Caraterísticas da estrutura e fluxo do processo da membrana respirável PE

A membrana respirável PE é um novo tipo de material polimérico à prova d'água. Do ponto de vista do processo de fabricação, os requisitos técnicos são muito mais elevados do que os de materiais impermeáveis comuns. Ao mesmo tempo, do ponto de vista da qualidade, a membrana respirável também possui funcionalidades que outros materiais impermeáveis não possuem.

O filme respirável PE é um novo material que está se desenvolvendo rapidamente no mundo. É chamado de filme respirável. É amplamente utilizado em diversos campos devido às suas características respiráveis e impermeáveis.

1. A estrutura da membrana respirável PE

O componente principal da membrana respirável PE é o polietileno, que é um material polimérico sintetizado a partir do polietileno. Na produção do polietileno, uma pequena quantidade de a-olefina de 4 ou 8 carbonos é adicionada como comonômero. No entanto, como a quantidade de a-olefina utilizada é mínima, muitas das características do polietileno ainda são mantidas.

O polietileno é um material branco ceroso e translúcido, flexível e resistente, podendo ser dividido em polietileno de baixa densidade (LDPE) e polietileno de alta densidade (HDPE).

O LDPE é produzido a partir de etileno sob alta pressão (98-250 MPa), com uma densidade de cerca de 0,91-0,92 g/m³. O HDPE é produzido a partir de etileno polimerizado sob pressão de 1,0 MPa, com uma densidade maior, variando entre 0,94-0,96 g/m³.

O polietileno é atóxico e possui excelentes propriedades dielétricas. Sua temperatura de transição vítrea é de cerca de -125℃. O polietileno apresenta excelente estabilidade química, podendo resistir a ácidos e bases à temperatura ambiente, mas é facilmente oxidado pela luz e pelo calor, podendo também sofrer fotodegradação sob luz ultravioleta. O polietileno também tem excelentes propriedades mecânicas. A parte cristalina confere ao polietileno maior resistência, enquanto a parte não cristalina lhe confere boa flexibilidade.

2. Características da membrana respirável PE

Comparada com membranas não respiráveis, as membranas respiráveis PE apresentam as seguintes características:

1. Ela pode permitir a passagem de gases, mas não de água, podendo ser usada como material à prova d'água com resistência à umidade;

2. Ela pode melhorar adequadamente a convecção de ar no ambiente do usuário, o que é benéfico para a respiração da pele;

3. Devido às características das suas matérias-primas, a membrana respirável PE é um novo material ecologicamente correto e não polui o meio ambiente.

3. Fluxo de processamento do filme respirável PE

Do ponto de vista da tecnologia de processamento, existem dois métodos principais para processar membranas respiráveis: o método de fundição de filme plano e o método de sopro de filme, sendo o método de fundição mais utilizado.

O fluxo principal do processo de fundição é o seguinte:

Matéria-prima PE + mistura de porogênio - dosagem - granulação por extrusão - fundição por extrusão - estiramento e fixação - resfriamento - aparagem - enrolamento.

No processo de produção do filme respirável PET, o processo de estiramento de Linha de produção de película respirável PE influencia significativamente o desempenho do filme.

Durante o processo de estiramento, quando a força de ligação entre as partículas de porogênio CaCO3 e o polímero PE circundante é inferior à força de deformação do polímero PE causada pelo estiramento, o polímero se separará ao longo das bordas do CaCO3, resultando em algumas partículas minúsculas. As cavidades não permitem a passagem de moléculas líquidas, apenas de moléculas gasosas, fazendo com que o filme estirado tenha a função de à prova d'água e respirável.

O tamanho das cavidades pode ser ajustado dependendo das condições do processo, tais como o tamanho, a forma, o método de estiramento e a taxa de estiramento das partículas de CaCO3.

