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塑料共挤薄膜技术(二) 2006-11-18第二部分 共挤吹膜的生产、工艺技术和应用第一章 基本原料介绍一、常用塑料包装材料简介一、聚乙烯（PE）（一）性能及用途 聚乙烯是典型的热塑性塑料，为无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型用的聚乙烯树脂均为经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。聚乙烯的分子量在1万100万之间，分子量超过100万的为超高分子量聚乙烯。分子量越高，其物理力学性能越好，但随着分子量的增高，加工性能降低。因此，要根据使用情况选择适当的分子量和加工条件。高分子量聚乙烯是个加工结构材料和负荷材料，而地分子量聚乙烯只适合作涂覆、上光剂、润滑剂和软化剂等。聚乙烯的力学性在很大程度上取决于复合物的分子量、支化度和结晶度。高密度聚乙烯的拉伸强度为2025MPa，而低密度聚乙烯的拉伸强度只有1012MPa。聚乙烯的伸长率主要取决于密度，密度大，结晶度高，其蔓延性就差。聚乙烯的电绝缘性能优异。因为它是非绝缘材料，其介电常教及介电损耗几乎与温度、频率无关；高频性能很好，适于制造各种高频电缆和海底电缆的绝缘层。（二）品种1低密度聚乙烯（LDPE）(1)性能 低密度聚乙烯的密度范围为0.9100.925g/cm。分子结构为主链上带有长、短不同支链的支链型分子。在主链上每1000个碳原子中约带有50个以下的乙基、丁基或更长的支链。与高密度和中密度聚乙烯相比，它具有较低的结晶度（55%65%），较低的软化点（108C126C）以及较宽的熔体指数（0.280g/10min）。由于低密度聚乙烯的化学结构与石蜡烃类似，不含极性基团，所以具有良好的化学稳定性，对酸、碱和盐类水溶液具有耐腐蚀作用。它的电性能及好，具有导电率低、介电常数低、介电损耗低以及介电强度高等特性。但低密度聚乙烯的耐热性能较差，也不耐氧和光老化。因此，为了提高其耐老化性能，通常要在树脂中加入抗氧剂和紫外线吸收剂等。 低密度聚乙烯具有良好的柔软性、延伸性和透明性，但机械强度低于高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯。（2）用途 低密度聚乙烯主要用于制造薄膜。薄膜制品约占地密度聚乙烯制品总产量的一半以上，用于农用薄膜及各种食品、纺织品和工业品的包装。低密度聚乙烯电绝缘性能优良，常用作电线电缆的包覆材料。注射成型制品有各种玩具、盖盒、容器等。与高密度聚乙烯掺混后经注射成型和中空成型可制管道及容器等。2高密度聚乙烯（HDPE）（1）性能 高密度聚乙烯的高密度为0.9410.965g/cm。分子结构为线型结构，支链少，平均每1000个碳原子仅含有几个支链。与低密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯结晶度达80%90%，密度大，使用温度较高，硬度和机械强大较大，耐化学性能好。（2）用途 高密度聚乙烯的用途与低密度聚乙烯不同。低密度聚乙烯约50%70%用于制造薄膜；而高密度聚乙烯则主要用于制造中空硬制品，约占总消费量的40%65%。具体用途有：吹塑法制造各种瓶、罐及各种工业用槽、桶等容器；注射成型制造各种盆、桶、蓝、篓、筐等日用成器、日用杂品和家具等；挤出成型制造各种管材、捆扎带以及纤维、单丝等。此外，还可用于制造电线电缆的包覆材料和合成纸；加入大量无机钙盐以后，还可以制造钙塑包装箱和家具、门窗等。最近，高密度聚乙烯用于制造高强度超薄薄膜，做食品、农副产品和纺织品的包装材料发展很快。3中密度聚乙烯(MDPE)（1）性能 密度为0.9260.940g/cm，分子结构为支链数介于高密度聚乙烯和低密度乙烯之间的线型高分子。结晶度为70%75%，软化温度为110C115C，除兼有高、低密度聚乙烯的性能外，还具有优良的抗应力开裂性、刚性及耐热性。（2）用途 最适宜于高速吹塑成型制造瓶类，高速自动包裹用薄膜以及各种注射成型制品和旋转成型制品，如桶、罐等。还可用于电线电缆包覆层。4线型低度密度聚乙烯(LLDPE)（1）性能 线型低密度聚乙烯的密度为0.9100.925g/cm。由于线型低密度聚乙烯分子侧链为短支链，分子结构介于线型高密度聚乙烯和带有长支链的高压法低密度聚乙烯之间，所以其物理机械性能优于普通低密度聚乙烯。在机械性能方面，线型低密度聚乙烯的拉伸强度比普通低密度与乙烯高50%70%，伸长率高50%以上，耐冲击强度、穿刺强度及耐低温冲击性能均比低密度聚乙烯好。在物理性能方面，在相同密度情况下，线型低密度聚乙烯的熔点比低密度聚乙烯高，使用温度范围宽，允许使用温度比低密度聚乙烯高10C15C。（2）用途 线型低密度聚乙烯可代替低密度聚乙烯制造薄膜、管材、注射成型制品、中空吹塑容器、旋转成型制品及电线电缆包覆材料等。制得的产品的机械性能比低密度聚乙烯好。所以，制造相同强度的制品时，线型低密度聚乙烯制品可减薄。二、聚丙烯(PP)（一）性能 聚丙烯重量轻，密度为0.900.91g/cm，是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯具有优良的耐热性，长期使用的温度可达100C120C，无载荷时使用温度可达150C，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135C的消毒温度的品种，因此可制造输送热水的管道。聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯，催化温度为-10C-13C（聚乙烯为-60C）。低温甚至室温下的抗冲击性能不佳，低温下易脆裂是聚丙烯的主要缺点。聚丙烯是一种非极性所料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。除强化性酸（如发烟硫酸、硝酸）对他有腐蚀作用外，室温下还没有一种溶剂能使聚丙烯溶解，只是低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃对它有软化或溶胀作用。它的吸水性很小，吸水率还不到0.01%。聚丙烯在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化。聚丙烯在大气中12天就老化变脆，室内放置4个月就会变质，通常需添加紫外线吸收剂、抗氧剂、炭黑和氧化锌等来提高聚丙烯制品的耐候性。 聚丙烯的力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯，而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能，用它制成的活动铰链经过7000万次弯曲试验，竟无损坏痕迹。 聚丙烯的电绝缘性能优良，特别是高频绝缘性很好，击穿电压强度也高，加上吸水率低，可用于120C使用的无线电、电视的耐热绝缘材料。（二）用途 聚丙烯综合性能优良，可以用注射成型、挤出成型、中空成型制成各种制品。在这些用途中用于注射成型制品居首位，包括日用器具、娱乐和体育用品、玩具等；汽车部件，如蓄电池壳体、空调零件、散热器叶片等；硬包装，如医疗洗涤器、盖罩、化妆品盒；机械零件，如洗衣机洗槽、搅拌器、空气管。挤出成型制品包括电线、电缆、薄膜、片材、管材等。薄膜主要用于包装服装、针织品、食品、香烟等。中空成型制品包括容器、瓶类。聚丙烯纤维分长丝（单丝、复丝、膨体纱）、短纤丝。纤维可代替棉、麻、丝、毛等天然纤维。主要用于生产机织和针织，如地毯、沙发布、捆扎材料、绳索和编织袋等。三、聚氯乙烯(PVC)（一）性能 聚氯乙烯是无毒、无臭的白色粉末，密度为1.40g/cm，加入增塑剂和填料的聚氯乙烯塑料的密度为1.152.00g/cm。 聚氯乙烯的力学性能取决于聚合物的分子量、增塑剂和填料的含量。聚合物的分子量越大，力学性能、耐寒性、热稳定性越高，但成型加工比较困难；分子量低则相反。增塑剂的加入，它不但能提高聚氯乙烯的流动性，降低塑化温度，而且使其变软。通常，在100份聚氯乙烯树脂中增塑剂量大于25份即变成软质塑料，伸长率增加，而拉伸强度、刚度、硬度等力学性能均降低；增塑剂加入量小于25份时为硬质或半硬质塑料，具有较高的力学强度。聚氯乙烯是无定型聚合物，它的玻璃化温度（Tg）为80C左右，在此温度下即开始软化，随着温度的升高，力学性能逐渐丧失。显然，Tg是聚氯乙烯理论使用温度的上限。但在实际应用中，聚氯乙烯的长期使用温度不宜超过65C。聚氯乙烯的耐寒性较差，尽管齐催化温度低于-50C，但低温下即使软质聚氯乙烯制品也会变硬、变脆。由于聚氯乙烯含氯量达65%，因而具有阻燃性和自熄性。 聚氯乙烯的热稳定性差，无论受热或日光都能引起变色，从黄色、橙色、棕色直到黑色，并伴随着力学性能和化学性能的降低。聚氯乙烯具有较好的典型能，其电绝缘性可与硬橡胶媲美。（二）用途 聚氯乙烯的应用比较广泛。在包装材料方面，它可制造包装薄膜、收缩薄膜、复合薄膜和透明片材，还可制作集装箱和周转箱以及包装涂层。四、聚苯乙烯（PS）（一）性能 聚苯乙烯是质硬、脆、透明、无定型的热塑性塑料。没有气味，燃烧时冒黑烟。密度为1.041.09g/com，易于染色和加工，吸湿性低，尺寸稳定性、电绝缘和热绝缘性能极好。 聚苯乙烯的力学性能同制造方法、分子量大小、取向度以及所含杂质有关。分子量大的强度高，分子量在5万以下的拉伸强度很低，10万以上的其拉伸强度的改善就不明显了。分子量高时成型困难，通常分子量控制在520万。 聚苯乙烯可溶解于许多溶剂中，如苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、邻二氯苯等。聚苯乙烯的透光率为87%92%，其透光性仅次于有机玻璃。折光指数为1.591.60。受光照射或长期存放，会出现面混浊和发黄现象。 聚苯乙烯毒性极低，属于卫生安全的塑料品种。（二）用途聚苯乙烯由于具有高透明度、廉价、刚性、绝缘、印刷性好、易成型等优点，使它在青工制品，装潢和包装等方面有一定的使用价值。五、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)(一)性能 聚对苯二甲酸乙二醇脂系结晶型聚合物，密度为1.301.38g/cm，熔点为255C260C，在热塑性塑料中具有最大的强韧性，其薄膜拉伸强度可与铝箔相匹敌，为聚乙烯的9倍，聚碳酸酯和尼龙的3倍。 聚对苯二甲酸乙二醇脂在较宽的温度范围内，保持其优良的物理机械性能，-2080C内温度的影响很小，长期使用温度可达120C，能在150C使用一段时间。 聚对苯二甲酸乙二醇脂在较高温度下，也能耐氟氢酸、磷酸、乙酸、乙二酸，但盐酸、硫酸、硝酸能使它受到不同程度的破坏，如拉伸强度下降。强碱尤其是高温下的碱，能使它的表面发生水解，其中以氨水的作用更剧。（二）用途 聚对苯二甲酸乙二醇脂除了大量用于抽丝做纤维外，多用于制造薄膜，大量用于电影片基、X光片基、录音音像带基。由于电性能好，在电气、电子工业中可做B级（130C）绝缘材料。此外，还大量用于吹塑瓶子，如用于调味品、食用油、饮料、化妆用品瓶子。注射制品坚韧耐磨，吸湿性小，尺寸稳定，弹性模量高，并具有优良的电性能和耐化学性，主要用于机械、电气电子精密结构件，如线圈骨架、配电开关、继电器原件等。六、聚酰胺（PA）（一）性能 聚酰胺是乳白色或微黄色不透明粒状或粉状物，密度为1.021.15g/cm，吸水率为0.3%9.0%，随着链节中碳原数的增加，密度和吸水率趋于降低。 聚酰胺的结构可以看作是聚乙烯分子链中每间隔一定距离嵌入一个聚酰胺基团。这中间隔随链节中碳原子数的增加而增大，其性能受聚酰胺基团的影响变小，作为聚乙烯的性质增加。例如，聚酰胺的拉伸强度弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增加而降低。但由于聚酰胺基团的存在，聚酰胺类聚合物都显示出耐磨、易吸水的共性。 与金属比，聚酰胺的刚性比较低，表面硬度和耐蠕变性也较差，但它的比强度高于金属，比压缩强度与金属相当。 聚酰胺的拉伸强度、弯曲强度和硬度随温度和吸水率的增大而降低。而冲击强度则随温度和吸水率的增大而明显提高。 聚酰胺居于有优良的耐磨性，各种聚酰胺的摩擦系数差别不大，通常在0.10.3之间。如果在聚酰胺中添加二流化钼、石墨等填料或聚四氟乙烯粉末，可进一步提高其耐磨性。聚酰胺的熔点温度范围窄，通常在180C280C之间，长期使用温度一般不宜超过100C。若在100C以上的温度下长期与氧接触，会使制品逐渐呈现褐色，丧失使用性能。 大多数聚酰胺具有自燃性，少数品种具有可燃性，但对火焰的传播速度很慢。聚酰胺在室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐类，但强酸、较高浓度的酸及强氧化剂会使其明显受到侵蚀，在较高温度下发生破坏。 聚酰胺的耐溶剂性优良。能耐烃类、油类及一般溶剂，如四氧化碳、乙酸甲脂、苯、四氢呋喃等。它对矿物油、植物油均呈惰性，但水和醇及其类似的化合物能使聚酰胺溶胀，在常温下可溶于极性的酚类化合物和氯化钙的甲醇溶液。 各种聚酰胺的电性能在干态时基本相同，具有较高的电阻值，但随着温度和吸水率的增加有明显的降低；介电常数与此相反，虽吸水率的增加而增大。（二）用途 聚酰胺在工业上主要用于制造各种机械、汽车、化工、电子和电器装置的零部件，特别用于高强度或耐磨制件，如各种齿轮、滑轮、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、各种壳体、工具手柄、支撑架、汽车灯照等。在电子仪器设备、继电器等电器设备中制作零件、电梯导轨、建筑装饰用扶手等。在包装上可制成薄膜，与铝箔制成复合材料，用于罐头、食品和饮料的包装。七、聚偏二氯乙烯(PVDC)（一）性能 聚偏二氯乙烯是硬币、韧性、半透明至透明材料，带有不同程度的黄色。经紫光照射后发暗橙道淡紫色荧光。密度为1.701.75g/cm，吸水性0.1%。与其他塑料相比，聚偏二氯乙烯对很多气体和溶液具有很低的透过率，故广泛用作包装材料。纯聚偏二氯乙烯由于难以制得适当的测试样品，因而很少获知其机械性能。主要是测定共聚物的强度。聚偏二氯乙烯的机械性能与结晶的种类、数量和定向程度有关。拉伸强度随结晶度升高，而韧性和伸长率则随之而下降。聚偏二氯乙烯在热、紫外线、离子辐射、碱性试剂、催化金属或盐类作用下容易分解，分解反应的共同特点是有氯或氢释放出来。（二）用途 聚偏二氯乙烯除作纤维用外，主要用作包装薄膜。此外还可作为防湿的涂料和粘合剂。八、聚乙烯醇(PVA)(一)性能 聚乙烯醇的密度为1.261.29g/cm，折射率为1.52，紫外线照射后发蓝白色荧光。吸水性大，浸入水中能溶解。对纤维的含水率可达30%50%，在65%RH、25C环境下的湿率也可达4.5%。能透过水蒸气，但难透过醇蒸汽，更不能透过有机溶剂蒸汽、惰性气体和氢气。聚乙烯醇薄膜的阻气性甚至优于聚偏二氯乙烯薄膜。聚乙烯醇的弹性模数为44005400MPa，拉伸强度为35MPa，伸长率取决于含湿量，平均可达450%；纤维的湿强度是干强度的55%60%；薄膜的硬度随分子量的增加而增加。聚乙烯醇虽为结晶性高聚物，但熔点不敏锐，融熔温度范围为220C240C。玻璃化温度为85C。聚乙烯醇受热软化，稳定使用温度为120C140C。在250C，有氧存在分解时，产生自然。由于聚乙烯醇在一般气候条件下都会吸湿，故不宜在电绝缘方面应用。（二）用途 由于聚乙烯醇具有良好的透明性、五静电性、韧性、印刷性，极好的阻气性和良好的耐化学性，作为水溶性的包装材料是个分适宜的。九、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)（一）性能 EVA共聚物是高分子的热塑性聚合物，是典型的无规共聚体。EVA由于在乙烯支链中引入由极性的醋酸集团所组成的短支链，打乱了原来的结晶状态，从而降低了支链上乙烯的结晶度，同时还增加了聚合物链之间的距离。这就使EVA比聚乙烯更富有柔韧性和弹性。 EVA的熔体指数（MI）的大小与聚合工艺条件有关，亦与VA含量有关，在同一聚合条件下，VA含量逾高，其MI亦逾高。 EVA的介电常数、介电损耗角正切值与共聚物中VA含量呈线性的函数关系，即VA含量越高，其介电常数也就越大。 EVA热分解温度为229C230，也有文献报道在250C以上。EVA对于气体和湿气的渗透性要比低密度聚乙烯高，因此它不宜做高度抗渗透材料。EVA的耐油、耐化学药品性比聚乙烯、聚氯乙烯稍差，随VA含量的增加，这一倾向愈加明显。（二）用途EVA可作为收缩薄膜、重包装袋、可挠性电线和电缆护套，也常用于注射和吹塑制品、热熔粘合剂、各种板材纸张涂层、泡沫制品等。EVA还可作为其他树脂的改性剂。十、聚碳酸酯(PC)(一)性能 聚碳酸酯是无色或微黄色透明颗粒，无味、无臭、无毒。密度为1.2g/cm,吸水率小于0.16%，透明率为75%90%，折光指数（25C）1.5890，可制成透明、半透明，不透明的各种制品。聚碳酸酯具有优异的冲击强度和耐蠕变性，拉伸强度和弹性模量也较高，而且能在较高的温度范围内保持较高的力学强度；不足之处是它的疲劳强度和耐磨性差。聚碳酸酯既有良好的耐寒性，又有良好的耐热性。它的脆化温度为-100%，最高使用温度为100%，可在-60120C下长期使用。 聚碳酸酯对热、氧、大气和紫外线有良好的稳定性。但长期在室外使用或在强光照射下，其表面会变暗，失去光泽、泛黄，甚至产生龟裂。 聚碳酸酯是极性聚合物，电性能比非极性的碳氢聚合物稍差，但仍属于电性能优良的塑料品种。（二）用途 聚碳酸酯的用途十分广泛，可用作机械零件，能耐油酸可作食品和医药包装薄膜，能经受高温消毒，可作外科医疗器械。由于其力学强度高，又可作安全防护用的面罩、安全帽、机械防护罩等，以及飞机的挡风罩、座舱盖、空调管道、舱门、仪表盘、座位及结构材料等。日前，聚碳酸酯已成为航空和宇航工业中不可缺少的材料。二、原材料的基本介绍1、聚乙烯材料聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的CH2单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2）的加成聚合而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)，有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。聚合压力大小：高压、中压、低压；聚合实施方法： 淤浆法、溶液法 、气相法 ；产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度；产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。聚乙烯特性聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。聚乙烯的种类（1）LDPE：低密度聚乙烯、高压聚乙烯（2）LLDPE：线形低密度聚乙烯（3）MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂（4）HDPE：高密度聚乙烯、低压聚乙烯（5）UHMWPE：超高分子量聚乙烯（6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX）（7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、EMAA、EEA、EMA、EMMA、EMAH）分子量达到3，000，000-6，000，000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。1.2聚乙烯物理性能聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯等溶剂中1.3聚乙烯化学性能聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。1.4各类聚乙烯产品用途高压聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等中低、压聚乙烯：以注射成型制品及中空制品为主。超高压聚乙烯：由于超高分子聚乙烯优异的综合性能，可作为工程塑料使用。聚乙烯塑料的相对分子质量在10 000以上，根据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯较软，多用高压聚合；高密度聚乙烯较硬，多用低压聚合。大量使用的常为低密度（高压）聚乙烯。聚乙烯是当今世界用量最多的一种塑料。聚乙烯为蜡状，有蜡一样的光滑感，不染色时，低密度聚乙烯透明，而高密度聚乙烯不透明，最大用途是在农业大棚、食品袋等方面。它不怕水，也不怕油，抗化学腐蚀性强，且美观实用。聚乙烯（PE）是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，牛奶桶的产品。其基本结构为- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 -化学性质聚乙烯抗多种有机溶剂，抗多种酸碱腐蚀，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。