Modificarea parametrilor de procesare la proprietățile filmului
Figura 1.6 - Dependența efortului de rupere de temperatura extrudarii la ieșirea din cap. 1 - direcția longitudinală; 2- directie transversala
Proprietățile fizice și mecanice ale filmelor (rezistența maximă la tracțiune, alungirea finală la rupere, rezistența la impact etc.) depind atât de natura și caracteristicile moleculare ale polimerului utilizat, cât și de natura structurii supramoleculare rezultate, precum și de gradul şi direcţia de orientare a filmului . O influență semnificativă asupra proprietăților fizico-mecanice ale filmelor este exercitată de diferitele lor grosimi. Toate aceste proprietăți depind de modurile în care se efectuează extrudarea, suflarea, răcirea și alte operațiuni tehnologice.
Figura 1.6 arată dependența rezistenței la tracțiune în direcțiile longitudinale și transversale de temperatura polimerului la ieșirea matriței la o înălțime constantă a liniei de cristalizare.
Indicatori importanți ai proprietăților optice ale filmelor polimerice sunt transmisia luminii (transparența), ceața și luciul lor.
Transmisia luminii este raportul dintre fluxul de lumină transmis și totalul la incidența sa normală în raport cu suprafața filmului. Transmisia luminii a filmului este diferită pentru diferite lungimi de undă.
Bruma este proporția fluxului de lumină incident împrăștiat de film la un unghi mai mare de 2,5° față de direcția fluxului incident.
Luciul este proporția fluxului de lumină incident reflectat de suprafața filmului la un unghi de 45 °.
Proprietățile optice ale filmelor sunt determinate atât de prezența macrodefectelor (cum ar fi benzi longitudinale, îngroșări locale și incluziuni de natură diferită), cât și de caracteristicile structurilor supramoleculare rezultate, determinate de condiții.cristalizarea și efectele care însoțesc deformarea topiturii polimerice. Influența proprietăților de topire asupra regularității suprafeței filmelor obținute prin extrudare este asociată în primul rând cu fenomenul de turbulență elastică, condițiile pentru apariția căreia sunt afectate semnificativ de temperatura de topire, greutatea moleculară și MWD a polimerului. O scădere a greutății moleculare, o expansiune a MWD, o creștere a MFR și o creștere a temperaturii de topire duc la o îmbunătățire a proprietăților optice ale filmelor; se observă, de asemenea, că o ușoară creștere a densității polimerului. duce la o creștere a luciului suprafeței și la o scădere a opacității filmului. O scădere a intensității suflarii și o creștere a duratei de răcire a filmului provoacă o creștere a turbidității acestuia și o deteriorare a proprietăților optice ale produselor. Acest lucru se datorează unei creșteri a duratei de cristalizare în astfel de condiții și formării unor structuri supramoleculare mai mari în film, care determină neomogenitatea structurii sale. Cu toate acestea, dacă pelicula este răcită prea repede, este posibilă și creșterea turbidității sale datorită neomogenității mai mari a manșonului rezultat.
Figura 1.7 - Influența înălțimii liniei de cristalizare H asupra luciului G, a turbidității M și a transmisiei luminii Sp a foliilor sleeve LDPE
Ținând cont de faptul că turbiditatea poate fi cauzată de doi factori - neomogenitatea topiturii și formarea unor structuri supramoleculare prea mari, performanța optimă este atinsă cu răcirea în două etape: în prima etapă, polimerul care părăsește matrița este răcit. încet, ceea ce permite netezirea defectelor formate în timpul perforarii, la a doua - topitura „îngheață” rapid la linia de cristalizare, datorită căreia formațiunile structurale supramoleculare formate au relativ mici
Figura 1.8 - Dependențăturbiditatea M asupra numărului de rotații ale șurubului N în timpul extrudarii unui film tubular din LDPE
dimensiuni comparabile cu lungimea de undă mare a luminii vizibile. În acest caz, este posibil să obțineți filme transparente de înaltă calitate. Pentru a realiza un astfel de regim de răcire, o cameră pentru răcirea lentă a piesei de prelucrat este introdusă în schema tehnologică și aerul răcit este furnizat inelului de suflare. Modificarea regimurilor de răcire a filmului poate fi urmărită prin înălțimea liniei de cristalizare - cu cât aceasta este mai mare, cu atât este mai lung timpul de răcire a topiturii. Influența înălțimii liniei de cristalizare asupra proprietăților filmului tubular de polietilenă este prezentată în Figura 1.7.
O scădere a proprietăților optice ale filmului se observă și cu o creștere a vitezei șurubului, ceea ce asigură o creștere a productivității extruderului și, ca urmare, o creștere a timpului de răcire a polimerului, care conduce ulterior la efectele deja descrise mai sus. Dependența turbidității de viteza șurubului este prezentată în Figura 1.8 [1]
Proprietățile mecanice ale filmelor sunt în mare măsură determinate de severitatea orientării macromoleculelor în direcțiile longitudinale și transversale, care, la rândul lor, depinde de parametri tehnologici precum gradul de tragere εВ și gradul de suflare εР gradul de inflație - în transversal; o creștere simultană a acestor indicatori duce la o creștere a rezistenței și la o scădere a alungirii relative a filmului atunci când filmul se rupe în ambele direcții. Efectul orientării longitudinale a filmului asupra proprietăților sale mecanice este prezentat în Figura 1.9, iar dependența rezistenței la tracțiune de gradul de întindere este prezentată în Figura 1.10[13]
Figura 1.9 - Influența orientării longitudinale a filmului asupra proprietăților sale mecanice. 1- alungirea 2-puterea de rupere
Trebuie remarcat faptul că caracteristicile de rezistență ale filmului depind și de timpul de răcire. Odată cu creșterea timpului de răcire a filmului, procesul de formare a structurilor supramoleculare decurge mai complet, gradul de cristalinitate crește și, ca urmare, rezistența la tracțiune și rigiditatea filmului cresc. Astfel, o modificare a parametrilor de răcire, având un efect benefic asupra caracteristicilor optice, le va înrăutăți pe cele mecanice și invers, prin urmare, modul optim de răcire este selectat în funcție de scopul urmărit al filmului și de cerințele impuse acestuia.
Figura 1.10 - Dependența rezistenței la tracțiune σВ de gradul de alungire εВ în direcțiile longitudinale (1) și transversale (2)
Una dintre caracteristicile esențiale care determină calitatea filmului este variația grosimii acestuia. Pentru a asigura uniformitatea grosimii manșonului rezultat, trebuie îndeplinite următoarele condiții: