Ekstruziono puhanje polietilenskih folija

 

Polietilenska (PE) folija je najčešće proizvedena i široko korištena vrsta plastične folije. Ne-toksičan je, bez mirisa i ima visoku čvrstoću i žilavost, zajedno sa odličnom otpornošću na vlagu, vodootpornošću, otvaranjem, otpornošću na niske-temperature i određenim stepenom transparentnosti. Ima izvanredna svojstva topline{4}}zaptivne karakteristike uz relativno nisku temperaturu{5}}zavarivanja (oko 100 stepeni), što omogućava toplinsko-zaptivanje putem električnog grijanja i praktičnu izradu vrećice-. Polietilenska folija se direktno proizvodi ekstruzionim puhanjem pomoću peleta polietilenske smole, uglavnom bez potrebe za aditivima; Masterbatch boje se mogu mešati za bojenje. Pelete od polietilenske smole koje se koriste za folije oblikovane duvanjem uključuju polietilen niske -polietilene (LDPE), linearni polietilen niske -polietilene (LLDPE) i polietilen visoke{14} gustine (HDPE).

 

 

1. Poljoprivredni staklenički filmovi

Poljoprivredne folije za staklenike su -široke folije-izlijepljene puhanjem od LDPE ili mješavine LDPE i LLDPE smola, koristeći metodu horizontalnog ekstruzije prema gore-puhanju. Preklopljeni prečnik filma je u širokom rasponu (manji ili jednak 1000 mm ili veći od ili jednak 5000 mm), debljine od 0,03–0,14 mm, vlačne čvrstoće veće ili jednake 12 MPa, i istezanja pri prekidu većeg ili jednakog 300%.

 

Poljoprivredne folije za staklenike su otporne na kišu,-propuštaju svjetlost i{1}}toplote{1}}omogućuju-cjelogodišnju kultivaciju raznog povrća, voća i drugih usjeva u staklenicima. Na osnovu poljoprivrednih potreba trenutno postoji nekoliko vrsta funkcionalnih poljoprivrednih folija za staklenike i to:
(1) Ojačane stakleničke folije: Ovi filmovi su napravljeni dodavanjem više od 25% (maseni udio) LLDPE smole u LDPE, što povećava vlačnu čvrstoću na 20MPa i istezanje pri prekidu na više od ili jednako 400%. Ako se LLDPE smola u potpunosti koristi za puhanje filma, čvrstoća će biti još veća, uz dodatne prednosti kao što su otpornost na probijanje i glatka površina filma, a debljina filma može se smanjiti za 20%-30%.
(2) Dugotrajni{0}}Filmovi o staklenicima: Vek trajanja običnih folija za staklenike je 0,5-1 godina, dok se dugotrajnih-folija za staklenike može udvostručiti ili više, dostižući 2-3 godine. Proizvode se dodavanjem 0,3-0,5 masenih dijelova svjetlosnih stabilizatora i 0,1-0,3 masenih dijelova antioksidansa LDPE smoli. Prvo, bijelo ulje se koristi za vlaženje površine LDPE-a, zatim se pomiješa sa njim i na kraju ekstrudira i puha-prelijeva u filmove.
(3) Folije protiv kapanja staklenika: Ovi filmovi nemaju vodenu maglu ili vodene kapljice na svojoj površini, što može poboljšati propusnost svjetlosti i promovirati bolji rast usjeva. Odgovarajuća količina surfaktanata ili masterbatcha protiv -masterbatcha dodaje se polietilenskoj smoli kako bi se poboljšao afinitet filma prema vodi, omogućavajući brojnim malim kapljicama vode na površini filma da se spoje u velike koje teku niz zid filma na tlo. Ovo eliminiše vodenu maglu na unutrašnjoj površini filma, poboljšava transparentnost filma i sprečava da kapljice vode direktno kapaju na useve.

2. Poljoprivredni malč filmovi

Poljoprivredne folije za malč su skraćeno kao "filmovi za{0}}prekrivanje tla" za poljoprivrednu upotrebu. Radi se o ultra-tankim filmovima-formiranim duvanjem od LDPE, debljine 0,008–0,014 mm i širine 600–1000 mm. Obične bezbojne i prozirne folije za malč se uglavnom koriste kao folije za-odgajanje sadnica i{10}}folije za pokrivanje usjeva, koje mogu promovirati ranu zrelost i povećati prinos usjeva, kao i spriječiti bolesti i štetočine. Uglavnom se proizvode korištenjem-metoda duvanja prema gore.