物理性质聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的，但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体，会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响，枝链越多，越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响，分布于从摄氏度到摄氏度的范围，枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。分类：聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene)，中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene)，低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene)，线性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多种产品2、线性低密度聚乙烯的性能（LLDPE） 1）LLDPE同LDPE相比，分子没有长链支链，短支链比HDPE多，而长支链比LDPE少，分子量分布比LDPE狭窄，由于是无长支链的“线性”结构，为此，流变学性能同LDPE有着显著的差别。2）LLDPE是密度为0.920.930g/cm2的无色.无臭.无毒的固体,其结晶度介于HDPE和LDPE之间.3）LLDPE熔化点比LDPE高1020度,熔体粘度相当大.在相同的熔体温度下,LLDPE的熔体粘度是LDPE的10倍以上,而且熔体粘度受温度变化的影响小,而受剪切力的影响大,为此,LLDPE不能用提高熔体温度的方法来降低其粘度,而只能用提高剪切力,即提高机械速度来降低其粘度.为此LLDPE适宜于快速生产快速挤出和快速注塑4）LLDPE的性能由其密度.分子量和分子量分布来决定,正如上述密度是由聚乙烯链上的共聚单体浓度来决定的,而共聚单体的浓度控制了LLDPE短支链的总量,支链的长度取决于共聚单体的种类,共聚单体含量愈大LLDPE的密度就愈小.5）在相同条件下,LLDPE的抗张强度和抗冲击强度是LDPE的三倍,脆化温度比LDPE低2030度,耐环境应力开裂性比LDPE提高1000倍.6）LLDPE柔软性好,耐针刺性好,韧性好,透明性好.7）LLDPE有如离子型树脂的热封性,在热封面上有污染也能热封,热封强度比LDPE好,且热封强度受温度的影响小8）LLDPE加工时,必须使用高速生产设备,而且主电机功率要比加工LDPE的来得大,由于粘度大,加工的压力也要增加.9）LLDPE风冷的透明度不如LDPE.3、常用尼龙原料(聚酰胺)PA6/PA6，66聚酰胺（PA）具有品种多、产量大、应用广泛的特点，是五大工程塑料之一。但是，也由于聚酰胺品种繁多，在应用领域方面有些产品具有相似性，有些又有相当大的差别，需要仔细区分。 聚酰胺（Polyamide）俗称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团NHCO的热塑性树脂总称。尼龙中的主要品种是PA6和PA66，占绝对主导地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外还有PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品种有尼龙6I、尼龙9T、特殊尼龙MXD6（阻隔性树脂）等；改性品种包括：增强尼龙、单体浇铸尼龙（MC尼龙）、反应注射成型（RIM）尼龙、芳香族尼龙、透明尼龙、高抗冲（超韧）尼龙、电镀尼龙、导电尼龙、阻燃尼龙、尼龙与其他聚合物共混物和合金等。性能指标 尼龙为韧性角状半透明或乳白色结晶性树脂，作为工程塑料的尼龙分子量一般为1.5-3万。尼龙具有很高的机械强度，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，具有自润滑性、吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐碱和一般溶剂；电绝缘性好，有自熄性，无毒，无臭，耐候性好等。尼龙与玻璃纤维亲合性十分良好，因而容易增强。但是尼龙染色性差，不易着色。尼龙的吸水性大，影响尺寸稳定性和电性能，纤维增强可降低树脂吸水率，使其能在高温、高湿下工作。其中尼龙66的硬度、刚性最高，但韧性最差。尼龙的燃烧性为UL94V2级，氧指数为24-28。尼龙的分解温度299，在449-499会发生自燃。尼龙的熔体流动性好，故制品壁厚可小到1mm。表1给出了聚酰胺主要品种的技术性能指标。性能特点与用途PA6 物性 乳白色或微黄色透明到不透明角质状结晶性聚合物；可自由着色，韧性、耐磨性、自润滑性好、刚性小、耐低温，耐细菌、能慢燃，离火慢熄，有滴落、起泡现象。最高使用温度可达180，加抗冲改性剂后会降至160；用15%-50%玻纤增强，可提高至199，无机填充PA能提高其热变形温度。加工 成型加工性极好：可注塑、吹塑、浇塑、喷涂、粉末成型、机加工、焊接、粘接。PA6是吸水率最高的PA，尺寸稳定性差，并影响电性能（击穿电压）。应用 轴承、齿轮、凸轮、滚子、滑轮、辊轴、螺钉、螺帽、垫片、高压油管、储油容器等。