Quando a temperatura de estiramento está num valor específico, à medida que a taxa de estiramento aumenta, o diâmetro das vazios do filme respirável PE aumenta, e a permeabilidade ao ar também aumenta, enquanto o desempenho de estiramento piora; à medida que a espessura aumenta, a permeabilidade ao ar diminui.

4. Problemas e contramedidas frequentemente encontrados no processo de produção do filme respirável PE.

1 O composto não é forte

A resistência do composto do filme respirável PE é muito baixa ou nula, o que não consegue atender às exigências dos clientes, levando ao descarte do produto. Devido à particularidade do processo de produção do filme respirável PE, baixa tensão superficial, alto teor de agentes deslizantes e contaminação na superfície podem levar a compostos fracos.

Baixa tensão superficial

Em condições normais, a tensão superficial do filme respirável PE para composto seco deve estar acima de 38 dyn/cm antes de poder ser usado.

A prática comprovou que, se o valor da tensão superficial da membrana respirável PE for inferior a 38 dyn/cm, isso pode causar o fenômeno de baixa resistência do composto. Abaixo de 36 dyn/cm, a força de união será extremamente baixa ou nula.

Simultaneamente, a resistência do composto também está relacionada à espessura do filme respirável PE. Se for inferior a 30 microns, ele pode ser dificilmente composto na faixa de 36-38 dyn/cm. Quando a espessura é de 30-50 microns e o valor da tensão superficial é de 37 dyn/cm, a estrutura composta é considerada. Por exemplo, OPP/PE, o efeito combinado pode atender aos requisitos. Mas quando a espessura é superior a 50 microns, ela é inutilizável se a espessura for inferior a 38 dyn/cm.

Aqui estão vários conjuntos de dados para referência:

O valor da tensão superficial da membrana respirável PE é enorme quando acabada de ser produzida, mas com o passar do tempo, o valor da tensão superficial diminui gradualmente. Geralmente, a membrana respirável PE pode ser armazenada por 3-6 meses, mas pode ser armazenada por 3-6 meses no verão. O período de armazenamento na estação úmida é melhor não exceder dois meses.

A prática comprovou que o valor da tensão superficial do filme respirável PE tem uma relação muito próxima com sua espessura e o ambiente circundante. Quanto maior a temperatura e a umidade ambiental, mais rápido o valor da tensão superficial diminui, e quanto mais espesso o filme, mais rápida é a queda.

Portanto, o armazenamento do filme respirável PE geralmente não deve exceder três meses, especialmente na estação chuvosa. Deve-se prestar mais atenção à ventilação e à circulação do ar no local de armazenamento caso o tempo de armazenamento seja muito longo por algum motivo; ao reutilizar, além da inspeção rolo por rolo, é necessário considerar integralmente se o produto composto deve continuar a ser usado conforme o propósito do produto misturado, para evitar perdas.

Influência dos aditivos

Quando o filme respirável PE é formado em filme, certos aditivos, como agentes antiestáticos, agentes deslizantes e agentes antiespumantes, geralmente precisam ser adicionados de acordo com seu uso.

Esses aditivos não ficam estáticos após a formação do filme ou a composição, especialmente os agentes deslizantes, que geralmente utilizam erucamida ou oleamida.

Existem duas razões para a diminuição da resistência do composto devido aos agentes deslizantes:

① Após o armazenamento curto do filme respirável PE, o agente deslizante migra para a superfície do filme respirável PE, formando uma camada fina e densa. Essa camada grossa bloqueia a adesão do adesivo e a característica do filme respirável PE, fazendo com que a ligação não consiga interagir com a superfície do filme respirável PE. As moléculas de PE entram em contato, a adesão inicial do composto é superficial; à medida que o tempo de cura aumenta, a resistência combinada não muda muito, e a força combinada permanece sempre baixa ou nula.

