Jaké jsou primární faktory ovlivňující pevnost v tahu a elongační vlastnosti filmů PE/PP koextrovaných?

Pevnost v tahu a elongační vlastnosti filmů PE/PP koextrud jsou zásadní mechanické vlastnosti, které určují, jak film působí pod stresem, jeho schopnost protahovat se bez rozbití a jeho trvanlivost v různých aplikacích. Tyto vlastnosti ovlivňují několik faktorů, zejména kombinace PE (polyethylen) a PP (polypropylen) v procesu koextru. Mezi primární faktory patří:

1. Složení a poměr polymeru
Poměr PE/PP: podíl PE a PP ve filmu koextrudovaného filmu hraje při určování jeho mechanických vlastností významnou roli. PE má tendenci být flexibilnější, zatímco PP je tužší. Vyšší podíl PE ve vnějších vrstvách může zvýšit flexibilitu a prodloužení filmu, zatímco vyšší podíl PP může zvýšit tuhost filmu a pevnost v tahu.
Stupně pryskyřice: Různé známky PE a PP, jako je polyethylen s nízkou hustotou (LDPE), polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) nebo isotaktický polypropylen (IPP), nabízejí různé mechanické vlastnosti. Například HDPE poskytuje vyšší pevnost a tuhost v tahu, zatímco LDPE přispívá k flexibilitě a prodloužení.

2. podmínky procesu vytlačování
Teplota vytlačování: Teplota, při které jsou PE a PP extrudovány, ovlivňuje molekulární orientaci a krystalinitu polymerů. Vyšší teploty extruze mohou snížit zapletení molekulárního řetězce, což potenciálně vede k vyššímu prodloužení, ale s nižší pevností v tahu.
Rychlost vytlačování a tlak: vysoká rychlost vytlačování může vést k nerovnoměrné tloušťce nebo nesprávné fúzi vrstev, což může negativně ovlivnit pevnost a prodloužení v tahu. Tlak aplikovaný během extruze také ovlivňuje krystalizaci a molekulární vyrovnání, což ovlivňuje konečné mechanické vlastnosti.
Vrstvá vazba: Síla vazby mezi vrstvami PE a PP (adheze mezi dvěma materiály) je kritická. Špatná adheze může vést k delaminaci, která sníží celkovou pevnost v tahu a elongační vlastnosti filmu.

3. Molekulová hmotnost a distribuce molekulové hmotnosti
Molekulová hmotnost PE a PP: Molekulová hmotnost polymerů ovlivňuje jejich mechanické vlastnosti. Polymery s vysokou molekulovou hmotností mají obvykle lepší pevnost v tahu, protože dlouhé polymerní řetězce poskytují větší zapletení a vyšší odolnost vůči stresu.
Distribuce molekulové hmotnosti (MWD): Širší MWD (rozsah molekulárních hmotností v polymeru) může zlepšit rovnováhu mezi pevností v tahu a prodloužením. Úzký MWD může mít za následek křehčí materiál s vyšší pevností v tahu, ale s nižším prodloužením.

4. Krystalinita polymerů
Stupeň krystalinity: PE i PP mají krystalické struktury, které přispívají k jejich pevnosti v tahu. Vyšší krystalinita obecně má za následek vyšší pevnost v tahu, ale k nižšímu prodloužení. Řízením rychlosti chlazení během vytlačování mohou výrobci ovlivnit krystalinitu polymerů. Pomalé chlazení vede k vyšší krystalinitě a lepší síle, zatímco rychlé chlazení vede k nižší krystalinitě a lepšímu prodloužení.
Amorfní oblasti: Množství amorfních (nekrystalických) oblastí v polymerech také ovlivňuje flexibilitu a prodloužení. Vyšší podíl amorfního materiálu obvykle vede k většímu prodloužení, ale ke snížení pevnosti v tahu.

5. Aditivy zpracování
Brealizátory a stabilizátory: Přísady, jako jsou změkčovače, mohou zlepšit flexibilitu a prodloužení, zatímco stabilizátory mohou zlepšit celkovou trvanlivost a odolnost vůči degradaci. Typ a koncentrace aditiv mohou ovlivnit mechanické vlastnosti filmu.
Splničky a výztuže: V některých případech se přidávají plniva (jako jsou minerály, skleněná vlákna nebo uhlíková černá), aby se zlepšila pevnost nebo odolnost proti UV. Přidání určitých plniv však může snížit prodloužení, protože mohou omezit schopnost polymeru natahovat.

6. Protahování a orientace během výroby
Molekulární orientace: rozsah, v jakém jsou řetězce polymeru zarovnány během procesu extruze, může významně ovlivnit pevnost a prodloužení v tahu. Filmy, které jsou orientovány (natažené) v jednom nebo více směrech během výroby, mají obvykle zvýšenou pevnost v tahu, ale mohou vykazovat snížené prodloužení ve směru orientace. Rovnováha mezi silou a prodloužením je velmi závislá na tom, jak je film orientován.
FLOWN FILMOVÝ PROCES: V případě foukaného filmového vytlačování může inflační proces (foukání vzduchu do extrudované filmové trubice) vyvolat biaxiální orientaci polymerních řetězců a zlepšit jak sílu, tak prodloužení. Stupeň orientace ve stroji a příčných směrech ovlivňuje konečné vlastnosti.

7. Tloušťka filmu
Tloušťka každé vrstvy: Tloušťka vrstev PE a PP ovlivňuje mechanické vlastnosti filmu. Silnější filmy mohou vykazovat větší sílu, zatímco tenčí filmy mohou nabídnout lepší flexibilitu a prodloužení. Celková tloušťka filmu musí být optimalizována na základě zamýšlené aplikace.
Rozložení tloušťky vrstvy: Pokud vrstvy nejsou rovnoměrně distribuovány, může to vést ke špatnému výkonu v pevnosti a prodloužení v tahu, protože jedna vrstva může dominovat, což způsobuje slabosti nebo nerovnováhu v celkovém filmu.

8. Teplota a vlhkost při skladování a používání
Podmínky prostředí: Pevnost v tahu a elongační vlastnosti PE/PP koextrudované filmy Může být ovlivněna expozicí extrémů teploty, vlhkostí nebo UV zářením v průběhu času. Prodloužená expozice teplu může film změkčit a snížit jeho pevnost v tahu, zatímco expozice chladným teplotám může zmenšit křehké a snižovat prodloužení.

9. Ošetření po exexstruzi
Tepelná a mechanická ošetření: Post-extruzní procesy, jako je nastavení tepla nebo korona, mohou také ovlivnit vlastnosti filmu. Nastavení tepla může zablokovat molekulární orientaci, což zvyšuje pevnost v tahu, zatímco ošetření korony může zlepšit povrchové vlastnosti pro tisk nebo adhezi, i když významně neovlivňuje mechanické vlastnosti objemového filmu.