Ekstruzijsko puhanje polivinilkloridnih (PVC) filmova

 

 

Nakon dodavanja plastifikatora i drugih aditiva PVC smoli, fleksibilne PVC folije mogu se proizvesti postupkom puhanja. Ovisno o vrsti stabilizatora koji se koristi, ove folije mogu biti prozirne ili prozirne. Naširoko se koriste kao folije za-uzgoj poljoprivrednih sadnica, folije za pokrivanje ginsenga, folije za staklenike, folije za pakiranje raznih industrijskih sirovina, polu{3}}proizvoda i gotovih proizvoda, kao i zaštitne folije za naljepnice za papir.

 

1. Formulacije

Formulacije fleksibilnih PVC puhanjem-filmova prikazane su u tablici 6-13.

Tablica 6-13 Formulacija fleksibilnih PVC puhanih filmova

Sirovina	Doziranje / dijelovi po masi
	Formulacija 1	Formulacija 2	Formulacija 3
Polivinilkloridna smola (PVC)	100	100	100
Dioktil ftalat (DOP)	20	12	12
Dibutil ftalat (DBP)	10	9	10
Dioktil sebakat (DOS)	7	4	-
naftni ester	-	5	-
Epoksidirani oktadecen	4	5	6
Barijev stearat	1.6	1.5	0.4
Kadmijev stearat	0.6	0.6	0.8
Organotin stabilizator	0.5		1.5
Parafin	0.3	0.3	-
Bijelo ulje	-	-	0.3

Napomene o formulacijama fleksibilnih PVC puhanjem-filmova:

Formulacija 1 je za poljoprivredne folije; Formulacija 2 za folije za pakiranje; Formulacija 3 za samoljepljive folije.

Odabrana je PVC smola srednje{0}}viskoznosti SG-4. Kako bi se smanjile "riblje oči" (čestice gela) u filmovima za naljepnice, Formula 3 bi trebala koristiti smolu s labavom strukturom i uskom distribucijom molekularne težine. Ako se Formula 2 koristi za pakiranje hrane, mora se odabrati netoksična smola.

Doziranje plastifikatora općenito je 30-40 dijelova mase, s najviše 45 dijelova. Prekoračenje ove granice učinit će cijev s mjehurićima premekanom, što će dovesti do loše stabilnosti oblika i poteškoća u kontroli procesa. S obzirom na primjenu pri niskim-temperaturama, i folije za poljoprivredu i folije za pakiranje zahtijevaju dodatak DOS-a (plastifikator-otporan na hladnoću), a folije za poljoprivredu (koje se koriste zimi) trebaju veću dozu DOS-a. Epoksidne smole također služe kao stabilizatori.

Sustav stabilizatora koristi organokositar ili kadmijev stearat, koji nude dobru prozirnost; stabilizatori na bazi olova- se ne koriste, jer folije za naljepnice, poljoprivredne folije i folije za pakiranje zahtijevaju prozirnost.

Dodaju se maziva poput parafina i bijelog ulja. Zbog relativno niske doze plastifikatora, potrebna je mala količina maziva za poboljšanje obradivosti materijala i sprječavanje prianjanja filma.

Ako se Formula 1 koristi za poljoprivredne folije protiv -kapanja, treba dodati malu količinu površinski aktivnih tvari (npr. gliceril monostearat, ksilitol stearat), pri čemu doza ne prelazi 1 maseni dio. Surfaktanti sprječavaju kapanje na unutarnju površinu folije, što je povoljno za rast sadnica.

Budući da se folije za poljoprivredu koriste na otvorenom dulje vrijeme, apsorberi ultraljubičastog zračenja i antioksidansi mogu se dodati na odgovarajući način na temelju intenziteta svjetlosti u području primjene.

Aditivi koji inhibiraju rast biljaka, koje biljke apsorbiraju i zatim prenose u ljudsko tijelo (predstavljaju rizike za zdravlje) ili uzrokuju onečišćenje okoliša strogo su zabranjeni u formulacijama poljoprivrednih filmova.

 

2. Glavna proizvodna oprema

(1) Oprema za miješanje: mlin s tri-valjka s valjcima promjera 400 mm (opremljen vodenim hlađenjem); mikser velike-brzine zapremine 200 L.

(2) Oprema za ekstruzijsko granuliranje: ekstruzijski granulator s promjerom puža od 65 mm, omjerom duljine-prema-promjeru (L/D) od 15-20 i postupno suženim vijkom.

(3) Oprema za oblikovanje puhanjem: ekstruder s promjerom puža od 65 mm, omjerom L/D 20-25 i postupno suženim vijkom. Većina matrica ima strukturu tipa trna-.

 

3. Tijek proizvodnog procesa

PVC folije proizvode se ili metodom puhanja prema gore ili metodom horizontalnog puhanja. Postoje dva toka procesa puhanja:

Jedan uključuje izravno ekstruzijsko puhanje praha, korištenjem dvo-pužnog ekstrudera ili jedno-pužnog ekstrudera s velikim L/D omjerom (pogodan za obradu praha).

Drugi uključuje prvo granulaciju, nakon koje slijedi oblikovanje puhanjem. Tijek procesa potonjeg prikazan je na slici 6-20.

 

4. Uvjeti proizvodnog procesa

(1) Doziranje i granulacija

Za uklanjanje nečistoća s materijala:

PVC smola se prosijava kroz sito od 40 oka (promjer otvora sita: 0,425 mm).

Plastifikatori se filtriraju kroz bakreno sito od 100 oka (promjer otvora sita: 0,15 mm).

Ostali aditivi se razrjeđuju plastifikatorima i melju u mlinu s tri-valjka do finoće manje od 80 μm.

Materijali se zatim važu prema formulaciji i stavljaju u gnječilicu. Temperatura gnječenja se kontrolira na 100-120 stupnjeva, a materijal se ispušta kada postane labav i elastičan. Izmiješani materijal se dovodi u ekstruzijski granulator za granulaciju, s temperaturom kontroliranom na 150-170 stupnjeva (pretjerano visoke temperature treba izbjegavati).

(2) Temperatura ekstruzije

Kako bi se osigurala kvaliteta puhanja, prednost se daje prethodno zagrijanim granulama, jer one pomažu smanjiti potrošnju energije i poboljšati kvalitetu plastificiranja filma. Temperature ekstruzije za PVC folije navedene su u tablici 6-14.

Tablica 6-14 Temperature ekstruzije za PVC folije

Vrsta filma	Temperatura bačve / stupanj			Die Temperatura / stupanj
	Zona 1	Zona 2	Zona 3	Priključak	Model usta
Poljoprivredni film	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Film za pakiranje	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Film za naljepnice	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

Kako se doza plastifikatora povećava, temperatura ekstruzije se smanjuje. Međutim, temperatura ekstruzije ne smije biti preniska, inače će površina filma postati neravna i doći će do nedostataka kao što su "riblje oči" i tvrde grudice.

(3) Omjer porasta-

Omjer -napuhavanja za PVC folije općenito je 1,5–3,0. Omjer povećanja-utječe na snagu i prozirnost filma. Za horizontalnu metodu puhanja s malim presavijenim promjerom odabire se veći omjer puhanja. Pod istim omjerom uzdužnog izvlačenja, povećanje omjera -napuhavanja poboljšava poprečnu čvrstoću filma, ali smanjuje njegovu uzdužnu čvrstoću; stoga, omjer-napuhavanja ne bi trebao biti pretjerano velik.

(4) Omjer izvlačenja

Omjer izvlačenja za PVC folije općenito je 4–6, što znači da je brzina izvlačenja 4–6 puta veća od linearne brzine ekstruzije. U stvarnom radu, omjer izvlačenja veći od omjera-napuhavanja osigurava bolju stabilnost cijevi s mjehurićima. Međutim, za uravnotežena uzdužna i poprečna svojstva filma, poželjno je da omjer izvlačenja bude jednak ili blizu omjera -napuhavanja.

Povećanje brzine izvlačenja također je ograničeno učinkovitošću hlađenja filma. Nedovoljno hlađenje uzrokovat će lijepljenje folije, što će onemogućiti odvajanje i utjecati na njenu upotrebljivost.

(5) Položaj prstena za rashladni zrak

Udaljenost između izlaza zraka prstena za rashladni zrak i otvora matrice općenito je 50–200 mm. Za filmske cijevi većeg promjera koristi se manji razmak, a za one manjeg promjera veći razmak. Ova udaljenost ne smije biti prevelika, inače će linija za hlađenje filma biti previsoka, što je nepovoljno za hlađenje cijevi filma i stabilnost oblika mjehurića. Visina rashladnog voda obično se kontrolira na 200–400 mm.

