环氧-聚酰胺环氧-胺固化剂;

晶点实际上是“过度聚合物”,即:“晶点”部位聚合物的分子量要高于周围同种聚合物的分子量。由于分子量高,因此,晶点部位聚合物具有较高的熔点#FormatStrongID_2#在熔化时,熔体具有较高的粘度。晶点部位聚合物在吹膜或流延时,不能与周围的同种聚合物相互均匀分散、混合,并在熔体吹成或流延成薄膜后,先于周围的同种聚合物凝固。因此,形成“箭头状”或“球状”过度聚合物的凝固体,习惯上被称为“晶点”。

在生产塑料薄膜时应选择不含或少含塑料助剂的原料。我们可以根据树脂的牌号、性能及用途的有关技术资料,判断出含有助剂的情况。

① 在生产中,原料中的低分子物会在模头上积累,形成低聚物。
如果长时间不清理,当风压或温度变化时,这些低聚物就会落在铸片上形成白色的斑点,经过拉伸后,造成宽度不一的浅白色拖拉痕迹,且它们和熔体粘着很牢,在后续的加工过程中很难脱落,造成薄膜无法使用。

b、改性酚醛柔韧性的大小顺序为:酚醛-聚酰胺酚醛-聚醋酸乙烯酯酚醛-环氧;

塑料薄膜知识问答,如何提高聚烯烃的印刷性。2.晶点产生的原因

在不得不使用含有较多助剂的原料时,也应与无助剂的原料掺混使用。

② 在TDO的冷却段,由于降温梯度较大,大量的低聚物迅速凝聚在冷却段的风嘴壁上,累积多了就会从风嘴壁上脱落,落在薄膜表面上,轻则使膜雾度加大,重则影响油墨和胶粘剂的附着,影响附着牢度。

c、主要胶粘剂的耐热性

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之所以做这样的选择是因为在成型加工及放置过程中折出的助剂会形成油膜从而减弱油墨在薄膜上的附着力。

3、为什么尼龙薄膜容易吸潮?

d、胶粘剂的强度特点影响粘接强度的化学因素1.极性从极性的角度出发为了提高粘接强度,与其改变胶粘剂和被粘体全部分子的极性,还不如改变界面区表面的极性。例如聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯经等离子表面处理后,表面上产生了许多极性基团,如羟基、羰基或羧基等,从而显著地提高了可粘接性。 2.分子量 聚合物的分子量直接影响聚合物分子间的作用力,而分子间作用力的大小决定物质的熔点和沸点的高低,对于聚合物决定其玻璃化转变温度Tg和溶点Tm.。所以聚合物无论是作为胶粘剂或者作为被粘体其分子量都影响着粘接强度 3.侧链 长链分子上的侧基是决定聚合物性质的重要因素,从分子间作用力考虑,聚合物支链的影响是,当支链小时,增加支链长度,降低分子间作用力。当支链达到一定长度后,开始结晶,增加支链长度,提高分子间作用力,这应当是降低或提高粘接强度的原因。 4.PH值 对于某些胶粘剂,其PH值与胶粘剂的适用期,有较为密切的关系,影响到粘接强度和粘接寿命。一般强酸、强碱,特别是当酸碱对粘接材料有很大影响时,对粘接常是有害的,尤其是多孔的木材、纸张等纤维类材更容易受影响。 5.交联 聚合物的内聚强度随交联密度的增加面增大,而当交联密度过大时聚合物则变硬变脆,因而使聚合物耐冲击强度降低。交联聚合物的强度与交联点数目和交联分子的长度密切相关,随着交联点数目的增多,交联间距的变短以及交联分子长度的变短,交联聚合物会变得又硬又脆。6.溶剂和增塑剂溶剂型胶粘剂的粘接强度当然要受胶层内残留溶剂量的影响。溶剂量多时,虽浸润性好,但由于胶粘剂内聚力变小,而使内聚强度降低。胶粘剂聚合物之间的亲合力大时,随着溶剂的挥发粘接强度增大。两者之间无亲合力时,残留一些溶剂时胶粘剂的粘附性却较大,随着溶剂的挥发,强度反而下降。例如聚醋酸乙烯不能粘接聚乙烯,但加入少量溶剂后则可粘接。显然,溶剂起了增加两者间亲合力的作用。7.填料 在胶粘剂中配合填料有如下作用:增加胶粘剂的内聚强度;调节粘度或工艺性;提高耐热性;调整热膨胀系数或收缩性;增大间隙的可填充性;给予导电性;降低价格;改善其他性质。8.结晶性 结晶度高的聚合物分子的缩聚状态是有规则的,如果溶点不高,加热结晶聚合物,将使结晶范围内的有序的分子排列发生混乱,分子开始向溶融状态过渡。因此,结晶度高的聚合物适宜作热溶。9.分解 在使用过程中,胶粘剂分解是使粘接强度降低成的重要因素,而使胶粘剂分解的原因有水、热、辐照、酸、碱及其他化学物质。

