ویژگی های ساختار و جریان فرآیند غشاء تنفسی پلی اتیلن

غشای تنفسی PE نوع جدیدی از مواد پلیمری ضد آب است. در فرآیند تولید، الزامات فنی بسیار بالاتر از مواد ضد آب عمومی است. به طور همزمان، از نظر کیفیت، غشای تنفسی نیز دارای عملکردی است که سایر مواد ضد آب فاقد ویژگی هستند.

فیلم تنفس PE ماده جدیدی است که به سرعت در جهان در حال توسعه است. به آن فیلم تنفسی می گویند. به دلیل خصوصیات تنفسی و نفوذ ناپذیری که دارد در زمینه های مختلف کاربرد فراوانی دارد.

1. ساختار غشاء تنفس PE

جزء اصلی غشاء تنفس PE پلی اتیلن است که یک ماده پلیمری است که از پلی اتیلن سنتز شده است. در تولید پلی اتیلن، مقدار کمی الفین 4 کربنی یا 8 کربنی به عنوان کومونومر اضافه می شود. با این حال، از آنجایی که مقدار a-olefin استفاده شده حداقل است، بسیاری از ویژگی های پلی اتیلن هنوز حفظ می شوند.

پلی اتیلن یک ماده شفاف مومی سفید، انعطاف پذیر و چالش برانگیز است و می تواند به پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) و پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) تقسیم شود.

LDPE از اتیلن تحت فشار بالا (98-250mpa) با چگالی حدود 0.91-0.92g/m3 ساخته می شود. HDPE از اتیلن پلیمریزه شده تحت فشار 1.0mpa، با چگالی بالاتر، در همه جا 0.94-0.96g/m3 تولید می شود.

پلی اتیلن غیر سمی است و خواص دی الکتریک عالی دارد. دمای انتقال شیشه ای آن در حدود -125 درجه سانتیگراد است. پلی اتن دارای پایداری شیمیایی عالی است، می تواند در برابر اسید و قلیایی در دمای اتاق مقاومت کند، اما به راحتی توسط نور و گرما اکسید می شود و همچنین می تواند تحت نور فرابنفش تحت تخریب نور قرار گیرد. پلی اتیلن همچنین دارای خواص مکانیکی عالی است. قسمت کریستالی به پلی اتیلن استحکام بالاتری می بخشد و قسمت غیر کریستالی به آن انعطاف پذیری خوبی می دهد.

2. ویژگی های غشای تنفسی PE

در مقایسه با غشاهای غیر قابل تنفس، غشاهای تنفسی PE دارای ویژگی های زیر هستند:

1. می تواند در گاز نفوذ کند اما نه آب به طوری که می توان از آن به عنوان یک ماده ضد آب با مقاومت در برابر رطوبت استفاده کرد.

2. می تواند به طور مناسب همرفت هوا را در محیط کاربر بهبود بخشد، که برای تنفس پوست مفید است.

3. با توجه به ویژگی های مواد اولیه آن، غشای تنفسی PE یک ماده جدید و سازگار با محیط زیست است و محیط را آلوده نمی کند.

3. جریان فرآیند فیلم تنفسی پلی اتیلن

از منظر فناوری فرآوری، دو روش اصلی پردازش برای غشاهای تنفسی وجود دارد: روش ریخته‌گری فیلم تخت و دیگری روش فیلم دمنده، که روش ریخته‌گری بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

جریان فرآیند اصلی روش ریخته گری به شرح زیر است:

مواد خام پلی اتیلن + پوروژن-اختلاط و اندازه گیری-اکستروژن دانه بندی-ریخته گری اکستروژن-کشش و تنظیم-خنک کردن-پیشکاری-کلاف.

در فرآیند تولید PET فیلم تنفسی، روند کشش خط تولید فیلم تنفس پذیر PE به طور قابل توجهی بر عملکرد فیلم تأثیر می گذارد.

