Екструзія видувної плівки

Екструзія видувної плівки

Міністерство освіти і науки України

Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»

Звіт

виробничої практики

На тему: «Екструзія видувної плівки»

Підготувала:

Студентка ІХФ гр. ЛП-71

Кричковська Л.А.

Прийняв:

Шредер В.Л.

Затвердив:

Гончаренко Г.В.

КИЇВ 2010

Зміст

1.Історія заводу

2.Маркетинг Укрпластика

3.Асортимент продукції

4.Плівкотвірні полімерні матеріали

-Поліолефіни

- Вінілові полімери

5. Виробництво плівок екструзією

-Екструзія рукавної плівки

-Основи виробництва видувної плівки

-Перелік попереджувальних заходів

-Полімер, аддитиви і рециклінг

-Приводи екструдера

-Нагрівачі і система контролю екструдера

-Охолодження екструдера

6. Екструзійні голівки і система подачі повітря

7. Що таке задовільний обсяг виробництва

-Підтримка обсягу виробництва

-Дефекти рулону і плівки

-Як розв'язати проблему з блокуванням

-Тенденція до утворення тріщин

8. Складання рукава

9. Система контролю товщини плівок

10. Екологічні і гігієнічні аспекти виробництв заводу

11. Екологічні і гігіенічні характеристики ОПП плівок

12.Техніка безпеки

1. Історія заводу

УКРПЛАСТИК є традиційним постачальником гнучких пакувальних матеріалів для підприємств усіх галузей харчової промисловості, а також тютюнової, косметичної і фармацевтичної промисловостей.

Заснований у 1932 році як підприємство лісотехнічного і тарного профілю УКРПЛАСТИК проходячи складні шляхи реконструкції і відновлення технологій, займав лідируючі позиції в області виробництва гнучких пакувальних матеріалів. Після реконструкції 1972-1973 років УКРПЛАСТИК освоїв масове виробництво поліетиленових плівок, обсяг випуску яких складав 25 тис. тонн у рік. У рамках виконання комплексної програми створення виробництва сучасних пакувальних матеріалів на протязі 1994-2002 років УКРПЛАСТИК упровадив сучасне високопродуктивне устаткування ведучих машинобудівних фірм Англії, Німеччини, Франції й Італії, що дозволяє випускати різноманітний асортимент пакувальних матеріалів:

* 1994 рік - освоєне унікальне виробництво багатошарових двовісноорієнтованих поліпропіленових плівок для харчової і тютюнової промоисловостей;

* 1997 рік - введено у дію устаткування для флексографічного друку і виробництва багатошарових комбінованих матеріалів;

* 1999 рік - введені в лад додаткові потужності по виробництву багатошарових комбінованих матеріалів;

* 2000 рік - введені в лад додаткові потужності по флексографічному друку;

* 2001 рік - освоєно унікальне виробництво п'ятишарових соекструзійних полімерних плівок;

* 2001 рік - введена у лад ділянка по виробництву термозварних липких етикеток;

* 2002 рік - введена у лад ділянка по виробництву пакетів типу "Дой-Пак"

* 2002 рік - вводиться в лад лінія по виготовленню друкованих циліндрів ротогравюрного друку;

* 2002 рік - вводиться в лад лінія ротогравюрноого друку.

УКРПЛАСТИК сьогодні - ведучий виробник гнучких пакувальних матеріалів, лідерство якого забезпечується:

* замкнутим циклом виробництва пакувальних матеріалів - від гранул до пакувальних матеріалів у рулонах і готових пакетах;

* застосуванням високоякісної сировини ведучих світових виробників одержання продукції високої якості;

* створенням і макетуванням майбутнього упакування в нашій дизайні-студії;

* постійним відновленням асортименту продукції, що випускається;

* контролем якості на всіх етапах виробництва;

* орієнтуванням нашої політики якості на задоволення чекань клієнта;

* співробітництвом, заснованим на принципах партнерських відносин.

2. Маркетинг Укрпластика

Сьогодні Укрпластик один з деяких комплексних (від виготовлення плівки до її декорування і печатки) виробників вітчизняних гнучких пакувальних матеріалів, що у цих нелегких умовах намагається конкурувати на внутрішньому ринку з такими транснаціональними компаніями, як "ExxonMobil'', "HoechstTrespaphan", "TetraPack", "Mitsui", "AlliedSignal" і ін. Така конкуренція була б узагалі неможливої без ідеології маркетингу Укрпластика, ціль якої максимальне задоволення індивідуальних запитів кожного покупця.

Реалізація цієї ідеології досягається за допомогою:

* прагнення оперативно виконати будь-які запити споживачів;

* комплексного вивчення ситуації на ринку, формуванням ринкової стратегії і вибором напрямку розвитку;

* постійного відновлення асортименту продукції, що випускається;

* підтримки високої якості пакувальних матеріалів, що випускаються;

* заходів щодо зниження можливого ризику і втрат;

* надання технічної і технологічної допомоги, своєчасними і стабільними постачаннями, сервісним обслуговуванням, підтримкою ресурсами.

Прагнення оперативно виконати будь-які запити споживачів -- це мета і базис для розвитку Укрпластика. Менеджери, що безпосередньо працюють з потенційними споживачами продукції підприємства, вивчають запити покупців, властивості продукції, що упаковується, вимоги до упакування, умови пакувального процесу, параметри пакувального устаткування, пропонують споживачам різні типи плівок, що випускаються, і варіанти поліграфічного оформлення. Старші менеджери, закріплені за визначеною асортиментною групою, координують збут, виробництво, ініціюють спрямованість маркетингових досліджень і реклами, аналізують ринкову ситуацію, готують пропозиції по розвитку своєї асортиментної групи, генерують пропозиції й ідеї, на основі яких розробляється нова продукція. Після чого. робиться попередній добір найбільш перспективних пропозицій, а також готуються проекти і плани заходів щодо розвитку.

Комплексне вивчення ситуації па ринку, формування ринкової стратегії -- визначають найбільш ефективний напрямок розвитку Укрпластика.

Інформація про стан ринку активно збирається всіма доступними методами, безупинно накопичується і постійно переперевіряється.

Основні відомості (приблизно 30-40%) надходять від споживачів продукції і потенційних клієнтів. Особлива увага приділяється запитам великих споживачів і експортерів продукції Укрпластика. Ці ведучі споживачі (Кока-Кола, Крафт-Фудз, СК "Джонсон", Нестле, Марс і ін.), як правило, задають тон і раніш інших використовують в Україні передові технології й устаткування для пакування.

Іншим джерелом інформації, є вивчення аналогічної продукції і діяльності інших виробників. До активного пошуку, перебуванню і нагромадженню нової інформації залучаються як різні служби підприємства, так і фахівці сторонніх організацій, дистриб'ютори і потенційні покупці.

Підприємство з залученням спеціалізованих науково-дослідних організацій підбирає вихідні матеріали і сировину, що контактують з різною продукцією (у першу чергу з харчовою). Систематично здійснюються токсикологічні і санітарно-гігієнічні дослідження вихідної сировини і матеріалів, виготовлених пакувальних виробів, установлення термінів придатності харчової продукції, упакованої в розроблені матеріали і т.д. Багато в чому завдяки таким підходам підприємством у числі перших в Україні освоєний ряд новітніх технологій, використовуваних у виробництві плівок, ламінатів і гнучких пакувальних матеріалів.

Розробка й освоєння виробництва нової продукції -- один із пріоритетних напрямків діяльності Укрпластика.

Керування процесом розробки нової продукції в Укрпластике звичайно передбачає контроль виконання окремих стадій: бізнес-аналіз; розробку прототипу товару; пробний маркетинг і іспити в ринкових умовах; різноманітний пошук необхідної сировини і напівфабрикатів, устаткування, лабораторних приладів; дослідно-технологічні, проектні і дослідницькі роботи; навчання персоналу; монтажні і пуско-наладочні роботи; випуск досвідчених і дослідно-промислових партій нової продукції; освоєння промислового виробництва; проведення рекламних заходів; організації збуту.