 

Funkcionalne malč folije se boje dodavanjem 3% – 5% (maseni udio) bojila polietilenskoj smoli, čime se dobijaju filmovi različitih boja kao što su crvena, žuta, plava, siva i crna. Ovi obojeni filmovi omogućavaju različitom povrću i voću da dobije potreban spektar svjetlosti, postižući ciljeve rane zrelosti usjeva, povećanja prinosa, kontrole štetočina i inhibicije rasta korova.

3. Folije za pakovanje

Polietilenske folije za pakovanje dijele se na lagane folije za pakovanje i teške{0}}folije za pakovanje.
(1) Lagane folije za pakovanje: Izrađeni od LDPE smole, uglavnom se koriste za pakovanje raznih proizvoda kao što su hrana, peciva, bomboni, povrće, voće, farmaceutski proizvodi, tekstil, dnevne potrepštine i odeća. Da bi se olakšala proizvodnja na automatskim linijama za pakovanje, potrebno je dodati malu količinu sredstava za klizanje ili antistatik. Uglavnom se proizvode metodom upuhivanja prema gore-ili horizontalnom-metodom puhanja. Preklopljeni prečnik filma se kreće u širokom rasponu (manji ili jednak 70 mm ili veći ili jednak 1000 mm), sa debljinom od 0,02–0,20 mm i vlačnom čvrstoćom većom ili jednakom 10 MPa.

 

Torbe za prsluke, torbe za odjeću i drugi proizvodi napravljeni od HDPE smole su torbe za kupovinu raznih roba i imaju značajan obim upotrebe. Uglavnom se proizvode metodom upuhivanja prema gore-, sa savijenim prečnikom od 70–1000 mm, debljinom od 0,007–0,10 mm i vlačnom čvrstoćom većom ili jednakom 25 MPa.

 

(2) Heavy{0}}Filmovi za pakovanje: Ovi filmovi su proizvedeni od LDPE smole s relativno visokom molekulskom težinom korištenjem metode upuhivanja prema gore-, debljine 0,2–0,35 mm. Svaka torba može primiti predmete težine 20-30 kg. Uglavnom se koriste za pakovanje raznih proizvoda kao što su poljoprivredni proizvodi, hemijske sirovine, hemijska đubriva, pesticidi, hrana, šećer, so, farmaceutski proizvodi i tekstil.

 

 

Brzina protoka taline (MFR) LDPE smole koja se koristi za folije oblikovane duvanjem-ima širok raspon od 0,5–7 g/10 min, a odabir se uglavnom zasniva na različitim upotrebama filma (vidi tabelu 6-8).

 

 

Tabela 6-8 Izbor LDPE smole za proizvodnju filma

Vrste filmova	Lagana folija za pakovanje	Film visoke-transparentnosti	Poljoprivredna plastična folija za malč	Film staklene bašte	Termoskupljajuća folija	Heavy{0}}Film za pakovanje
Smola MFR / ( g/10 min )	2~4	5~7	4~7	1.5~4.5	2~5	0.25~0.5

 

MFR smole koja se koristi za LLDPE filmove je 1–2 g/10 min, a za HDPE filmove 0,2–1 g/10 min. HDPE smola ima relativno visoku temperaturu topljenja i visok viskozitet u rasponu promjena brzine smicanja. Zbog svoje linearne molekularne strukture, ima jaku orijentaciju protoka.

 

 

 

1. Ekstruderi

Obične LDPE folije sa savijenim prečnikom većim od 300 mm formiraju se metodom horizontalnog ekstrudiranja prema gore-puhanju, sa promjerom šrafa od 45–150 mm. Ako je presavijeni prečnik veći od 1 m, dva ekstrudera sa jednim-pužanjem se mogu koristiti za ko{7}}ekstruziju za proizvodnju -filmova široke širine. Odnos dužine{10}}prečnika vijka je 20–30, a omjer kompresije 3–3,5. Struktura zavrtnja je postepeni{15}}šraf.

 

Za proizvodnju HDPE filmova pogodni su ekstruderi malih-veličina, sa omjerom dužine vijka-od 16-25. Vijčana konstrukcija je opremljena smičnim dijelom i dijelom za miješanje.

2. Die Heads

LDPE folije uglavnom koriste spiralne matrice ili paukove glave, s promjerom otvora matrice od 100-1000 mm. Ako je potrebna dobra ujednačenost debljine, može se odabrati rotirajuća glava matrice. Glavni procesi su metoda upuhivanja prema gore-i horizontalna-metoda duvanja.

 

HDPE folije koriste spiralne matrice. Treba napomenuti da treba izbjegavati prevelike brzine smicanja u strukturi i dimenzijama protočnog kanala, spiralnih linija i otvora matrice; u suprotnom je vjerovatno da će doći do loma taline. Zbog gore navedenih karakteristika oblikovanja HDPE-a, veličina otvora matrice HDPE filmova je relativno mala, općenito 30-200 mm.

3. Hlađenje

Uglavnom se koristi metoda hlađenja vazdušnim prstenom. Pritisak ventilatora je 4000–8000 Pa, a brzina protoka je 15–75 m³/min.

 

 

1. Temperatura ekstruzije

Temperatura ekstruzije je uglavnom određena brzinom protoka taline polietilena. Što je veća brzina protoka taline, niža je temperatura ekstruzije. Temperatura ekstrudera se postepeno povećava od ulaznog otvora do filterske ploče, a temperatura na glavi matrice je u osnovi jednaka temperaturi na glavi vijka ili nešto niža za 10-20 stepeni. Ovo osigurava stabilne debele folije i dobru prozirnost filma. Temperatura ekstruzije polietilenskih folija prikazana je u tabeli 6-9.

 

 

Tabela 6-9 Temperatura ekstruzije polietilenskih folija

Vrste filmova		Temperatura zavrtnja i bačve/stepen			Temperatura/stepen
		Zona 1	Zona 2	Zona 3	Konektor	Mould
LDPE film	Lagana folija za pakovanje Film staklene bašte Heavy{0}}Film za pakovanje	120~140 130~140 140~160	150~160 150~170 160~180	170~180 180~190 180~200	170~180 180~190 190~200	160~170 170~180 180~190
LLDPE film		160~180	180~200	200~220	200~220	220~230
HDPE film		200~220	220~240	240~260	250~260	240~250

2. Razmak otvora za otvor

Veličina otvora otvora matrice varira s različitim smolama, a njen raspon je prikazan u Tablici 6-10.

 

Tabela 6-10 Raspon zazora na otvoru matrice

Vrsta filma	LDPE	LLDPE	HDPE
Die Gap/mm	0.5~1.0	1.5~2.5	1.2~1.5

 

 

Kada se poveća protok taline smole, odabire se manji razmak otvora matrice; kada se debljina filma poveća, odabire se veći razmak. Na primjer, za LDPE teške- folije za pakovanje, MFR je relativno mali i film je deblji, tako da je odabran razmak otvora matrice od 1 mm; za LDPE lagane folije za pakovanje, MFR je relativno velik i film je tanji, tako da je razmak otvora matrice 0,5–0,6 mm.

 

LLDPE smola ima visoku viskoznost taljenja, a njen viskozitet taljenja nije osjetljiv na promjene brzine smicanja. Stoga je temperatura ekstruzije LLDPE-a viša od one od LDPE-a, a zazor otvora matrice je također mnogo veći od LDPE-a. Ako se razmak ne poveća, na površini filma će se pojaviti grubi uzorci "kože morskog psa".

 

HDPE smola ima relativno malu brzinu protoka taline, tako da je zazor u otvoru na matrici nešto veći od LDPE-a.

3.{1}}Omjer napuhavanja

Nakon što prazna folija izađe iz glave matrice, komprimirani zrak diže debelu foliju, povećavajući njen promjer i smanjujući debljinu (poprečno istezanje). Omjer-napuhavanja je općenito 2-5. Omjer{4}}napuhavanja ne može biti prevelik; u suprotnom će se cijev s mjehurićima protresti, oblik mjehurića će biti nestabilan, debljina filma će biti neujednačena, a film će se lako slomiti. Kako se omjer-povećava, poprečna vlačna čvrstoća, čvrstoća na kidanje i udarna čvrstoća filma se povećavaju, ali se prozirnost i sjaj smanjuju, a uzdužna vlačna čvrstoća opada. Odnosi-napuhavanja polietilenskih folija prikazani su u tabeli 6-11.

 

Tabela 6-11 Omjeri napuhavanja polietilenskih folija

 

Vrsta filma	LDPE	LLDPE	HDPE
{0}}Omjer napuhavanja	1.5–3.5	1.5–2.0	3.2–6.0

4. Omjer izvlačenja

Nakon što polietilenska folija izađe iz glave matrice za ekstruziju i vodi se do vučnih valjaka, film se podvrgava uzdužnom istezanju. Linearna brzina vučnih valjaka je općenito 3-5 puta veća od linearne brzine ekstruzije, tako da se film rasteže 3-5 puta u uzdužnom smjeru, a njegova uzdužna vlačna čvrstoća je značajno poboljšana. Ovo je korisno za upotrebu vrećica za pakovanje filmom, jer one uglavnom nose uzdužnu vlačnu silu.