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机械毕业设计全套
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JX04-102@包膜机,机械毕业设计全套
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世界塑料包装产品发展趋势 从当前世界塑料业发展速度来看，德国和瑞典居首位，日本和欧洲一些国家次之，美国较慢。产量方面，美国、西欧国家、日本以及北美国家居领先地位，约占世界总产量的 67，总消费量的 63；东欧国家占总产量的 9，总消费量的 11；除日本外的亚洲国家地区占总产量的 13，总消费量的 17；拉丁美洲、非洲及中东国家目前尚需要进口。目前，国外塑料包装呈现以下发展趋势： 共聚复合包装膜 当前欧美一些国家大量投资开发非极性、极性乙烯共聚物等，这将大大提高塑膜的拉伸和共挤性能，并提高透明度、密封强度、抗应力、抗龟裂，以及增强稳定性能、改善分子量布与挤塑流变性能。如开发C4 -LLDPE，在高速注塑工艺中不损螺杆； HAOC6-LLDPE 塑料薄膜的韧性与硬性良好； C6-LLDPE 拉伸共挤薄膜质量优良； C8-LLDPE 薄膜韧性特佳； VLDPE(超低密度聚乙烯 )薄膜平整度好，其树脂的熔融温度低，性能较好，流度性能好； C4-VLDPE VLDPE(超低密度聚乙烯 )适合作各种塑料薄膜包装。在塑料共挤工艺中混合 LLDPE ，可提高延伸性及抗穿透强度， LLDPE LDPE 可大大提高粘性与韧性， 添加HAOC6-LLDPE 和 HAOC 8-LLDPE 可促使流变性稳定，热熔融不断裂，塑料薄膜制品不撕裂等等。 在当前的注塑工艺中，各国以 VLDPE 取代 LLDPE、 PP、 EVA、 PVC。在挤塑、注塑、吹塑工艺中，VLDPE 将占领医药、医疗、化妆品等的软包装市场，并进一步冲击食品包装领域。 国外专家们认为：当前世界塑料行业的发展重点在于对塑料改性、塑料制品的涂布技术、废塑的快速生物降解，以及塑料的回收再利用综合技术。如欧美一些厂商采取以线性乙烯 - 烯共聚物与乙烯 -醋酸乙烯共聚物混料 PA 袋，适 于包装冰激凌、乳脂类等食品。 多功能性复合薄膜 国外大量开发多功能性复合薄膜使其作用进一步细化。例如：耐寒薄膜可耐 -18 、 -20 、 -35 低温环境；对 PP 作防潮处理制成的防潮薄膜，其系列产品可分为防潮、防结露、防蒸冷、可调节水分等几种类型；防腐膜可包装易腐、酸度大、甜度大的食品；摩擦薄膜堆垛稳定；特种 PE 薄膜耐化学、耐腐蚀；防蛀薄膜中添加了无异味防虫剂；以双向拉伸尼龙 66 的耐热薄膜取代双向拉伸尼龙 6 包装食品，其耐高温达140 ；保鲜膜密封性、防霉性好，无冷凝水结露；水调节薄膜能吸收水果释 放的乙烯气体；新型专用食品包装膜可提高食品包装的保香性；非结晶尼龙薄膜透明度类似玻璃；高屏蔽薄膜可保色、香、味，营养指标及口感质量的稳定性；金属保护膜采用 LDPE 改性薄膜包装液态产品，在低温环境下可热封；以 PP 合成纸提高该包装的耐光性、耐寒性、耐热性、耐水性、耐潮性、抗油脂性、抗酸性、抗碱性以及抗冲击性能等。 共挤包装膜、片 当前由台湾地区张恩工业公司开发的 PP、 PE、 PVC 变色塑料片材，可制成各种器皿，打火机壳、口杯、酒杯以及吸管等塑料制品，当杯内、机壳内温度改变时，杯色与机壳色也随之改变 。日本聚苯乙烯 -纸公司开发推出屏蔽性能优良的共挤发泡 PE 板材、 PS 板材，以及发泡 PE 模制品与 PP 模制品。 例如：以熔融指数为 7 克 10 份的 PP 和 4的 PVC 壬基苯基醚混合，制成厚 7m 的 OPP 薄膜，其自粘性、耐热性优良。 nts 各类容器 当前国外推出一些塑料新工艺，欧洲市场推出以 PVC 透明卷材代替吹塑成型中空容器，可减重 50，在 5 9 层共挤薄膜工艺中，以回收塑料作中间层，可降低成本费用，层厚由微处理反馈控制。