Системний підхід, прийнятий в Укрпластике, дозволив розробити за останні два роки різні категорії нової продукції:

* модифіковані матеріали, що раніше випускаються, для нових споживачів (соекструзійні багатошарові плівки для майонезу, солі, молочних і інших харчових продуктів, синтетичних миючих засобів, предметів особистої гігієни, плівки на основі поліолефінів для ламінації й ін.);

* нові пакувальні матеріали для поглиблення і розширення сегмента ринку, де підприємство раніше вже активно було присутнє (ламінаті для сиру, сирків, вершкової олії, сухого молока й ін.);

* пакувальні матеріали нової асортиментної групи, упроваджені з метою освоєння нових сегментів ринку (комбіновані матеріали і ламінати для кондитерських виробів, м'яса, риби, птиці, кетчупа, соусу, дитячого харчування, кави, какао, чаю, харчових концентратів, товарів побутової хімії і т.п.);

* плівкові матеріали раніше невідомі вітчизняному споживачу для створення принципово нових сегментів ринку.

До останнього можна віднесли розроблені Укрпластиком у 1999 р. і освоєні вперше серед країн Східної Європи полімерні плівки з "твіст-ефектом", під торговою маркою "ТВІСПАН™". Підтримка високої якості пакувальних матеріалів. Якість забезпечується цілеспрямованим впровадженням в Укрпластику системи керування якістю, згідно ISO 9001-95. Особлива увага при цьому звертається на наступне:

* кваліфікована робота внутрішніх аудиторів системи якості, компетентність яких підтверджена посвідченнями;

* відповідність готової продукції всім нормам і показникам стандартів, оперативний зворотний зв'язок між підприємством і споживачами;

* бездоганна технічна і технологічна документація;

* висока якість вихідної сировини і напівфабрикатів, підтверджувана вхідним контролем;

* надійність і відтворюваність всіх елементів технологічного процесу. дотримання норм. передбачених у регламенті виробництва й інших технологічних документів;

* використання новітніх методів аналізу і контролю, автоматизованих і компьютеризованных контрольно-вимірювальних приладів;

* постійне тестування установних серій нової продукції в потенційних споживачів;

* добровільна атестація і незалежна експертиза якості продукції, що випускається.

Заходи щодо зниження можливого ризику і втрат -- дозволяють позбавити споживачів продукції від матеріальних і фінансових втрат, особливо у випадку застосування нових матеріалів.

Вони передбачають установлення, за бажанням споживача, особливих вимог на матеріали, що поставляються, перевищуючі показники діючих стандартів. Для тестування на устаткуванні споживача (у т.ч. за участю фахівців Укрпластика) надаються різні зразки пакувальних матеріалів, що дозволяють визначити найбільше оптимальний варіант по співвідношенню: ефективність / витрати. Замовнику на пільгових умовах можуть передаватися установні партії плівок для розширених промислових іспитів і випуску досвідчених і дослідно-промислових партій упакованої продукції. Усілякі знижки надаються на етапі освоєння промислового виробництва й у процесі освоєння нових видів пакувальних матеріалів. Нарешті, споживачам гарантуються своєчасні і стабільні постачання пакувальних матеріалів, для чого на підприємстві маються страхові запаси сировини і додаткові виробничі потужності, здійснюється підтримка споживача ресурсами.

Надання технічної і технологічної допомоги включає цілий комплекс заходів, починаючи з надання замовнику транспортних послуг. Споживачу надається інформація і нормативна документація, що полегшує використання пакувальних матеріалів: норми витрати, інструкції з застосування, дані по термінах придатності упакованих продуктів, режимам переробки і т.п. Проводяться консультації з виїздом на місце фахівців Укрпластика, виявляється допомога в правильному виборі і налагодженні устаткування, даються рекомендації з модернізації окремих вузлів пакувальних машин. Усе це створює режим найбільшого сприяння, дозволяє забезпечити тривале взаємовигідне співробітництво між Укрпластиком і його партнерами.

3.Асортимент продукції

Сучасні технології, освоєні на підприємстві останнім часом, дозволяють виготовляти соекструзійні матеріали, ламінати на основі фольги, паперу, полімерів, плівки з твістом-ефектом, біаксіально орієнтовані плівки, липкі пакувальні засоби, вакуумні пакети і пакети типу «Дой-Пак», виконувати металізацію, міжшаровий друк, 8-и колірний флексографічний друк, розробляти дизайн паковання, проводити еталонно-цифровий контроль якості друку, комплекси для виготовлення форм ротогравюрного і флексографічного друку. Ще більш нові технології планується освоїти в найближчі 2-3 роки.