(6) Volumen rashladnog zraka

Količina zraka za hlađenje izravno utječe na učinak hlađenja. Veći volumen zraka poboljšava učinkovitost hlađenja, ali pretjerano veliki volumen zraka uzrokovat će osciliranje filma, što će utjecati na stabilnost cijevi s mjehurićima. Nasuprot tome, nedovoljna količina zraka dovest će do lošeg hlađenja i prianjanja filma.

(7) Kontrola kuta rashladnih steznih ploča

Kut steznih ploča riblje kosti za hlađenje mora biti dobro-kontroliran: 30 stupnjeva za metodu horizontalnog puhanja i 60 stupnjeva za metodu puhanja prema gore. Pretjerano velik kut uzrokovat će nabore na filmu.

 

 

Ekstruzijsko puhanje jedan je od postupaka za oblikovanje krutih PVC folija. Filmovi proizvedeni ovim postupkom pokazuju visoku prozirnost, dobru čvrstoću i žilavost, izvrsnu otpornost na udarce i trganje, dobru hermetičnost i nisu-otrovni, bez mirisa i okusa-učinkovito čuvajući svježinu i aromu pakirane robe. Prozirne krute PVC folije oblikovane puhanjem-izgledom nalikuju celofanu i koriste se za pakiranje cigareta, bombona i raznih električnih i elektroničkih komponenti.

 

1. Formulacija

Krute PVC prozirne folije za pakiranje su proizvodi od krutog PVC-a-bez plastifikatora. Smola tipa SG-6 je poželjna zbog dobre obradivosti. Ako se koristi za pakiranje hrane, mora se odabrati smola za hranu, s ostatkom monomera vinil klorida u smoli manjim od 5 mg/kg. Tipična formulacija krutih PVC prozirnih folija za pakiranje prikazana je u tablici 6-15.

Tablica 6-15 Tipična formulacija krutih PVC prozirnih folija za pakiranje

Naziv sirovine	Doziranje / dijelovi po masi	Naziv sirovine	Doziranje / dijelovi po
PVC	100	sklizak	0.5~1.0
MBS	5~10	Lubrikant	3~4
Modifikator obrade	1~3	Bojila	Iznositi
Stabilizator	2~4	-	-

 

2. Glavna proizvodna oprema

Mješalica velike-brzine zapremine 300 L.

Jedinica za ekstruziju opremljena ekstruderom (promjer puža: 100 mm, omjer L/D: 25, omjer kompresije: 3) s pužnom strukturom barijernog-tipa.

Matrica s promjerom otvora od 250 mm i razmakom od 1,3 mm.

 

3. Proizvodni proces

Tijek procesa krutih PVC prozirnih folija prikazan je na slici 6-21.

 

Gornji tijek procesa uključuje izravno puhanje praha. Ako ekstruder nije prikladan za izravnu obradu praha, treba prvo izvršiti granulaciju (treba izbjegavati previsoke temperature granulacije). Prozirne PVC folije proizvedene puhanjem mogu se koristiti izravno ili nakon tretmana antistatičkim i toplinskim -brtvljenjem. Kada se koristi za pakiranje cigareta, površina folije mora biti obložena -materijalom za toplinsko-brtvljenje na niskoj temperaturi, čija je glavna komponenta vinil klorid-vinil acetatna kopolimerna smola.

Čvrste PVC prozirne folije za pakiranje općenito se oblikuju pomoću vodoravne ekstruzije-metode puhanja prema gore. Glavni radni uvjeti su sljedeći:

Doziranje i miješanje: izvažite materijale u skladu s formulacijom, dodajte ih u-mjesilicu velike brzine i mijesite 5–8 minuta na temperaturi od približno 102 stupnja. Nakon miješanja, prebacite materijal u-mjesilicu niske brzine da se ohladi na 40–50 stupnjeva.

Ekstruzijsko puhanje: Puhanje praha slično je konvencionalnom puhanju granula. Temperatura ekstrudera je 160-180 stupnjeva, temperatura adaptera matrice je 180-190 stupnjeva, a temperatura matrice je 190-210 stupnjeva. Omjer -napuhavanja filma je 2–3, a brzina vuče 10–30 m/min.