日本推出PET 与 PC 共挤，不仅抗热性、抗冲击性、耐污染性、耐药性均提高，同时 价格也有所下降。以 PP 发泡收缩标套用于玻璃瓶，可抗 90 巴氏灭菌热灌装。英国推出以特种 PP 树脂注吹包装瓶，可达到轻质、高强度、厚薄均匀、省原料的目的。 当前国外流行塑料杯、复合杯 (外层 PSP、内层 PP、盖 PS)包装冷、热饮料、酒、方便食品。法国用 P E瓶包装果糖、酸奶，德国用 PC 瓶包装牛奶。国外以多层模塑罐包装食品、化妆品等，以复合罐包装材料。以 PE 或与 EVA 混合加工软塑桶包装桶饮料，适用于液体包装。 国外周转箱的发展趋势是标准化、系列化、配套化、专用化，并注意防老化、防滑、堆高 (定位 )稳定、套叠化，加大 R 角，角部加强、薄壁轻质强度高。 国外大量配套发展适应各种标准及用途的专用塑盖产品。美国雷诺公司以铝箔、纸、 PE 作瓶盖；欧洲用热收缩膜盖替代铝封盖；日本推出耐高温 280 的涂料瓶，具有六种系列化规格的 CPI 涂料铝箔盖，作为乳酸饮料瓶用 ( 铝箔用高频热封，温度达 180 280 )。 常用技术 当前国外对薄膜热封常用技术有： 1.超声波法。在对 PP、 PET、 PE、 PVC、 PA、涂纸、热塑涂布铝箔等的热封时间 1 秒，但对薄膜的透明度有影响。 2.激光法：该法主要适用对小面 积的薄膜等进行热封。 3.脉冲法：该法的热封对向 1 3 秒。在 PP 膜表面上涂布 PVDC、氟醋酸，可改进 PP 膜的热封性能。 目前国外流行的包装技术有：真空包 (76cm Hg)， 100 杀菌，采用 PE PET、 PA EVA 等包装熟食制品；充气包装 (CO2、 O2、 N2、乙醇气 )大量用于食品包装；气调包装用于包装鱼类制品；贴体包装用离子型薄膜取代 PE、 PVC 膜；保鲜包装以微孔透气薄膜、硅薄膜等包装具有呼吸规律的新鲜水果蔬菜；灭菌包装以高温短时、超高温瞬时加热杀灭污染菌、巴氏灭菌包装饮料；无菌包装灭污染菌包装 果汁等饮料；杀菌包装采用离子型薄膜，以环氧乙烯气体消毒，包装医疗器械；泡罩包装主要作药片包装；防锈包装在薄膜中加防锈剂包装精密仪器；拉伸裹包主要用单元装 (托盘、托板等 )的裹包包装；热收缩包装主要作小型零部件包装；防霉包装在薄膜中加防霉剂包装织物；压缩包装主要包装质轻的棉衣、羽绒等的包装；防震缓冲包装采用软质聚氨、 PVC，发泡 PE、 PP、 LLDPE、离子型聚合物等包装材料等。 当今聚烯烃工业发展的几个重要特点 业内专家指出，当今聚烯烃工业发展具有以下几个重要特点： 一、供大于求的世界市场和具有巨大 消费潜力的中国市场 2001 年世界聚烯烃生产能力为 10305 万 t/a，产量为 8334 万，开工率为 80.9%。其中聚乙烯生产能力为 6586 万 t/a，产量 5107 万，开工率 77.5%；聚丙烯生产能力为 3719 万 t/a，产量 3227 万，开工率 86.8%。 1996-2001 年，世界聚烯烃生产能力的年均增长率为 7.2%，需求的年均增长率为 5.6%，生产能力的增长率明显超过需求的增长率，聚乙烯生产能力的增长速度（年均 6.5%）超过需求增长（年均 4.2%）更多。 nts 根据在建项目和已宣布的建设计划，预计 2002-2005 年世界共新增聚烯烃生产能力 1722 万 t/a，其中聚乙烯 965 万 t/a，聚丙烯 757 万 t/a。聚乙烯中高密度聚乙烯（ HDPE） 300 万 t/a，低密度聚乙烯（ LDPE）207 万 t/a，线型低密度聚乙烯（ LLDPE）和全密度聚乙烯装置 458 万 t/a。就时间看，预计 2004 年聚乙烯新增能力最多（约 300 万 t/a）；按装置类型看， LLDPE 和全密度聚乙烯装置新增能力最多，尤其以全密度聚乙烯能力增长最多； 2002 年是新增聚烯烃生产能力最多的一年，预测新增能力达 550 万 t/a，同期新增聚丙烯能力达 306 万 t/a。世界聚烯烃新增能力的另一个高峰是在 2004 年。 