Hur påverkar temperaturkontroll egenskaperna för PP-blåst film?

Polypropen är en semi-kristallin termoplast med låg densitet, utmärkta mekaniska egenskaper, god kemisk beständighet, värmebeständighet och bra isolering. Det har använts i stor utsträckning inom förpackningsindustrin. I olika applikationer utmärker sig blåsta filmer som en viktig form vars prestanda direkt påverkas av temperaturkontroll. Temperaturregleringens inverkan på egenskaperna hos blåsfilm av polypropen diskuteras systematiskt i detta dokument från fyra aspekter: extruderingstemperatur, formtemperatur, kylningstemperatur och den synergistiska effekten av formblåsningsförhållande och temperatur.

Extruderingstemperaturen är huvudparametern vid produktion av blåsfilm av polypropen, vilket direkt påverkar smältans flytbarhet och mjukningskvalitet. PP har ett smältpunktsområde på mellan 155 och 165 grader Celsius och en nedbrytningstemperatur på mer än 300 grader Celsius, så extruderingstemperaturen är vanligtvis mellan 180 och 240 grader Celsius. Detta intervall måste vara exakt anpassat till råvarans egenskaper (t.ex. smältflöde och molekylviktsfördelning) och processkrav.
1.1 Låg extruderingstemperatur (180–200 grader)
extruderingstemperaturen är för låg, flytbarheten hos polypropensmältan minskar, vilket leder till ytdefekter som "fiskögon" och svetslinjer. Dessa defekter uppstår från ofullständig smältning av harts, vilket leder till lokaliserad hög kristallinitet och bildandet av opaka partikelstrukturer. Dessutom kan låg temperatur öka skjuvningseffekten av skruvar, vilket kan leda till molekylärt kedjebrott och minska draghållfastheten och brottförlängningen av filmerna.
1.2 Hög extruderingstemperatur (220–240 grader)
Höga temperaturer gör att smältan flyter bättre. Men för mycket värme påskyndar nedbrytningen av polypropen. Detta orsakar problem som gelpartiklar och krusningar. Temperaturförändringar gör smältviskositeten ojämn. Detta gör också att filmens tjocklek på längden ändras. Till exempel, om temperaturförändringen i trumman är mer än ±5 grader, kan filmtjockleksfelet gå över 10 %. Detta gör ont hur bra filmen fungerar i senare steg.
1.3 Temperaturjämnhet
Temperaturen på alla sektioner av extrudern måste vara enhetlig för att undvika lokal överhettning eller överkylning. Temperaturfluktuationer kommer att göra att smältviskositeten blir inkonsekvent och att filmens längsgående tjocklek ändras. Till exempel, om temperaturfluktuationen i trumman är större än ±5 grader, kan filmtjockleksavvikelsen överstiga 10 %, vilket allvarligt påverkar efterföljande bearbetningsprestanda.

Formtemperaturen är nyckeln till att kontrollera den initiala formen av polypropensmältan när den lämnar ringformen och bildar stabila bubblor. Vanligtvis inställt mellan 220 och 230 grader Celsius, måste formtemperaturen koordineras med extruderingstemperaturen för att säkerställa ett jämnt smältflöde.
2.1 Låg temperatur (<220°C)
Låga temperaturer minskar smältans flytbarhet, vilket leder till defekter som vattenvågor på ytan av bubblor. När smältan inte slappnar av helt vid formens utlopp genereras en vattenvåg som bildar en periodisk våg. Dessutom ökar låga temperaturer bubblornas sprödhet, vilket gör dem benägna att spricka under dragkraft.
2.2 High Die Temperature (>230 grader)
Även om höga temperaturer förbättrar smältflytbarheten, kan de också störa bubblans stabilitet. Formtemperaturen är för hög, kommer att minska smältviskositeten, vilket orsakar bubblor i expansionsprocessen, vilket resulterar i ojämn tjocklek på filmen. Höga temperaturer kan också påskynda den oxidativa nedbrytningen av polypropen, vilket ger upphov till lukter och missfärgning.
2.3 Matrisgap och temperaturlikformighet
Ringformens spel ska kontrolleras inom 0,8 mm till 1,2 mm och kanten på formen ska vara jämnt fördelad. Det ojämna gapet kommer att orsaka smältflödesskillnaden i extruderingsprocessen, vilket kommer att leda till filmtjockleksavvikelser. Samtidigt måste automatisk temperaturmätning och kontrollsystem baserat på termoelement användas för att kontrollera formtemperaturen noggrant för att undvika lokal överhettning eller överkylning.

Kyltemperatur är kärnparametern som bestämmer kristalliniteten och transparensen hos polypropenblåsfilm. Polypropen är en semi-kristallin polymer. PP:s kristallinitet påverkar direkt dess fysikaliska egenskaper (t.ex. draghållfasthet och brottförlängning) och optiska egenskaper (t.ex. transparens och glans).
3.1 Vattenkylning (15-25 grader)
Water cooling is the circulation of cooling water around bubbles, which can significantly reduce the crystallinity of the film and improve transparency. When the cooling water temperature is controlled between 15 and 22°C, the film can be more than 90% transparent, with a smooth, blemish-free surface. If the water temperature is too high (>30 grader) och filmen inte kyls tillräckligt, kommer kristallisationen att öka och transparensen minskar snabbt. Omvänt, om vattentemperaturen är för låg (<15°C), the film becomes viscous and exhibits poor opening properties, although transparency is further enhanced.
3.2 Restriktioner för luftkylning
Luftkylning är användningen av luftringar för att kyla bubblor. Utrustningen är enkel och kräver mindre utrymme, men det är svårt att exakt styra kylhastigheten. Polypropen, med sin höga kristallinitet och låga smälthållfasthet, är benägen att bubbla och ojämn tjocklek när man använder luft för kylning, och filmens genomskinlighet är i allmänhet lägre än vattenkylning. Därför är tillämpningen av luftkylning vid tillverkning av polypropenfläkt mindre, och tillämpningen vid produktion av polypropenfläkt är mer utbredd.
3.3 Kylvattenflödeshastighet och enhetlighet
Kylvattenflödet måste koordineras med vattentemperaturen. Att öka flödet med 15–25 grader kan förbättra kylningen, men för mycket kan påverka bubblor och orsaka rynkor. Otillräckliga flödesresultat leder till otillräcklig kylning och minskad filmtransparens. Dessutom måste kylvattenringar hållas horisontella för att undvika ojämnt vattenflöde och efterföljande filmtjockleksavvikelser.