Um filme respirável PE com alto grau de deslizamento deve ser usado para requisitos especiais, e não deve ser deixado por muito tempo em condições normais. Se a membrana respirável PE for usada por um período prolongado por algum motivo, é melhor colocar a membrana respirável PE a uma temperatura de 60-70℃ por mais de 8 horas antes da composição. Nesse momento, o agente deslizante irá parcialmente perder sua eficácia, então volte a usar novamente. A laminação não terá o problema da baixa resistência do composto, mas as membranas respiráveis PE já não terão altas propriedades deslizantes.

②A adesão inicial do composto é aceitável, mas à medida que o tempo de cura aumenta, a resistência combinada fica cada vez mais baixa, e uma substância branca em pó aparece entre as duas camadas.

Isso ocorre porque matérias-primas de PE com alto deslizamento são utilizadas na produção de filmes respiráveis de PE. Devido ao alto teor de agente deslizante no filme, o movimento das moléculas do agente deslizante se intensifica durante o processo de cura em altas temperaturas (40-50℃). Um grande número de moléculas do agente deslizante migra para ambos os lados do filme. Com o aumento do tempo, a quantidade de migração para a superfície aumenta gradualmente. Essa migração destrói o processo de ligação física entre as moléculas do adesivo e do PE e formará uma ligação fraca. Quanto mais tempo passar, mais forte será o poder destrutivo e menor será a resistência do composto.

Nesse caso, geralmente se adota o aumento da temperatura de cura para acelerar a velocidade de reticulação do adesivo, de modo que a velocidade da reação supere a velocidade de migração do agente deslizante, compensando o excesso desse agente no filme respirável de PE. Impacto negativo.

Contaminação da superfície

Os filmes respiráveis de PE geralmente não são contaminados durante o processo de produção, mas um deles é facilmente negligenciado: a contaminação pelo líquido dyne.

Muitos fabricantes de filmes respiráveis de PE utilizam soluções dyne preparadas por eles mesmos para testar a tensão superficial do filme. O líquido dyne é geralmente uma mistura de monoetil éter de etilenoglicol, um líquido incolor e transparente. Se ele for acidentalmente contaminado pelo rolo guia devido à sua baixa velocidade de volatilização, o filme será degradado ao passar pelo rolo guia. A solução dyne invade a superfície do filme respirável de PE e se combina firmemente com as moléculas de PE. Ela não se liga às moléculas do aglutinante após a composição, resultando numa resistência local do composto igual a zero. Essa situação é complicada de ser detectada na pré-inspeção.

2 Pontos brancos no composto.

Esse fenômeno ocorre facilmente em filmes branco-leitoso de PE; geralmente, o filme branco-leitoso leva uma certa quantidade de masterbatch branco: dióxido de titânio concentrado. Devido à diferença na qualidade do masterbatch colorido, o tamanho e a dureza do dióxido de titânio nele contido são diferentes, resultando em filmes branco-leitoso de qualidade variada após a composição e em diferentes níveis de brilho superficial. Se a superfície do filme branco-leitoso parecer áspera e apresentar pontos de corrosão na lateral, a maioria dos produtos compostos com esse filme terá manchas brancas. As soluções habituais para esse problema são as seguintes: uma é aumentar a quantidade de adesivo. A segunda é reimprimir uma camada de tinta branca. Independentemente do método adotado, o custo aumentará, por isso o filme de PE deve ser rigorosamente inspecionado antes do uso.

3 Após a composição, o produto acabado torna-se adstringente

Esse fenômeno tem ocorrido em muitos fabricantes. A máquina automática de embalagem do produto composto não funciona suavemente, ou o saco produzido é difícil de abrir.

A composição a seco geralmente utiliza adesivos reativos de dois componentes, que devem curar a alta temperatura após a composição para alcançar a máxima resistência do composto. O agente deslizante no filme respirável de PE sofrerá alterações devido à mudança da temperatura de cura. Em uma determinada temperatura, o agente deslizante sofrerá mudanças químicas e perderá seu efeito deslizante. Quanto mais alta a temperatura, mais significativa será a diferença. Quanto maior a perda, o produto final ficará adstringente e não poderá ser utilizado.