PA66 物性 半透明或不透明的乳白色结晶聚合物，受紫外光照射会发紫白色或蓝白色光，机械强度较高，耐应力开裂性好，是耐磨性最好的PA，自润滑性优良，仅次于聚四氟乙烯和聚甲醛，耐热性也较好，属自熄性材料，化学稳定性好，尤其耐油性极佳，但易溶于苯酚，甲酸等极性溶剂，加碳黑可提高耐候性；吸水性大，因而尺寸稳定性差。 加工 成型加工性好，可用于注塑、挤出、吹塑、喷涂、浇铸成型、机械加工、焊接、粘接。应用 与尼龙6基本相同，还可作把手、壳体、支撑架等。4、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH） 将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合，乙烯-乙烯醇共聚物不仅表现出极好的加工性能，而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用。由于同乙烯结合而具有热稳定性，含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的。正是这些特点，在食品包装方面使含有EVOH阻隔层的塑料容器能代替许多玻璃和金属容器。化学和性能在今天可利用的聚合物中，聚乙烯醇（PVOH）的气体渗透率最低。但是，PVOH是水溶性的，而且难以加工。EVOH共聚物是这样制取的：首先是乙烯和醋酸乙烯共聚，然后是水解该共聚物得到乙烯-乙烯醇。因此，仍然保留了高度的阻隔作用，而且在防潮和加工性能方面有明显改善。从性质上来说，EVOH共聚物是高度结晶体，它的性质主要取决于其共聚单体的相对浓度。一般地说，当乙烯含量增加时，气体阻隔性能下降，防潮性能改进，且树脂更易于加工。EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用。它被用在包装结构中，通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。在使用充气包装技术中，EVOH树脂有效地保留了用来保护产品的二氧化碳或氮气。由于在EVOH树脂的分子结构中存在着羟基，EVOH树脂具有亲水性和吸湿性。当吸附湿气后，气体的阻隔性能会受到影响。但是，阻隔层中的湿含量可以精心地控制，使用多层技术将如聚烯烃等强隔湿树脂把EVOH树脂层包裹起来，可以做到这一点。耐油EVOH树脂也具有很强的耐油性和耐有机溶剂性能。在68F下浸入各种溶剂和油中1年后，重量增加的百分数为：对环己烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶剂为0，对乙二醇为23，对甲醇为122，对色拉油为01。热机械性能EVOH树脂具有高的机械强度、弹性、表面硬度，耐磨性和耐气候性，并且有强的抗静电性。EVOH薄膜具有高光泽和低雾度，因而高度透明。EVOH树脂是所有商用强阻隔树脂中，热稳定性最高的树脂，这一性质使加工中产生的废料的可以再生和再利用，再生料中含有多达20以上的EVOH。加工在多层结构中使用EVOH提供隔层有三种基本方法，它们是：共挤出结构。EVOH树脂同聚烯烃或聚酚胺结合形成构架。EVOH薄膜层压到其它基质上，或用其它材料作涂层。用EVOH树脂作各种基质或单层容器的涂层。不需要特殊改变，就可容易地在传统制造设备上进行加工。利用商用设备，EVOH树脂适用于下列加工中：单层或多层薄膜挤出；片材和型材共挤出；共挤出吹塑；共挤出涂层；层压（或叠层）和注塑。含有EVOH树脂构架或EVOH薄膜的二次加工如热成型、真空成型和印刷等都很容易进行。同其它聚合物一样，EVOH树脂可通过过热来改性。包括多层涂层或共挤出涂层的涂层技术也可以用来生产多层结构物，最后得到的结构非常类似于共挤出结构。可用EVOH树脂喷涂，浸入或滚筒涂层等方法。生产盛装碳酸化饮料的容器或达到阻隔溶剂、香料或气味的目的。EVOH树脂对大多数聚合物的附着力很差，为克服这一困难，需使用特殊设计的粘接树脂或“连接树脂”。但尼龙除外，无需使用粘接树脂，EVOH树脂就可以很好地粘附到尼龙上。新发展随着刚性、高阻隔塑料包装的增长，对EVOH树脂提出了新的性能要求。为满足这些需求，EVOH供货商提供了某些牌号的产品，象J102（美国EVAL公司-EVALCA）和日本Goshei公司的ST系列产品。这些产品提高了可加工性和更宽的成型范围。其它产品，象美国EVAL公司的F100和E151也被开发出来，它们具有更好的粘度且和用于刚性容器中典型的聚烯烃有更好的匹配性。在塑料回收领域，EVOH树脂更具有优越性。用过的高密度聚乙烯牛奶瓶和多层瓶（含有EVOH树脂）共混后，被用来生产非食品用的容器。应用含有EVOH树脂的阻隔层结构用在所有硬和软包装和包括无菌、热注入和压煮的所有类型的食品加工中。用含有EVOH材料包装的产品有：调味品（酱油）、番茄沙司、汁、食用面糊、肉产品、乳酪制品和加工过的水果。非食品应用包括溶剂、化学品及与医药有关的产品包装。机动车的燃料箱、燃料管和空调设备的制造商正在评价是否用EVOH结构来减少烃和或氟利昂的排放。商业信息供货商包括：日本Nippon Goshei，日本的Kuraray有限公司和美国的EVAL公司。5、粘合树脂的介绍（常用粘合性聚合物）在多层共挤复合技术和涂布复合等技术中经常要用到粘合树脂，杜美国邦公司称为TIE，日本三井公司称为ADMER，以及日本三菱公司，韩国SK公司和阿托非纳公司的产品，还有南京奥光和南京六合公司的相关产品。粘合树脂通常是一类接枝改性的聚合物。