Utblåsningsförhållande, det vill säga förhållandet mellan bubbeldiameter och formdiameter, påverkar direkt filmens tvärgående draghållfasthet och tjocklekslikformighet. Temperaturkontroll måste optimeras i samverkan med explosionsförhållandet för att uppnå optimal balans mellan filmernas mekaniska egenskaper.
4.1 Blow-Begränsningar för uppförhållande vid låga temperaturer
När extruderingstemperaturen eller formtemperaturen är låg är PP-smältan mindre flytande och kräver en mindre spränghastighet (vanligtvis mindre än 2,0) för att förhindra att bubblor spricker. Under dessa förhållanden är lägre tvärgående draghållfasthet hos filmen lägre, men högre längsgående draghållfasthet på grund av påverkan av dragkraft.
4.2 Optimering av sprängningsförhållande vid hög temperatur
High temperature enhances the fluidity of the melt, expanding the explosion ratio to 2.0-2.5. This greatly improves the film's transverse tensile strength and thickness uniformity film. However, a high bloating ratio (>2.5) kan få bubblor att vingla och till och med spricka.
4.3 Dynamisk justering av temperatur och explosionsförhållande
I praktiken måste temperatur och uppblåsningsförhållanden justeras dynamiskt i enlighet med råmaterialets egenskaper (t.ex. smältflödeshastighet) och produktkrav (t.ex. filmtjocklek och draghållfasthet). Till exempel kan produktionen av hög-transparensfilmer kräva lägre extruderingstemperaturer (200–220 grader) och ett mindre uppblåsningsförhållande (1,8-2,0), medan höghållfasta filmer kräver högre extruderingstemperaturer (220–240 grader ) och ett högre sprängförhållande (2,0 grader C).

Förutom transparens och mekaniska egenskaper spelar temperaturkontroll en viktig roll i värmekrympningen, kemisk resistens och bearbetningsstabiliteten hos polypropenblåsfilmer.
5.1 Värmekrympning
Värmekrympningen av polypropenfilmer är nära relaterad till kristallinitet. Lägre kyltemperatur, desto lägre är filmens kristallinitet och högre värmekrympning. Till exempel visade filmer kylda vid 15 grader en värmekrympning i längdriktningen på 1,5 % och en tvärgående värmekrympning på 1,8 %, medan filmer kylda vid 25 grader visar en värmekrympning mindre än 1,0 %.
5.2 Kemisk beständighet
Hög extruderings- och kyltemperatur kan förbättra filmens kemiska motståndskraft. Högre temperaturer uppmuntrar molekylkedjorna i polypropen att anpassas närmare och högre kristallinitet, vilket ökar deras motståndskraft mot syror, alkalier och salter. Till exempel kan filmer producerade vid 220-240 grader förlora mindre än 5% av sin draghållfasthet efter 24 timmars blötläggning med en 5% saltsyralösning, medan filmer producerade vid 180-200 grader kan förlora mer än 10% av sin draghållfasthet.
5.3 Processstabilitet
Temperaturkontroll påverkar också stabiliteten i filmbearbetningen. Stora fluktuationer i extruderingstemperatur eller formtemperatur kan leda till defekter som ojämn tjocklek och rynkor, vilket komplicerar efterföljande processer som tryckning och laminering. Därför använder moderna polypropenfläktar ofta ett datoriserat, automatiskt kontrollsystem och termoelement-baserad temperaturmätningskontroll för att säkerställa stabiliteten i produktionen.
6. Slutsats:
Temperaturkontroll är ett nyckelsteg i produktionen av PP-blåst filmproduktion, vilket direkt påverkar filmens transparens, mekaniska egenskaper, termisk krympning och bearbetningsstabilitet. Genom att optimera extruderingstemperatur, formtemperatur, kyltemperatur och formblåsningsförhållande kan filmernas egenskaper regleras exakt. Till exempel, högpresterande PP-formblåsningsfilmer med genomskinlighet Större än eller lika med genomskinlighet Större än eller lika med 90 % styrka Större än eller lika med 45 MPa, termisk krympning Mindre än eller lika med 1,5 Mindre än eller lika med 1,5 % produceras med en extruderingstemperatur av -200 grader, 0 mold 20 grader 220-230 grader, kylvattentemperaturer på 15-22 grader och formblåsningsförhållanden på 2,0-2,5 grader C. Med utvecklingen av materialvetenskap och processteknik kommer temperaturkontroll att bli mer och mer intelligent och exakt, vilket ger ett starkt stöd för att blåsfilm av polypropen ska användas i stor utsträckning i livsmedelsförpackningar, förpackningar för livsmedels- och jordbruksprodukter.