Найбільш високий рейтинг зараз мають полімерні плівки, комбіновані матеріали типу полімер-папір і ламінати. Ці матеріали зараз витісняють крейдований папір, пергамент, підпергамент, підгортку з фольги, парафінованого паперу і т.п.

ВАТ «Укрпластик» здійснює виробництво сучасних матеріалів, що по своїх характеристиках не уступають, а по ряду показників і перевершують такі імпортні обгортальні матеріали як «Хайкор», «Твіст-лайн», «Поліфан» і ін.

Кожен вид автомата для загортання оптимально експлуатується на своєму типі плівки, усупереч сформованій зараз моді на той чи інший імпортний матеріал. Для загортання цукерок, карамелі, іриса в «перекрутку» заводом розроблений і випускається комбінований матеріал на основі поліпропіленової (ПП) плівки і парафінованого папера. Міжшаровий друк виключає відшарування фарби і втрату зовнішнього вигляду етикетки. Шар із ПП плівки забезпечує волого непроникність матеріалу, а металізація поліпшує зовнішній вигляд і захищає продукт від проникнення сонячних променів. Парафінований папір виключає прожирювання етикетки і дає можливість загортати також гарячі вироби, як це відбувається при виробництві іриса. Прекрасна властивість зберігати «твіст-ефект» дозволяє знизити втрати етикеточної продукції у виробництві з нормативних 2,5% до 0,5. Також виготовляється ПП-плівка, каширована алюмінієвою фольгою. Використання цього матеріалу можливо практично на будь-яких пакувальних машинах.

Підприємством виробляється фольга алюмінієва комбінована з парафінованим папером. Цей матеріал має ряд переваг перед традиційно використовуваними. Так при загортці цукерок на машинах типу EL-5 і EF різко зменшуються утрати загорткових матеріалів, поліпшується якість загортки, виключається прожирювання етикетки при загортці цукерок глазурованих шоколадом і жировою глазур'ю. Застосування даного матеріалу при загортці карамелі на машинах типу EL-2, EA-2 дозволило збільшити продуктивність машини, усунуло прилипання карамелі до етикетки, що іноді зустрічається при використанні звичайної паперової етикетки з підгорткою.

ВАТ «Укрпластик» також виготовляє плівки з «твістом-ефектом», що можуть з успіхом замінити не тільки плівки «Хайкор», «Поліфан», «Твіст-лайн», але і ПВХ-плівки.

.Зараз Укрпластик випускає полімерні плівки і гнучкі пакувальні матеріали для паковання молочних, м'ясних, рибних продуктів, кондитерських і хлібобулочних виробів, а також продукції тютюнової, хімічної і фармацевтичної промисловості. Основні ринки збуту не тільки Україна, але і Росія, країни Балтії, Білорусія, Казахстан і ін. Серед постійних покупців підприємства більш 300 вітчизняних і 40 закордонних підприємств, у тому числі українські підрозділи Coca-Cola, Kraft Foods, Johnson & Johnson, Nestle і ін.

Більшість своєї продукції Укрпластик робить під власними захищеними торговими марками:

BIPAN ® - двовісноорієнтовані поліпропіленові плівки

TWISPAN ® - полімерні плівки з "твіст ефектом"

VIPAN ® - багатошарові соекструзійні полімерні плівки

SOLAN ® - багатошарові комбіновані матеріали що не мають у структурі алюмінієвої фольги

ALPAN® - багатошарові комбіновані матеріали, у структурі яких використовується алюмінієва фольга

Крім цього, на підприємстві випускаються:

- Пакувальні ПЕ-плівки

- Липкі етикетки для маркірування продукції

- Кришки-платинки і рулонні матеріали для закупорювання полімерних стаканчиків і баночок

- Плоскі вакуумні пакети і стоячі пакети типу "Дой-Пак"

Сімейство плівок, що випускаються під торговою маркою BIPAN ®, містить у собі прозорі, білі-перламутрові, металізовані, етикетувальні, тютюнові й інші плівки. Етикетки з цих плівок використовуються найбільшими українськими виробниками пива і мінеральної води: («Оболонь», «Кока-кола», «Сармата» і іншими). Плівки BIPAN ® застосовуються також багатьма виробниками морозива, тютюнових, макаронних і кондитерських виробів, харчових концентратів, чаю, кави, спецій, горішків, чіпсів, снеків, сигарет, вати, бинтів і інших товарів.