2001 年我国聚烯烃产量 631 万，其中聚乙烯 308 万，聚丙烯 323 万，聚丙烯产量超过了聚乙烯，这与世界聚烯烃中聚乙烯与聚丙烯的产量比为 1.58： 1 的情况明显不同。 2001 年我国净进口聚烯烃 658 万，表现消费量 1289 万，其中聚乙烯 745 万，聚丙烯 544 万，二者消费量之比是 1.37： 1，也低于世界 1.58： 1 的比例。与世界其他国家相比，聚丙烯在我国聚烯烃产品中占有更重要的地位。 1983-2001年我国聚烯烃表观消费量年均增长率为 16.7%，是同期增长率 9.8%的 1.7 倍，如果将时间段改为1990-2001 年和 1995-2001 年，那么所计算的我国聚烯烃表观消费量年均增长率将分别为 18.4%和 17.5%，与同期增长率的比值分别为 1.96： 1 和 2.09： 1。我国聚烯烃表观需求量的增长率大于的增长率，这个事实随时间的推移不仅没有变化，而且二者之比还有逐渐增高的趋势。同时，上述 3 个时间段的聚丙烯表观需求量年均增长率（分别为 20.1%、 22.3%和 18.2%）均高于同期聚乙烯的表观需求量年均增长率（分别为 15.5%、 16.8%和 17.2%）。 1995-2001 年我国聚烯烃国内产品的平均自给率是 51.4%，聚丙烯的平均自给率（ 58.5%）高于聚乙烯（ 46.3%）。预测 2005 年我国聚烯烃表现需求量为 1730 万，其中聚乙烯 980 万，聚丙烯 750 万。预测 2005 年我国聚烯烃产量约 1100 万，其中聚乙烯约 570 万，聚丙烯约 530 万。到 2005 年，我国仍有近 40%的聚烯烃要靠进口满足。 我国已加入，市场的进一步开放促进了对石化产品的需求。 2002 年上半年，我国进口的石化产品同比又有了较大增长，主要是由国内需求的增长及来 自美国和西欧下游制品订单的增长引起的，与去年同期相比， LDPE LLDPE、 HDPE 和聚丙烯分别增长 11%、 24%和 14%。作为石化主要原料的石脑油 2002 年上半年进口量同比增长了 1 倍多。 我国虽有巨大的市场潜力，但世界市场供大于求，周边国家未来二三年内也将建成大量针对我国市场的新装置，有巨大成本优势的中东聚烯烃生产能力也在迅速增加，因此，国内市场形势并不乐观。受世界经济增长减速和新增产能集中投产的影响，从 2000 年 10 月份起，我国聚烯烃价格就一直呈下降趋势， 2002年价格虽有所好转，但并未达到 2000 年水平。余姚、汕头和临沂市场从印度和马来西亚进口的产品价格多低于国内产品，有些韩国进口产品价格也不比国内产品高，许多进口产品的质量和服务要好于国内。国内聚烯烃生产厂同样面临着世界聚烯烃市场供大于求的压力，面临着进口产品的激烈竞争。 二、聚丙烯和线型低密度聚乙烯占据更重要的地位 聚丙烯较聚乙烯有更快的需求增长速度。 1996-2001 年世界聚丙烯需求的年均增长速度是 8.03%，而聚乙烯是 4.19%。 1996 年世界对聚乙烯和聚丙烯的需求量比例是 1.9： 1，到 2001 年这个比例变为 1.58： 1。1996 年我国聚乙烯和聚丙烯的产量比为 1.21： 1，表现需求量之比为 1.50： 1； 2001 年产量比例变为 0.95：1，表观消费量比例变为 1.37： 1。与世界大多数国家相比，我国有相对丰富的聚丙烯资源，也有更广的聚丙烯应用领域。 在 3 种聚乙烯产品中， 1996 年世界 HDPE、 LDPE 和 LLDPE 的消费量比例是 43： 36： 21；到 2001 年，三者的消费比例变为 43： 33： 24， LLDPE 有更快的消费量增长速度。 1996-2001 年，世界 LLDPE 的消费量年均增长率为 5.91%，而同期 HDPE 和 LDPE 分别为 4.06%和 2.05%。 2001 年我国 HDPE、 LDPE 和 LLDPE3 种聚乙烯产品产量的大致比例为 41： 28： 31。