聚合物中有残留的催化剂;

2.原料改性

尼龙薄膜主要是由二元酸、二无胺或氨基酸基缩聚而成。
聚酰胺分子内含有极广性酰胺基,因此在生产过程中,并非所有的聚酰胺分子都能结晶及分子配位,还留有部分非结晶的聚酰胺极性基团。
而这部分非结晶的聚酰胺分子链中的酰胺基可以与水配位,即具有吸水性,可吸收极性很强的水分子,严重时会在膜表面形成一层水膜,使尼龙薄膜的阻隔性和气密性大大下降。

聚合物熔体粘滞于生产设备(包括聚合设备及吹膜设备)金属表面,在高温下,残留的;

1)共混改性:聚烯烃与印刷性能良好的聚合物共混以改进印刷性能是一种新近发展的引人注目的方法。例如用聚丙烯酸树脂改性高密度聚乙烯大大提高了油墨对聚乙烯的粘接力,当其中掺入5-20%聚甲基丙烯酸早酯,上述粘结力提高了七倍。再如用含氯量较多的氯化聚乙烯工共混时,仅添加少量即可明显提高聚乙烯与油黑的粘结力。当掺入5%CPE-55所得共混物与油墨粘结力比纯HDPE高三倍。另据有关报道,一些塑料高聚物的加工助剂,除可以提高产量、消除熔体破裂外,还具有提高印刷附着力等作用。

4、塑料薄膜卷膜卷芯皱的原因是什么?

催化剂对聚合物继续进行催化聚合作用,因此形成过度聚合物;

加入聚丙烯酸树脂或氯化聚丙烯等之所以能够改善HDPE的印刷性是基于它们与HDPE相溶性较差,当其在HDPE为基体的共混体系中构成分散相并居开薄膜表层时,显然有利于与油墨的粘结。

薄膜是一层一层卷缠起来的,张力也是从大到小,遂层递减,在内层,层与层之间的间隙小于外层的层与层之间的间隙,复合后熟化时,因为材料的膨胀尤其是胶粘剂的膨胀,造成材料膨胀大于层与层之间的间隙,所以出现起皱的现象,且是由卷芯从内向外范围内形成的卷芯皱。
此时可考虑张力控制和减少锥度两个方式,控制好张力,让层与层之间不要缠绕得太密,也就是张力尽可能小,同时锥度设计到10M就能收整齐。

聚合物中所含的氧,也会使聚合物熔体产生晶点(加入一定数量的抗氧剂,有防止氧对晶点的产生作用)。

2)接枝改性:接枝改性是利用放射线等方法使聚烯烃分要发生接枝反应从而使聚烯大分子链带上极性进而改善了材料对油墨的润湿性。如用马来酸酐或丙烯酸接枝改性线型密度聚乙烯后改善了其印刷性。

工艺原因

3)其它方法改性:如在聚烯烃中掺入少量的顺丁烯二酸或其酸酐,也能较大程度地提高聚烯烃薄膜的印墨牢度。

由聚合工艺所造成的晶点。不同的聚合设备及工艺,对晶点的生成有不同的影响。例如:一些名厂原料,因生产技术高,聚合物中残留的催化剂含量低,设备结构好,因此,原料本身所含的晶点少。但一些品质较差的原料,因生产技术及设备问题,造成原料本身所含的晶点多。

3.在印刷墨层牢度问题上,油墨也起着决定性的作用。当然,对于不同的基材应使用其相应的油墨。如对于玻璃纸可使用硝基赛璐玢树脂型油墨;对于聚丙烯薄膜可使用氯化聚丙烯树脂型油墨;对于聚乙烯薄膜可使用聚酰胺树脂型油墨,等等。

由工艺所造成的晶点。例如:好的成型设备所制备的薄膜,晶点少。差的设备所制的薄膜,晶点多。

在生产中我们为了调节油墨的粘度和挥发速度,常加入一定量的溶剂。这里应注意两个问题:

3.减少或基本消除晶点的方法

1)在加入溶剂时,应尽量选用表面张力较低的溶剂,以期降低整个油墨体系的表面张力,从而提高对印刷薄膜的润湿性。

综上所述,在薄膜吹制工艺中消除晶点,主要有两个途径:

2)工作固体含量过高时,润湿效果会相应较低,从而影响印墨牢度。反之如果加入的溶剂过多,就会相对地减少油墨与薄膜相粘附的有效成份,同样会引起牢度下降。

提高加工设备的滤网细度(例如:将滤网改为120目,甚或150目-用于超薄膜)。

为了解决墨层牢度和油墨的挥发速度之间的矛盾,可以在稀释剂或油墨中加入相应于该种油墨的树脂或其它适当的相容的粘接树脂或橡胶。这样也可以在一定程度上提高墨层牢度。同时油墨放置时间过长或混入杂质,会导致连接料变质,因此应尽量使用新鲜的油墨或及时更换变质的油墨。

在生产过程中添加表面润滑剂,使被加工的聚合物熔体不能粘滞于吹膜设备表面。

4.表面处理

从生产工艺上来说,虽使用较细的滤网可滤除大部份聚合物中的原生晶点,同时亦可滤除设备螺杆及炮筒部位因聚合物粘滞于螺杆表面所造成的晶点,但问题是设备背压因此提高,对某些陈旧成型设备来说,难以做到。因此,依靠勤换滤网,也能对控制晶点提供帮助。

从印墨附着牢度机理的分析可以知道,对油墨和薄膜进行进一步改性都可以起到提高印墨附着牢度的效果,但是出于成本的考虑,普遍使用的方法是对印刷薄膜进行表面处理。

到目前为止,比较有效的晶点控制手段是采用高性能的氟工艺助剂。高性能氟工艺助剂,由于它的聚合物分子具有高极性的特点,使它能从烯烃类聚合物熔体中迅速溢出,并粘附于设备的金属表面,从而消除了聚合物熔体在设备金属表面的粘滞层。

对于聚氯乙烯、赛璐玢、聚酯、尼龙等薄膜,因其表面张力较大,一般在印刷产品要求不高时可直接印刷,而未处理过的聚烯烃薄膜表面张力很低,如PE为31达因、PP为29达因,为了印刷应将其提高到38达因2上,这就需要对薄膜进行表面处理。

因此,聚合物熔体能持续匀速地被推动前进,消除了粘滞于金属表面的聚合物熔体过长时间受热的现象,防止了残留的催化剂对聚合物的持续聚合,最终防止了在薄膜成型加工工艺中所产生的晶点。

塑料表面处理的方法有火焰处理、化学处理、溶剂处理和电晕处理,但对聚烯烃薄膜广泛使用的是电晕处理方法。下面以聚乙烯薄膜为例浅析电晕处理提高印墨牢度的原因。

另一方面,由于氟工艺助剂也能粘附于滤网表面,使聚合物熔体流经滤网的阻力下降。因此,氟工艺助剂的使用,为采用较细的滤网提供了工艺条件。而较细滤网的采用,对滤除由聚合物生产时所产生的原生晶点,是重要的工艺措施。

1) 由于电离作用,使空气中的氧生成臭氧,从而使表面氧化。表层聚乙烯的分子链可能生成羰基、羧基、羟基等端P活性极。空气中的氮也被电离成等离子体,并与聚乙烯分子作用,在聚乙烯分子链上生成胺型基因,并可继续氧化生成一系列含氮化合物。其结果是聚乙烯薄膜表层分子的极性增强、润湿性提高,从而提高了油墨的附着力。

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2) 消除薄膜表面析出的一些肉眼看不见的油状物,从而使油墨与薄膜得以紧密接触。

3) 由于冲击作用,使得表面粗化,从而实现了机械楔头作用。

4) 由于薄膜表面受热,分子链的活动加剧,即表面活性程度提高。

5) 非导电性塑料薄膜在高压电场作用下,分子内的电荷发生位移,而在表面形成感应电荷,这种感应电荷的存在就可与极性的油墨分子产生库化吸引,这对印刷墨层牢度的提高也是有一定作用的。

在进行电晕处理时应注意以下问题:

1) 电晕处理以后,要在短期内使用。否则,极性基团如果和空气中的水分子结合,那将使润湿性就会降低,破坏印刷墨层附着牢度。所以合格的薄膜应存放于干燥、较低温度的库房内;使用时重新进行检查测试。

2) 对于冷膜,需使用较大功率的有表面电子处理。冷膜在处理前,应先用碘钨红外线预热。

3) 只需单面印刷的,就只进行单面电晕处理。否则在印刷后容易产生粘连问题。

4) 在高温条件下,若处理时间过长,附着力有降低的倾向。这可能是表面有分解物,形成“弱边界层”的缘故。

常用塑料薄膜的润湿张力单位mN/m

名 称 润湿张力

聚乙烯 31

聚脂 43

聚丙烯 29

尼龙 46

聚氯乙烯 39

聚偏二氯乙烯 40

赛璐玢 42

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