У плівкових і комбінованих матеріалах Укрпластика VIPAN ®, SOLAN ®, ALPAN ®, молокопереробна галузь України сьогодні пакує більш 40% молока і понад 30 % всіх інших молочних продуктів: кефіру, ряжанки, вершків, кисляку, сметани, вершкового масла, сиру, сирків.

Кондитерським підприємствам знайомі ламінати SOLAN ® і плівки з твіст-ефектом TWISPAN ®. В ці плівки пакуються печиво, вафлі, крекер, карамель, цукерки й інші вироби.

Той рік на Укрпластику освоєне виробництво п'ятишарової бар'єрної плівки VIPAN ®. Її використання значно збільшує терміни збереження м'яса, сиру, риби та інших продуктів які швидко псуються. Введені потужності можуть цілком задовольнити потреби не лише українських, але і закордонних виробників харчових продуктів.

На початку нинішнього року Укрпластик приступив до виробництва плоских вакуумних пакетів і стоячих пакетів типу «Дой-Пак», у т.ч. із зіп-застібкою для м'ясних і рибних виробів, майонезу, кетчупу, сиру й інших продуктів.

На підприємстві освоюється виробництво плівок і ламінатів з використанням безстикової печатки і липких («холодно зварних») клеїв.

Бурхливий розвиток пакування породжує проблему її утилізації. Тому, прагнучи розширювати асортимент і випускати якісну продукцію, на Укрпластику не забувають і про екологічні аспекти. При виборі компонентів і розробці рецептур пакувальних матеріалів робиться все, щоб упаковка з них не створювала проблем при утилізації використаного упакування. Давно відмовилися на підприємстві від застосування у виробництві плівок полівінілхлориду (ПВХ) і полівінілденхлорида (ПВДХ), тому що при їхній утилізації в навколишнє середовище виділяються небезпечні хімічні продукти і серед них надзвичайно канцерогенна речовина - діоксин.

Матеріали ВАТ «Укрпластик» відповідають усім сучасним санітарно-гігієнічним нормам, виготовляються з високоякісної сировини, мають вітчизняні і закордонні сертифікати відповідності. При нанесенні зображення на пакувальну плівку, широко застосовується міжшаровий тип друку, при якому фарба знаходиться усередині між шарами плівки, не стикається з продуктами, а залишковий запах фарби цілком відсутній. Залишковий запах також відсутній у матеріалів, видрукуваних на Укрпластику Уф-фарбами і фарбами на водяній основі.

4. Плівкотвірні полімерні матеріали

Поліолефіни

Поліолефини нині є одними з найбільш поширених великотоннажних полімерів, що випускаються в нашій країні, і є дуже значним класом термопластів універсального призначення. Але найбільш важливі вони для отримання плівок, особливо поліетилен низької і високої щільності і поліпропілен. Роботи в області хімії і технології поліолефінов ведуться по двох напрямах. Перший - розробка високопродуктивних великотоннажних процесів полімеризації етилену і пропілену з використанням високоефективних каталізаторів. Другий - модифікування по-лиэтилена і поліпропілену за рахунок введення мінеральних і полімерних наповнювачів, металли-зацией і так далі і створення нових полиолефинов і сополімерів на основі етилену і інших олефинов, що мають гнучкість, морозостійкість, стійкістю до розтріскування під навантаженням і так далі

Полімери етилену - із зміненими експлуатаційними властивостями і отримані за досконалішою технологією - в осяжному майбутньому залишаться найбільш важливим плівкотвірним полімерним матеріалом. Цьому сприяє доступність і дешевизна мономерів, а також досягнутий високий технічний і технологічний рівень установок полімеризацій, на яких з прийнятними витратами постійно впроваджуються в масове виробництво вдосконалені марки.

У цьому розділі розглянуті наступні поліолефіни: поліетилен низького і високого тиску, поліпропілен і сополімери, а також сополімери етилену з вінілацетатом. Поліетилени низького і високого тиску розглянуті окремо, хоча нині існує широкий спектр полімерних матеріалів, отриманих сополімеризацією етилену з невеликою кількістю інших олефинов, таких як бутен-1 або змішенням поліетиленів високого і низького тиску (поліетилен середньої щільності).