因为许多 LLDPE 是在全密度聚乙烯装置中生产的，我们计算比例时nts假定将包括全密度聚乙烯装置在内的 LLDPE 装置生产的产品的 2 3 按 LLDPE 计算，其余的 1 3 计入 HDPE产量。与 2001 年世界平均比例相比，我国 LLDPE 比例明显高于世界平均水平。 以上的对比说明，聚丙烯和线型低密度聚乙烯这两个增长快的聚烯烃品种在我国聚烯烃工业中具有更突出的地位，开发这两个品种的新产品，开发这两种产品对其他树脂的 应用替代，对发展我国的聚烯烃工业有特殊重要的意义。 三、催化剂和工艺技术的进步扩大了产品应用范围 催化剂和工艺技术的进步提高了按用户要求 “ 量体裁衣 ” 地生产产品的能力。近二三年，聚乙烯产品的主要进展是开发了强度好又易加工的 LLDPE 和 HDPE 树脂；聚丙烯产品的重要进展是开发了刚性韧性流动性平衡好的抗冲共聚物，此外，聚丙烯应用范围已扩大到耐压管材和窗用型材。 在 20 世纪 70 年代 LLDPE 问世时，由于 LLDPE 具有生产能耗低和薄膜强度高的特点，因此，不少人预言， LLDPE 将会完全替代 LDPE。但时过 30 年， LDPE 在世界聚乙烯市场的份额仍然超过 LLDPE，这主要因为比的加工性和透明性尚不能达到 LDPE 的水平。目前 LLDPE 和 HDPE 开发的热点之一就是进一步改善树脂的加工性并进一步提高性能。 “ 双峰 ” 树脂就是易加工型树脂之一。双峰技术已有 10 多年的历史，但由于要用两个反应器分别生产高、低分子量的树脂，因而产品价格较高。近来由于催化剂和反应器操作技术的进步，双峰牌号的经济性已有明显的改善。几乎所有的世界大 型聚乙烯生产公司都可以生产双峰树脂。双峰技术最初用于 HDPE，现已延伸到 LLDPE。 为降低成本，用一个反应器生产双峰树脂的技术一直在开发之中。 Univation 公司已成功地开发了在一个反应器中生产双峰 HDPE的技术，并已在 Unipol反应器中工业化试生产了 6天，生产了 3000双峰 HDPE，产品加工性和物性实现了很好的平衡。预计 2003 年初这种用一个反应器生产双峰树脂的技术将可出售专利许可证。 一直以来，聚丙烯共聚物因为有更好的低温韧性，其消费增长率超过了普通的均聚物。聚丙烯共聚物在聚丙烯产品中的比例有逐年增长的趋势。 2001 年美国聚丙烯均聚物占 70%-75%，抗冲共聚物占 15%-22%，无规共聚物占 8%-10%。日本由于注塑加工应用多，早在 20 世纪 80 年代，共聚物比例就达到了 40%以上。在数量增长的同时，抗冲共聚物质量的改进更为突出。近几年，几乎世界所有的大型聚丙烯生产公司在反应器直接生产抗冲共聚物（ ICPP）的技术方面都取得了明显的进展。一是进一步改进了 ICPP 的刚性、韧性和加工性的平衡；二是提高了 ICPP 的功能性，可制作可漆性保险杠。这些进展主要归功于 Z-N 催化刘技术和橡胶分散技术的进步。在一般情况下，一种性能的改进常常以其他性能的下降为代价，但使用新型催化剂，可以在流动性 不变的前提下，使制品有更高的附性和韧性，从而使加工厂在缩短加工时间、增加模腔和进一步薄壁化方面得到实惠。 由于开发了高刚性、高韧性和高熔体强度的聚丙烯树脂，聚丙烯的应用范围扩展到了以 PVC 和 HDPE 为主的塑料管材市场和以 PVC 为主的窗用型材市场。 PP-R 管是欧洲 20 世纪 90 年代开发的新型聚丙烯塑料管道产品，长期使用温度为 70 ，短期使用温度可达 90 ，在温度为印 -70 及工作压力为 1MPa 的状态下，寿命可达 50 年以上。 PP-R 管材专用树脂是无规共聚物，具有较高的抗冲击强度、硬度和适当的分子量分 布。 nts 我国自 1997 年上海建筑材料厂引进首条 PP-R 管材生产线后出现了一股建设高潮，目前 PP-R 已建成和在建生产线超过 130 条，生产能力 20 万 t/a，但 2001 年产量只有 3 万 -4.5 万， PP-R 管材用料主要靠进口，价格为 1.2 万 -1.6 万元。