通过将共聚单体接枝在聚合物的主链上形成官能支链，使暴露在主链外的官能支链迅速，高效地与被粘合材料发生化学反应。粘合性材料的润湿，扩散，化学键以及物理纠缠是决定粘合强度的主要因素。常用粘合性聚合物是一种酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯，聚乙烯，聚丙烯聚合物和一些酸共聚物。根据聚合物载体的种类分别用于粘合PE，PP，沙林，EVA，PA，和EVOH，PVC，纸张等，这类粘合树脂可用于普通的挤出和共挤出设备进行加工。粘合树脂的功能就是将通常来说互相不能粘合的树脂或基材粘合在一起。其粘合的效果通常用剥离强度表征。1、酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物（简称EVA改性粘合树脂）就像EVA一样，它的改性粘合树脂有有类似于EVA树脂的密度和熔指，可粘合多种材料。比如：PE，EVA，PA6，沙林。EVA改性粘合树脂在共挤出时必须保证有充分的时间使酸酐激活，以确保产生足够的粘合力。因此温度的设置非常重要。为了确保粘合强度，在粘合树脂接触其他被粘合材料前，应使粘合树脂的熔体保持在210摄氏度以上的熔体温度数分钟，从而确保其在共挤出加工时的粘合性能。为了防止EVA因加工温度过高而降解，加工温度应该限制在238度。如果粘合性能良好，则可将加工温度降至230度左右。粘合树脂在210度以上的时间越长，酸酐激活得越充分。但是过高的温度或挤出机中死角造成滞留时间过长可能会引起树脂老化。具体温度设置还要根据螺杆设计，挤出机背压限制，压力限制，共挤出时和其它材料的流变性能匹配以及其他材料的热稳定性影响等因素而进行调整。此外粘合树脂在挤出机中滞留的时间也会影响薄膜的质量，应该使它在挤出机中的流动尽可能顺畅。由于酸酐改性的EVA粘合树脂的软化点较低，所以在加工时应保持挤出机的加料段的温度尽可能低，然后在压缩段迅速将温度升到熔点。通常可通过用水冷却料筒喉部和螺杆加料段可避免树脂架桥问题。要根据挤出量的需要来选择合适的螺杆，可以使用标准聚烯烃螺杆但要避免过深的螺槽影响粘合树脂的剪切熔融。同时应该避免使用过大的螺杆在低速下挤出粘合树脂。2、酸酐改性的线形低密度聚乙烯聚合物（简称LLDPE粘合树脂）具有类似与线形低密度聚乙烯LLDPE的密度和熔体指数。可粘合多种材料，比如：乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH），PA6，PE，离子型聚合物（沙林）和乙烯的共聚物。具有和LLDPE树脂有相似的物理性能。可用于吹膜，流延薄膜/片材等共挤出工艺。用LLDPE粘合树脂生产聚乙烯阻隔结构的共挤出薄膜比用EVA粘合树脂为基材的生产薄膜有更好的耐热性能。也可以用于共挤出涂布工艺，每个牌号的树脂的流变性能不同，因此都具有其特定的应用场合。LLDPE粘合树脂对EVOH有良好的粘合性能，对PA具有优异的粘合性。同上面EVA一样，加工温度的设定非常关键。在200度以上的熔融温度中保持几分钟，以激活酸酐基团。在和EVA或EVOH这类树脂热敏树脂材料共挤出时，为了防止EVA和EVOH的温度过高，酸酐改性的LLDPE粘合树脂的加工温度不得超过235度。如果粘合力足够好，可将粘合树脂加工温度降到210220度。当和尼龙PA及其他热稳定的树脂共挤出加工时，它的加工温度可以高一些，最大不超过250度。并可适当降低。超过260度就会出现晶点问题。采用共挤出生产工艺时：控制材料和加工工艺参数并使不同材料的熔体黏度匹配是最关键的工艺技术。3、酸酐改性的聚丙烯聚合物（简称PP粘合树脂）具有类似与聚丙烯PP的密度和熔体指数。可粘合多种材料，比如：PP，乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH），PA6。具有和PP树脂有相似的物理性能。可用于吹膜，流延薄膜/片材等共挤出工艺。温度的设置非常重要。为了确保粘合强度，在粘合树脂接触其他被粘合材料前，应使粘合树脂的熔体保持在210摄氏度以上的熔体温度数分钟，从而确保其在共挤出加工时的粘合性能。在和EVA或EVOH这类树脂热敏树脂材料共挤出时，为了防止EVA和EVOH的温度过高，酸酐改性的PP粘合树脂的加工温度不得超过235度。如果粘合力足够好，可将粘合树脂加工温度降到210220度。当和尼龙PA及其他热稳定的树脂共挤出加工时，它的加工温度可以高一些，最大不超过250度。4、酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物（简称HDPE粘合树脂）具有强韧，耐高温的特点，广泛用于共挤出流延，吹膜，片材耐煮沸结构，PE与PA，EVOH的粘合，铝塑粘合结构等。温度的设置：酸酐改性的HDEP粘合树脂的加工温度不得超过235度。如果粘合力足够好，可将粘合树脂加工温度降到210220度。当和尼龙PA及其他热稳定的树脂共挤出加工时，它的加工温度可以高一些，最大不超过250度。5、乙烯和甲基丙烯酸酯的共聚物（主要用于涂布）略6、粘结性树脂的性能及其在共挤复合中的应用一、粘结性树脂的性能牌号所谓粘结性树脂是指这些树脂有良好的热粘合性，同多种树脂有良好的相容性。能在熔融状态下同多种树脂相混配的一类树脂。它们中绝大多数是乙烯同极性聚合物单体的共聚物，例如：乙烯同丙烯酸及其酯类、乙烯同醋酸乙烯酯、乙烯同顺丁烯二酸或顺丁烯二酸酐的共聚物等。在软塑包装业中最常使用的粘结性树脂是乙烯同醋酸ZJ烯酯共取的EVA为墓础的美国Dupont公司开发生产的商品名为Bvnel的共挤用相容剂，以乙烯同丙烯酸盐的共聚物为基础的离子型树脂Surlyn、以美国Dow化学公司生产的乙烯同丙烯酸的共聚物为基础的商品名为Pfimacor相容剂等各种粘结性树脂的性能牌号及用途如下：1离子型树脂Surlyn Dupont公司生产：的Surlvn树脂是软塑包装业中很重要的一类树脂，它具有良好的同尼龙、EVAL、铝箔及除聚丙烯外的各类聚乙烯的粘结相容性。透明性好，耐针刺性好、耐汕脂、耐溶剂性好、热封性优、82下可以热封，具有良好的低温热封性、夹杂物、热封性、无嗅无毒无味，可直接同食品药品接触，在无菌包装中是铝塑纸复合包装中不可缺少的内封层材料。2Primacor Pnmacor是Dow化学公司生产的乙烯同丙烯酸的共聚物，即：EAA共聚物，它同尼龙、聚烯烃(PO)、铝箔、纸有卓越的粘结性；对油、油脂、酸、盐有良好耐性，热封性能优良，热封强度比离子型聚合物还要高；符合美国FDA要求；吸水量低。Primacor可以用于挤出涂布、共挤出复合或单独吹塑成膜，吹膜可应用于干式复合内封层用，热封可靠、无渗漏。Primacor的各种牌号中，2912、2150、3330、3340、3440、3460可用于挤出涂布，其加I温度为：170230280290cC290C。用于挤出吹膜的牌号为1320、1410、1430上述所有牌号的丙烯酸含量为3-97。吹膜级的熔融指数为15-5SlOmin，而挤涂级的熔融指数为55-20slOmin应当指出的是为防止高温下Primacor树脂的腐蚀性，加工设备中与树脂接触的部分应采用镀铬或镀镍，并且在停机前要使用熔融指数二22lOmin左右的LDPE作清洗树脂，在280C下把Prima-cor全部清洗出来为止二、粘结性树脂在挤出涂布及共挤复合中的应用1Surlyn在铝塑纸复合膜中的应用 TetraPak公司生产的铝塑纸复合包装膜是用于无菌包装牛奶及其它非碳酸饮料的主要材料，其结构为PE挤涂层(保护印刷用)印刷层(表印)纸PE铝箔PESurlyn(内封层)。Surlyn作为内封层是同PE共挤出涂布于铝箔上面的。为了使LDPE挤涂于铝箔上而有良好的粘结性，应当用较高的温度(290300C)并使用较长的气隙(Airgap)，这样可以使LDPE有较大的氧化程度，以提高粘结力。2Bynel 3095、3048和3036在生产共挤阻隔性包装膜中的应用实例：LDPEBynelPABynelLDPE用于包装汉堡牛排、热狗肠、咸肉的真空包装。实例：PAEVAIJPABynelSurlyn用于包装汉堡牛排、热狗肠、咸肉的真空包装。实例：PAEVALBynelSurlyn用于热狗肠、咸肉真空包装。实例：PAByneSudyn包装熟的火腿。实例：HDPEBynelPABynelEVA用于包装芳香阻隔层糕点、配合料、包装盒的衬里。实例：LLDPEBynelPABynelLLDPE铺垫用气泡包装膜。3使用Bynel 3036、E162和31 01共挤多层复合片材和共挤吹塑阻隔性容器实例：PETBynelHIPS高抗冲的热成型复合片材，可代替ABS片材。实例：PPBynelEVALByneUpp，生产高阻隔复合容器，用以代替玻璃和金属容器。实例：PCBynelEVAJBynelPP，生产高阻隔复合容器，用以代替玻璃和金属容器。实例：HIPSBynelEVALByneUpp，生产阻隔复合容器，用以代替玻璃和金属容器。4其它共挤复合膜的生产例子实例：PASurlyn 1652PE，有高度的阻隔性和良好的强韧性，用于真空食品包装。实例：PACXALDPE CXA是粘结性树脂，该共挤复合膜有良好强度和高度的阻隔性，用于真空食品包装。实例：PAUBE-BondFll00PE UBE-BondFll00是日本宇部兴产生产的粘结性树脂、同尼龙和PO(聚烯烃)均有良好粘结性，高强度，高阻隔，易热封、用于真空食品包装。第二章 薄膜的生产和成型过程1、多层共挤吹膜生产设备技术特点摘要：多层共挤吹塑薄膜已广泛应用，其关键是生产设备与生产技术，本文对设备作详细介绍。关键词：包装；吹膜；机械1前言 在目前全球塑料包装膜市场上，带有尼龙的多层共挤膜比例越来越高，现在欧美、日本等地的尼龙消耗量每年增长10以上，在中国的消耗量每年增长30，而尼龙在多层共挤高阻隔性包装膜成分中只占1015，可见这种包装膜在日常生活中使用量越来越大，而且还会更加普及，它可以使各种食品的保质期延长两倍以上，生产高档塑料包装膜定行业在目前和未来十年里，都是极具发展潜力的。 吹膜机组主要有几部分组成，如挤出机、机头、风环内冷、牵引及其收卷等，一套质量好的吹膜机组要求从挤出直到收卷的整个过程都不能的缺陷，如果其中任何一个环节的设计原理和制造质量出现问题，生产出来的制品质量就会降低很多，即影响使用又影响销路，这个问题应当引起重视。 从中国吹膜机制造的现状可以看出，技术含量低是一项最大的问题，吹膜机的技术水平直接影响到制品的质量，这就是为什么众多有实力的厂家不得购买国外的先进设备，但是高昂的设备价格提高了生产的成本，在市场上竞争能力受到了影响。按照技术难度和重要程度来分，欧美一些发达国家将机头和收卷的技术就放在首要位置，另外在吹膜工艺上也力求改进，使制品的质量不断提高，然而，中国与其他国家在国情上有很大的不同点，改进的项目太多了，会使生产成本增加很多，但是制品的质量提高不大，我们应当针对中国的国情进行必要的改进，同时又要保证逐渐降低成本，