در طول فرآیند کشش، زمانی که نیروی اتصال بین ذرات porogen caco3 و پلیمر PE اطراف کمتر از نیروی تغییر شکل پلیمر پلیمری ناشی از کشش باشد، پلیمر در امتداد لبه‌های caco3 از هم جدا می‌شود و در نتیجه ذرات ریز ایجاد می‌شود. حفره ها نمی توانند به مولکول های مایع اجازه عبور دهند، بلکه فقط مولکول های گازی هستند، به طوری که فیلم کشیده شده عملکرد ضد آب و تنفسی دارد.

اندازه حفره را می توان بسته به شرایط فرآیند مانند اندازه، شکل، روش کشش و نسبت کشش ذرات caco3 تنظیم کرد.

هنگامی که دمای کشش در یک مقدار خاص باشد، با افزایش نسبت کشش، قطر فضای خالی لایه قابل تنفس PE افزایش می‌یابد و نفوذپذیری هوا افزایش می‌یابد، در حالی که عملکرد کشش بدتر می‌شود. با افزایش ضخامت، نفوذپذیری هوا کاهش می یابد.

4. مشکلات و اقدامات متقابلی که اغلب در فرآیند تولید فیلم تنفسی پلی اتیلن با آن مواجه می شوند.

1 ترکیب قوی نیست

استحکام کامپوزیت فیلم تنفس PE بسیار کم یا صفر است که به هیچ وجه نمی تواند نیازهای مشتریان را برآورده کند و در نتیجه محصول از بین می رود. با توجه به خاص بودن فرآیند تولید فیلم تنفسی پلی اتیلن، کشش سطحی کم، محتوای لغزش زیاد و آلودگی سطح ممکن است منجر به کامپوزیت های ضعیف شود.

کشش سطحی کم

در شرایط عادی، کشش سطحی فیلم قابل تنفس پلی اتیلن برای ترکیب خشک، قبل از استفاده باید بالاتر از 38 dyn/cm باشد.

این عمل ثابت کرده است که اگر مقدار کشش سطحی غشای تنفسی PE کمتر از 38dyn/cm باشد، ممکن است باعث پدیده استحکام کامپوزیت کم شود. زیر 36dyn/cm، توان ترکیبی بسیار کم یا صفر خواهد بود.

به طور همزمان، استحکام کامپوزیت نیز با ضخامت فیلم تنفسی پلی اتیلن مرتبط است. اگر کمتر از 30 میکرون باشد، به سختی می توان آن را به روش 36-38dyn/cm ترکیب کرد. هنگامی که ضخامت 30-50 میکرون و مقدار کشش سطحی 37dyn/cm باشد، ساختار کامپوزیت در نظر گرفته می شود. مانند OPP / PE، اثر ترکیبی می تواند الزامات را برآورده کند. اما وقتی ضخامت بیشتر از 50 میکرون باشد، اگر ضخامت کمتر از 38dyn/cm باشد، غیر قابل استفاده است.

در اینجا چندین مجموعه داده برای مرجع وجود دارد:

ارزش کشش سطحی غشای تنفسی پلی اتیلن هنگامی که تازه تولید می شود بسیار زیاد است، اما با گذشت زمان، مقدار کشش سطحی به تدریج کاهش می یابد. به طور کلی، غشای تنفسی PE را می توان برای 3-6 ماه ذخیره کرد، اما می توان آن را برای 3-6 ماه در تابستان ذخیره کرد. دوره نگهداری در فصل مرطوب بهتر است از دو ماه بیشتر نباشد.

این عمل ثابت کرده است که مقدار کشش سطحی فیلم تنفس پذیر پلی اتیلن رابطه بسیار نزدیکی با ضخامت آن و محیط اطراف دارد. هر چه دما و رطوبت محیطی بیشتر باشد، مقدار کشش سطحی سریعتر کاهش می یابد و هر چه فیلم ضخیم تر باشد، کاهش سریعتر خواهد داشت.

بنابراین، قرار دادن فیلم تنفسی پلی اتیلن معمولاً نباید بیش از سه ماه باشد، به خصوص در فصل بارانی. در صورتی که زمان نگهداری به دلایلی بیش از حد طولانی باشد، باید به تهویه و تهویه انبار توجه بیشتری شود، در هنگام استفاده مجدد، علاوه بر بازرسی رول به رول، لازم است به طور جامع در نظر گرفته شود که آیا باید استفاده را ادامه داد یا خیر. محصول کامپوزیت با توجه به هدف محصول مخلوط، برای جلوگیری از از دست دادن.

تاثیر مواد افزودنی

هنگامی که فیلم تنفسی پلی اتیلن به یک فیلم تبدیل می شود، مواد افزودنی خاصی مانند عوامل ضد الکتریسیته ساکن، عوامل لغزش، و عوامل ضد الکتریسیته ساکن، به طور کلی باید بر اساس کاربرد آن اضافه شوند.

این افزودنی ها پس از تشکیل فیلم یا ترکیب، ساکن نیستند، به ویژه عوامل لغزش، که عموماً از اروکامید یا اولامید استفاده می کنند.

دو دلیل برای کاهش استحکام کامپوزیت در اثر عوامل لغزش وجود دارد:

① پس از اینکه فیلم تنفس پذیر پلی اتیلن برای مدت کوتاهی قرار گرفت، عامل لغزش به سطح فیلم تنفس PE مهاجرت می کند تا یک لایه متراکم لاغر تشکیل دهد. این لایه ضخیم اتصال چسب و ویژگی فیلم تنفسی PE را مسدود می‌کند و باعث می‌شود که باند با سطح فیلم قابل تنفس پلی اتیلن تعامل نداشته باشد. تماس مولکول های پلی اتیلن، چسبندگی کامپوزیت اولیه کم عمق است، با افزایش زمان پخت، استحکام ترکیبی تغییر زیادی نمی کند و توان ترکیبی همیشه کم یا صفر می ماند.

یک فیلم تنفسی پلی اتیلن با لغزش بالا باید برای شرایط خاص مورد استفاده قرار گیرد، و در شرایط عادی نباید برای مدت طولانی باقی بماند. اگر به دلایلی از غشای تنفسی PE برای مدت طولانی استفاده می شود، بهتر است غشای تنفسی PE را در دمای 60-70 درجه سانتیگراد برای بیش از 8 ساعت قبل از ترکیب قرار دهید. در این زمان، عامل لغزش تا حدی از کار می افتد، بنابراین در این زمان دوباره بروید. لمینیت مشکل استحکام کم کامپوزیت را ندارد، اما غشاهای تنفسی PE دیگر خاصیت لغزش بالایی ندارند.

②چسبندگی کامپوزیت اولیه قابل قبول است، اما با افزایش زمان پخت، استحکام ترکیبی کمتر و کمتر می شود و یک ماده پودری سفید بین دو لایه ظاهر می شود.

این به این دلیل است که از مواد اولیه پلی اتیلن پر لغزش در تولید فیلم تنفسی پلی اتیلن استفاده می شود. با توجه به محتوای بالای عامل لغزش در فیلم، حرکت مولکول های عامل لغزش در فیلم در طول فرآیند پخت در دماهای بالا (40-50 درجه سانتیگراد) تشدید می شود. تعداد زیادی از مولکول های عامل لغزش به دو طرف فیلم مهاجرت می کنند. با افزایش زمان، میزان مهاجرت به سطح به تدریج افزایش می یابد. مهاجرت آن فرآیند پیوند فیزیکی بین چسب و مولکول های پلی اتیلن را از بین می برد و تشکیل می شود. نیروی پیوند ضعیف از بین می رود. هر چه زمان طولانی تر باشد، قدرت تخریب قوی تر و استحکام کامپوزیت کمتر می شود.

در این مورد، افزایش دمای پخت به طور کلی برای تسریع سرعت اتصال عرضی چسب اتخاذ می شود، به طوری که سرعت واکنش از سرعت مهاجرت عامل لغزش برای جبران عامل لغزش بیش از حد در فیلم تنفسی PE بیشتر می شود. تاثیر منفی.