国内燕山石化、上海石化、齐鲁石化和扬子石化均在开发聚丙烯管材料，其中燕山 C4220 牌号已进入工业试验阶段，从测试数据看，产品主要性能指标已接近国外同类产品水平，2001 年产量已达到 1.2 万。国内 PP-R 管材生产线的生产能力已严重过剩。世界塑料管材市场主要以 PVC和 HDPE 为主，管材不是聚丙烯的主要应用。无论美国还是西欧，大型聚烯烃公司的聚烯烃管材商品手册均以 HDPE 管材为主。我国有更丰富的聚丙烯资源，开发利用聚丙烯作管材是可行的，但一定要注重质量，适度发展，聚烯烃管材今后还将继续以 HDPE 管材为主。 用聚丙烯作窗用型材也是欧洲公司（如 BoReaLis、 BaseLL 等公司）的开发成果。主要因为欧洲一些国家的环保法规对 PVC 使用的限制较多。德国和奥地利的一些地区如维也纳、林茨和慕尼黑的法规不允许用PVC 作公共建筑和民用住宅的窗框。奥地利西部的一些州地方政府 不给用 PVC 窗的房主补贴，但用聚丙烯窗框，就可以得到补贴。北欧 BoReaLLs 公司提供了两种嵌段共聚物作窗用共挤出型树， WA522为基础材料； WA590为耐紫外光牌号，用作覆层。两种牌号均有高分子量、低熔体指数、良好的表面性质和较高的抗冲击强度。从窗用型材的综合性能看，聚丙烯型材除在环保和毒性方面优于 PVC 外，其他方面如刚性、脆性、焊接性、阻燃性及价格等方面明显不如 PVC。考虑我国聚丙烯资源相对丰富的国情，可以适当开发聚丙烯作 PVC 窗用型材的替代材料，但一定要认真权衡各方面的利弊，不要盲目听信个别外商的 宣传，谨慎决策，切记盲目建成许多 PP-R 生产线的教训。 四、对聚合物结构的控制更加精密化 为做到按用户要求 “ 量体裁衣 ” 地定制产品，做到根据市场的变化对产品的结构性能做出迅速的反应，聚烯烃生产开发单位对分子结构与性能的关系、分子结构与反应条件和催化剂的关系的认识不断深化。如聚乙烯产品性能不仅受分子量、分子量分布的影响，也受链的形态，即支化状态的影响，且不仅受支化度的影响，还受支链分布均匀性的影响。不同的应用领域要求不同支化度和不同支化均匀度的产品；而文化度、支化均匀度又受反应条件和催化剂的影响。国 外还进行了有关支化均匀度的表征方法的研究。这些研究是新型催化剂、新工艺和新产品开发的基础。 BP 公司利用陶氏化学公司开发的 Insite 单中心催化剂生产了高性能线型聚乙烯 HPLL，树脂的微观结构可以做到高分子量部分有较多的支链，低分子量部分有较少的支链。 BP 公司已在中试装置及位于法国 LaveRa 的 5 万 t/a 半工业化装置中成功地生产了这种牌号的产品。该技术近来在印度尼西亚 20 万 t/a 的大型装置上进行了工业化试验，达到了预定的工艺和产品目标。加拿大 Nova 公司开发了均匀强力混合、短停留时间的双反应器 AST 工艺，通过 控制催化剂和反应条件，使聚合物的链段达到了分子水平的混合，与机械共混的效果不同，也与用大型串联反应器所达到的表层混合效果不同。 BOPP 薄膜性能的提高也是通过调节和控制树脂的微观结构实现的。近年来 BOPP 薄膜幅宽和生产线速进一步增加， 5-7 年前典型的拉伸膜幅宽 6，线速是 250 min；现在一般的幅宽是 8，线速是300 min，最新一代薄膜的加工速度可达 450 min。 1989 年， BOPP 薄膜的平均厚度是 30 ，目前是 20 。我国北京化工研究院与齐鲁石化公司等聚烯烃生产单位合作，开展了通过调控树脂 微观结构开发高加工线速 BOPP 薄膜的研究，取得了可喜进展。 五、提高管理效率是提高装置竞争力的关键 乙烯和丙烯是聚烯烃的生产原料，原料支出占聚烯烃生产总成本的 70%左右，原料的价格和原料的消耗理应是决定成本高低最重要的因素，但随着催化剂和工艺技术的进步，目前正在运行的大部分装置的原料消耗都已降到相当水平。国外著名咨询公司评价了日本和韩国几种聚烯烃的先进装置和落后装置的
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