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PLA薄膜及片材的加工注意事項

2014-6-20 16:07:31??????點(diǎn)擊:

    PLA會(huì )快速吸收周?chē)h(huán)境的水分,并且使用中的大多數問(wèn)題都是由干燥不充分造成的。因此,在加工PLA前必須對其進(jìn)行充分干燥。由于PLA是一種縮聚物,在熔融過(guò)程中即使存在微量水分也會(huì )引起聚合物降解,進(jìn)而降低聚合物分子量及機械性能。通常,PLA的干燥必須至少達到含水量在250ppm以下的水平。根據加工要求和樹(shù)脂品級的不同,PLA需要達到不同的干燥水平。PLA含水量在200ppm以下最好,因為這可以使熔體黏度更穩定。無(wú)定形級用于熱封薄膜的PLA樹(shù)脂需要在60℃下干燥4h,結晶級用于擠出片材和薄膜的PLA樹(shù)脂需在80℃下干燥4h。對于纖維紡絲級PLA,則需要更長(cháng)的停留時(shí)間和更高的溫度,以使樹(shù)脂水含量低于50ppm。像PET一樣,PLA也會(huì )結晶,所以在干燥機中干燥時(shí)不會(huì )結塊。

  由PLA薄膜制成的包裝袋

PLA薄膜能夠用通用的螺桿擠出,而使用特殊的低剪切螺桿會(huì )使產(chǎn)量更大。也就是說(shuō),使用短的低剪切PVC螺桿應該是最好的選擇。一般,聚烯烴螺桿的動(dòng)力不足,生產(chǎn)的產(chǎn)品性能不佳,因此盡量避免使用。PLA片材和發(fā)泡制品需要采用專(zhuān)用螺桿擠出。Xaloy開(kāi)發(fā)了一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的組合螺桿,特別適用于加工PLA片材和發(fā)泡制品。此外,一種專(zhuān)為PLA發(fā)泡制品設計的特殊增強螺桿也被開(kāi)發(fā)出來(lái)。該螺桿的混料段和模頭前的靜態(tài)混料器可使熔體的混合更加均勻。需要強調的是,擠出系統的溫度必須得到精密控制,因為發(fā)生過(guò)熱將會(huì )對PLA的加工造成致命的影響。

PLA薄膜的加工成本很大一部分消耗在邊角廢料上。取向薄膜生產(chǎn)商通常不能直接回收利用邊角廢料,然而這些廢料可被重新造粒而應用在要求較低的應用場(chǎng)合。熱成型片材廢料可被制成粒料而得到重新使用,但是必須保證切粒機切刀與篩網(wǎng)距離恒定,從而不至于使薄片過(guò)熱而發(fā)生降解或者熔融。

PLA片材

纏繞和收卷設備需要重新調整,料斗也需要增強以處理更大的重量。PLA的密度為1.24g/cm3,比PET (1.33)輕,但是比PP(0.90)和PS(1.04)要重。這意味著(zhù)同樣大小的PLA薄膜收卷輥要比OPP和PS承受更大的重量,同時(shí)由于PLA比OPP更致密,使得冷卻輥對于同樣厚的片材需要帶走更多的熱量。冷卻通常是生物聚合物應用的一大障礙,因為生物聚合物的導熱能力只有PS或者PP的30%~40%。

PLA的黏度對溫度和濕度非常敏感,所以PLA有拉伸和不均勻松弛的傾向。PLA從熔體到固體時(shí)會(huì )收縮9%,密度從1.13g/ cm3增至1.24g/cm3。如果3個(gè)冷卻輥以同樣的速度運行,那么收縮會(huì )產(chǎn)生一定的張力。為釋放這種張力,建議在溫度最低的冷卻輥上使用聯(lián)軸器并使其變速運行。

雖然PLA非雙軸取向薄膜生產(chǎn)線(xiàn)已被開(kāi)發(fā)出來(lái),不過(guò)現在PLA薄膜多采用改進(jìn)的BOPET生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)生產(chǎn)。因為這兩種材料的縱向及橫向拉伸比相近(都為3.5:1),而且PET加工設備也具有干燥能力。PLA也能夠用BOPS薄膜設備進(jìn)行生產(chǎn),其典型的縱向拉伸比為2:1、橫向拉伸比為4.5:1。PLA與PP不同,PP的縱向拉伸比為5:1、橫向拉伸比為10:1,因此BOPP薄膜生產(chǎn)線(xiàn)不適于PLA薄膜的生產(chǎn)。此外,PLA的Tg較低(135~140℃),并具有很高的拉伸模量以及不同尋常的重疊性能。對此,加工商在PLA的片材加工中需要特別加以注意。

 

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