آلودگی سطحی

غشاهای تنفسی پلی اتیلن معمولاً در طول فرآیند تولید آلوده نمی شوند، اما یکی از آنها به راحتی نادیده گرفته می شود: آلودگی مایع داین.

بسیاری از تولیدکنندگان غشای تنفسی پلی اتیلن از محلول های رنگی خود آماده برای آزمایش کشش سطحی غشا استفاده می کنند. مایع داین معمولاً مخلوطی از اتیلن گلیکول مونو اتیل اتر است که مایعی بی رنگ و شفاف است. اگر به طور تصادفی به دلیل سرعت پایین تبخیر شدن به غلتک راهنما آلوده شود، فیلم هنگام عبور از غلتک راهنما تخریب می شود. محلول داین به سطح غشای قابل تنفس PE حمله می کند و به شدت با مولکول های PE ترکیب می شود. پس از ترکیب، با مولکول های بایندر پیوند متقابل برقرار نمی کند و در نتیجه استحکام کامپوزیت موضعی صفر است. این وضعیت در پیش بازرسی پیچیده است.

2 ترکیب نقطه سفید.

این پدیده به سادگی روی فیلم سفید شیری PE رخ می دهد. به طور کلی، فیلم سفید شیری با مقدار مشخصی از مستربچ سفید اضافه می شود: دی اکسید تیتانیوم غلیظ. با توجه به کیفیت متفاوت مستربچ رنگ، اندازه ذرات و سختی دی اکسید تیتانیوم موجود متفاوت است و در نتیجه کیفیت متفاوتی از فیلم سفید شیری پس از ترکیب و روشنایی سطح متفاوت ایجاد می‌شود. اگر سطح لایه سفید شیری ناهموار و دارای حفره از کنار باشد، بیشتر محصولات ترکیب شده با چنین فیلمی دارای لکه های سفید خواهند بود. راه حل های معمول برای این مشکل به شرح زیر است: یکی افزایش مقدار چسب است. دوم چاپ مجدد لایه ای از جوهر سفید است. مهم نیست که کدام روش اتخاذ شود، هزینه آن افزایش می یابد، بنابراین فیلم پلی اتیلن قبل از استفاده باید به شدت بررسی شود.

3 پس از ترکیب، محصول نهایی قابض می شود

این پدیده در بسیاری از تولیدکنندگان رخ داده است. دستگاه بسته بندی اتوماتیک محصول کامپوزیت به آرامی کار نمی کند یا کیسه ساخته شده به سختی باز می شود.

در ترکیب خشک معمولاً از چسب‌های واکنش‌پذیر دو جزئی استفاده می‌شود که پس از ترکیب شدن باید در دمای بالا پخته شوند تا به بالاترین استحکام ترکیب دست یابند. عامل لغزش در فیلم تنفس PE به دلیل تغییر دمای پخت تغییر می کند. در یک دمای خاص، عامل لغزش دستخوش تغییرات شیمیایی می شود و اثر لغزش خود را از دست می دهد. هر چه آب و هوا بالاتر باشد، تفاوت قابل توجه تر است. هرچه ضرر بیشتر باشد، محصول نهایی قابض می شود و قابل استفاده نیست.

بنابراین، دمای محفظه پخت باید به شدت در حدود 40 درجه سانتیگراد کنترل شود و نمی توان خودسرانه آن را افزایش داد. همچنین با توجه به کاربردهای مختلف محصول، ترکیبات دیگری را انتخاب کنید تا به دلیل انتخاب نامناسب گریدهای رزین، از قابض بودن محصول جلوگیری کنید.

4 مهر و موم حرارتی ضعیف

پس از ورود ترکیب به آخرین پردازنده وارد دست مشتری می شود، گاهی اوقات دمای آب بندی موضعی بیش از حد بالا است، آب بندی حرارتی مناسب نیست و غیره که در موارد شدید قابل ذخیره نیست. دلایل این نتیجه شامل شکست کرونا، محتوای زیاد عامل لغزش و افزودن بیش از حد مواد بازیافتی است.

