HDPE - EVA复合薄膜共挤出成型工艺及机头结构设计-

1、 HD PE EVA 复合薄膜共挤出成型工艺及机头结构设计温变英李燕(华北工学院化工系,030051介绍HD PE EVA 复合薄膜的特点、用途、成型加工工艺及其挤出吹塑机头的结构设计。结果表明HD PE EVA 复合薄膜作为冷冻食品包装袋其性能可靠、加工方便;采用共挤出吹塑复合薄膜的成型方法,具有生产设备简单、工艺流程短,成本低等优点;机头采用部分独立流动然后汇合的熔体流动方式,其结构紧凑、流道较短、熔体压力损失小,并有助于提高内外层膜间的粘合牢度。关键词:HD PE EVA 共挤出复合薄膜机头复合薄膜对食品的保鲜和贮存显得特别重要。本文拟设计一种透明型冷冻食品包装袋及其共挤出机头,以满足市

2、场的需要。1材料选择1作为冷冻食品包装袋应具备的条件是:(1卫生性和安全性;(2被包装物的保护性;(3稳定性;(4作业性,即具有良好的加工性,可印刷性和热封性;(5商品性,即透明可显示内部物质,易于标准化、连续化生产,价格便宜。又根据包装冷冻食品的工作条件,我们确定选用HD PE 与EVA 进行复合,其中HD PE 作为内层材料,EVA (VA 含量小于15%作为外层材料。其理由如下:(1EVA 、HD PE 二者相容性好。由于EVA 在VA 含量较低时,其分子结构与HD PE 相似,相互扩散能力强,易于结合,可以形成透明性复合薄膜,符合冷冻袋要求透明的条件;(2HD PE 、EVA 性能互补

3、。HD PE 物理机械性能均衡,易成型加工且成本低廉,无毒无味,耐高低温性能均较好,其缺点是热封性相对较差,印刷性差;EVA 的柔韧性较好,粘合性高,有良好的热封性和可印刷性,其缺点是耐热、耐油性差。所以HD PE 与EVA 复合使用可以在性能上扬长避短、互相补充;(3EVA 与HD PE 两者加工条件相近(其塑化温度见312,这给设计共挤出机头带来了方便,设计时可以不直接考虑内、外层熔融树脂间的隔热问题,简化了机头结构,既便于生产操作,又降低了成本。单一膜的主要性能如表1所示。从以上分析和性能数据不难看出,HD PE EVA 复合薄膜体系是性能协调、优势互补的良好匹配体系。2产品规格确定吹塑

4、薄膜产品规格可有较大范围的调整,依据工厂的设备状况和用户要求确定。例如可选用HD PE 层厚0.065mm ,EVA 层厚0.015mm ,折径170mm ,总之,在确定内外层厚度时,应使HD PE 的厚度略大于EVA 的厚度。3吹塑工艺311 工艺流程312成型加工温度见表2。表1HD PE 、EVA 薄膜的主要性能2T ab 1M ain p roperties of HD PE and EVA fil m s性能密度 g c m -1拉伸强度M Pa 撕裂强度N (25m -1透湿量g m 2 24h 25m (30,90%RH 透氧气量 mL m 2 24h 25m (23,90%RH

5、 热封温度 最高使用温度 最低使用温度 耐折性耐油性HD PE0.95204015304.5105002000135180120-50优良EVA0.9421355.01060600250010014060-50优一般88塑料工业1998年作者简介:温变英,女,1964年生。工学硕士,讲师。主要从事高聚物共混改性研究、塑料成型模具的设计和研究工作。目前已发表科技论文6篇。 表2HD PE EVA 复合膜成型加工温度2T ab 2P rocessing temperature fo r HD PE EVA fil m后段温度 中段 前段 机头 HD PE 160170180190200210180

6、5EVA130150160170180190仅仅依靠温度的调节并不能获得性能优良的制品,因为界面结合状况还强烈地依赖于熔体层的流动速率和它们间的流动速率比3,所以实际生产中还需严格控制螺杆转速。4共挤出吹膜机头结构设计45图1共挤出机头结构示意图F ig 1Structure draw ing of coextrusi on die 1-口模;2-压环;3-外芯棒;4-内芯棒;5-机体;6-机颈1;7-垫板;8-紧固螺母;10-机颈2综合考虑多种因素后,最终确定HD PE EVA 复合薄膜机头采用如图1所示的部分独立流动然后汇合的熔体流动方式。这种机头内的复合可使熔体层在压力下贴合,有助于提高

7、内外层膜间的粘合牢度。机头进料方式为侧向进料 ,其上主要构件芯棒采用了衣架式支管分流结构,支管呈流线型过渡到口模间隙,其横截面为半圆形,并且半径沿流动方向逐渐减少,如图2所示。进入机头的熔体经支管分流逐渐从周向流动过渡到轴向流动。复合膜的整体厚度可由口模调节螺钉控制。两层芯棒采用管套式结构有机地组合在一起。这种设计的优点是结构紧凑,流道较短,熔体压力损失小;缺点是不能调节各流道层的流动,也不能单独调节各流道内熔体的温度,所以,只适合于如HD PE EVA 这样相容性好,加工性能又接近的复合体系。如前所述。由于HD PE EVA 两种物料的加工温度是如此的接近,所以在本设计中未考虑套管芯棒间的隔

8、热问题。这样大大简化了模具结构,给制造和操作带来了方便。图2衣架式支管分流结构示意图F ig 2Structural draw ing of branched tubes w ith clo thes 2rackpattern5结语综上所述,HD PE EVA 复合薄膜作为冷冻食品包装袋,性能可靠,加工方便。与常用的其它复合薄膜生产方法相比,这种共挤出吹塑复合薄膜的成型方法具有生产设备简单、工艺流程短、成本低等优点。机头所采用的结构设计结构紧凑、流道较短、熔体压力损失小,并有助于提高内外层膜间的粘合牢度。同时其加工方便,造价低廉,完全能满足HD PE EVA 复合薄膜成型加工的需要,具有一定的

9、实用价值。参考文献1日本高分子学会编1塑料合金1朱洪法等泽1北京:中国轻工业出版社,199212652陈昌杰1塑料薄膜的印刷与复合。北京:化学工业出版社,199511823A gassant J F 1Po lym er Engineering A nd Science ,1994,(34:144N o rdberg M E 1Po lym er Engineering and Science ,1990,(30 75米歇利W 著1挤塑模头设计及工程计算1黄振华译1北京:烃加工出版社,19891135(本文于1997-09-5收到Structura l D esign of Coextrusi

10、on D ie for HD PE EVA Com posite F il mW en B ianying L i Yan(D ep t of Chem ical Eng ,N o rth Ch ina Institute of T echno logy AbstractsT he featu re ,app licati on ,p rocessing techno logy and structu ral design of ex tru si on b low ing die fo r HD PE EVA com po site fil m are described in th is p aper 1HD PE EVA com po site fil m is con sidered to be p roperty reli 2ab le and p rocessing easily fo r frozen food package 1T he coex tru si on 2b low ing of the com po site fil m is character 2ized by si m p le p roducti on m ach inery ,sho rt techno logy p rocess and low co s