Portanto, a temperatura da câmara de cura deve ser controlada rigorosamente em cerca de 40℃ e não pode ser aumentada arbitrariamente. Além disso, conforme os diferentes usos do produto, escolha outros ingredientes para evitar a adstringência do produto devido à seleção inadequada dos graus de resina.

4 Má vedação térmica

Depois que o composto entra no último processador e chega às mãos do cliente, às vezes a temperatura local de selagem térmica é muito alta, a selagem térmica não está correta, etc., o que não pode ser salvo em casos graves. As razões para esse resultado incluem ruptura por corona, alto teor de agente deslizante e adição excessiva de materiais reciclados.

Ruptura por corona

Quando o filme respirável de PE passa pelo rolo de descarga de alta tensão durante o processo de produção, pode causar uma ruptura parcial do filme devido a vários motivos. Esse fenômeno costuma ser uma faixa longitudinal, e a posição geralmente é fixa. O valor da tensão superficial costuma ser muito alto. Como a cobertura quente da ruptura forma uma substância com grupos polares semelhante à superfície do composto, essa substância não possui capacidade de selagem térmica. Portanto, ela será utilizada na confecção de sacos ou na embalagem automática. Ocorreu uma má selagem térmica parcial. O filme respirável de PE adiciona um item de teste do valor da tensão superficial do composto ao entrar na fábrica para inspeção, evitando esse fenômeno.

Alto teor de agente deslizante

Devido ao alto teor de agente deslizante na camada de selagem térmica do filme respirável de PE, ele causará uma grande precipitação na superfície do filme respirável de PE, formando uma camada densa que dificulta a selagem térmica do filme respirável de PE.

Isso pode acontecer se for utilizado um filme respirável de PE vencido. Por isso, é necessário selecionar os graus de resina adequados conforme as exigências específicas dos clientes e tentar não utilizar filmes mortos para produtos de alto deslizamento. Após o surgimento desse fenômeno, recomenda-se usar um solvente para limpar repetidamente a cobertura quente, e o efeito melhorará.

Adição excessiva de materiais reciclados

Para economizar custos, uma certa quantidade de material reciclado é frequentemente adicionada à produção de filmes respiráveis de PE. Os materiais reciclados geralmente são regenerados a altas temperaturas por pelo menos duas vezes. Há uma certa quantidade de impurezas. Após a reformulação do filme, seu desempenho de selagem térmica melhora bastante. Geralmente, a temperatura de selagem térmica aumenta em 5-10℃. Experimentos mostram que, quando a quantidade adicionada de material recuperado na camada de selagem térmica é de 30%, a temperatura de selagem térmica do filme respirável de PE aumenta em 3-5℃. Quando a quantidade adicionada é de 50%, a temperatura de selagem térmica sobe de 6 a 10℃ e, geralmente, o fabricante do filme deve evitar ao máximo adicionar materiais reciclados na camada de selagem térmica.

5. Faixa de aplicação do filme respirável de PE

Devido às suas propriedades físicas e mecânicas macias e confortáveis, o filme respirável de PE possui excelentes propriedades de tração e alongamento.

As áreas típicas de aplicação são:

• Produtos de uso diário: capa de chuva, capa de roupa, máscara para os olhos, toalha de mesa, touca de banho, cortina de banho, bolsa de água, toalha de mesa, etc.;
• Produtos de higiene: fraldas de papel, absorventes higiênicos, aventais médico-cirúrgicos, embalagens especiais para tratamento médico e embalagens alimentícias, etc.;
• Artigos de embalagem: computadores, aparelhos de ar-condicionado, capas anti-poeira, capas para carros, embalagens macias para cosméticos, sacolas de compras, sacolas para presentes, pastas para documentos, etc.;
• Embalagens elegantes: bolsas para cosméticos, artigos de papelaria de alto padrão, bolsas para saliva, guarda-roupas, bolsas de pesca, bolsas de mão e sacolas, etc.