شکست کرونا

هنگامی که فیلم تنفس PE از غلتک تخلیه ولتاژ بالا در طول فرآیند تولید عبور می کند، ممکن است به دلایل مختلف باعث خرابی جزئی فیلم شود. این پدیده اغلب یک نوار طولی است و موقعیت به طور کلی ثابت است. مقدار کشش سطحی معمولاً بسیار زیاد است. از آنجایی که پوشش داغ تجزیه شده، ماده ای با گروه های قطبی مانند سطح مرکب را تشکیل می دهد، این ماده قابلیت آب بندی حرارتی ندارد. بنابراین در کیسه سازی یا بسته بندی اتوماتیک استفاده می شود. آب بندی حرارتی جزئی ضعیف رخ داده است. غشای قابل تنفس پلی اتیلن هنگام ورود به کارخانه برای بازرسی برای جلوگیری از این پدیده، یک آیتم تست مقدار کشش سطحی ترکیبی را اضافه می کند.

محتوای عامل لغزش بالا

با توجه به محتوای بالای عامل لغزش در لایه آب بندی حرارتی فیلم تنفس PE، باعث می شود که مقدار زیادی از آن بر روی سطح فیلم تنفسی PE رسوب کند و لایه متراکمی را تشکیل دهد که مانع از گرمابندی PE تنفسی می شود. فیلم

این ممکن است در صورت استفاده از غشای تنفسی PE منقضی شده اتفاق بیفتد. بنابراین لازم است گریدهای رزین مناسب را با توجه به نیاز مشتری انتخاب کنید و سعی کنید از فیلم‌های مرده برای محصولات پر لغزش استفاده نکنید. پس از وقوع این پدیده، توصیه می شود از یک حلال برای پاک کردن مکرر پوشش داغ استفاده کنید و اثر آن بهبود می یابد.

اضافه کردن بیش از حد مواد بازیافتی

برای صرفه جویی در هزینه ها، مقدار معینی از مواد بازیافتی اغلب به تولید غشاهای قابل تنفس پلی اتیلن اضافه می شود. مواد بازیافتی معمولاً در دماهای بالا حداقل دو بار بازسازی می شوند. مقدار مشخصی ناخالصی وجود دارد. پس از بازسازی غشا، عملکرد آب بندی حرارتی آن بسیار بهبود یافته است. با کاهش، دمای آب بندی حرارتی به طور کلی 5-10 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که وقتی مقدار اضافه‌شده مواد بازسازی‌شده لایه آب‌بندی حرارتی 30% باشد، دمای آب‌بندی حرارتی فیلم تنفس‌پذیر PE 3-5 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد. هنگامی که مقدار اضافی 50% باشد، دمای آب بندی حرارتی دمای 6-10 درجه سانتیگراد را افزایش می دهد و به طور کلی از سازنده فیلم می خواهد که تا حد امکان مواد بازیافتی را در لایه مهر و موم حرارتی اضافه نکند.

5. محدوده کاربرد غشاء تنفسی PE

به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی نرم و راحت، غشای تنفسی PE دارای خواص کششی و کشیدگی عالی است.

مناطق کاربرد معمولی عبارتند از:

• ملزومات روزانه: بارانی، روکش کت و شلوار، ماسک چشم، رومیزی، کلاه دوش، پرده دوش، کیسه آب، رومیزی و غیره.
• محصولات بهداشتی: پوشک کاغذی، نوار بهداشتی، روپوش پزشکی-جراحی، بسته بندی ویژه برای درمان پزشکی و بسته بندی مواد غذایی و غیره؛
• لوازم بسته بندی: کامپیوتر، وسایل تهویه مطبوع، پوشش های ضد گرد و غبار، روکش های خودرو، بسته بندی نرم لوازم آرایشی، کیسه های خرید، کیسه های هدیه، پوشه های فایل و غیره؛
• بسته بندی مد روز: کیسه های لوازم آرایشی، لوازم التحریر سطح بالا، شانه های بزاق، کمد لباس، کیسه های ماهیگیری، کیف های دستی و کیف و غیره.