Поліетилен отримують в реакторах автоклавного або трубчастого типу. Полімеризація етилену в більшості промислових процесів йде при тиску від 100 до 300 МПа і температурі від 100 до 300 ° C . При температурі вище 300 ° C починається деструкція полімеру. В процесі виробництва етилен ретельно очищають і пропускають над каталізатором з відновленої міді для видалення слідів кисню. Після чого в нього вводять певну кількість кисню, необхідне в якості ініціатора. Потім гази стискують в багатостадійних компресорах і за допомогою спеціального компресора закачують в реакційний апарат автоклавного або трубчастого типу, де і відбувається процес полімеризації, що супроводжується виділенням значної кількості теплоти. В процесі полімеризації забезпечується ретельний контроль концентрації каталізатора, температури і тиску. Етилен, що не прореагував, відділяють від розплаву полімеру і повертають в реактор. Далі полімер екструдують у вигляді безперервних джгутів, охолоджують і нарізують на гранули. Плівкові марки зазвичай піддають додатковій гомогенізації в змішувачі.

У поліетилені з високою молекулярною масою набрякання менше. Деякі полярні органічні речовини можуть викликати поверхневе розтріскування поліетилену низького тиску (ПЕНТ). Це явище може бути викликане хімічними речовинами, які зазвичай не розчиняють поліетилен. Проте за наявності напруги ті ж самі речовини викликають поверхневі тріщини або навіть повне руйнування матеріалу. Типовими реагентами, що викликають розтріскування, являються миючі засоби, деякі ефірні, рослинні олії, бензальдегид і нітробензол. Розтріскування може бути зменшене за рахунок використання високомолекулярних марок поліетилену. Застосування відповідних добавок дозволяє отримувати на основі поліетилену низької щільності плівки з високим ковзанням і низькою слипаемостью. Плівка не має запаху і смаку, що дозволяє використовувати її як пакувальний матеріал для харчових продуктів.

Лінійний поліетилен низької густини (ЛПЕНГ) використовують і для отримання плівки, що розтягується (стрейч). Проте плівки, що розтягуються, з ЛПЕНГ мають меншу в порівнянні з плівками ПВХ клейкість. Одним з шляхів вирішення цієї проблеми є введення в полімер добавок, що збільшують клейкість. Інший шлях - надання поверхні плівки шорсткості механічним шляхом. ЛПЕНГ застосовують також при виготовленні багатошарових плівок в якості одного з шарів, що дозволяє понизити їх загальну товщину.

Поліетилен низького тиску.(ПЕНТ)

На початку 50-х років професор Циглер, вивчаючи металоорганічні сполуки, відкрив каталізатори, які дозволяли проводити полімеризацію етилену при тиску близькому до атмосферного. Приблизно в той же час в США фірмами Phillips Petroleum і Standard Oil були розроблені інші два методи низького тиску. Ці відкриття були важливі не лише через застосування іншого методу, але і тому, що отримувані продукти за своїми властивостями істотно відрізнялися від звичайного поліетилену.

Поліетилен низького тиску (високої щільності) отримують полімеризацією етилену при тиску, близькому до атмосферного, на комплексних металоорганічних каталізаторах методом, що суспензує або газофазним.

У першому використовують частково відновлений оксид хрому, нанесений на алюмосилікат або оксид нікелю на активованому вугіллі в якості каталізаторів. Каталітична система суспензована в рідкому вуглеводні, через який пропускають газоподібний етилен. Тиск близько 3,5-4 атмосфер, температура 50-75 ° C. Полімер, що утворився, випадає у вигляді зернистого порошку. Отриману суспензію перемішують до тих пір, поки її в'язкість не стане настільки висока, що перешкоджатиме ефективному диспергуванню. Потім суміш проходить стадії виділення полімеру і регенерації розчинника. В цілому процес складається із стадії дезактивації каталізатора, його розкладання і видалення, регенерації розчинника, сушки, екструзії і грануляції полімеру.

Поліетилен, що отримується суспензійним методом, випускають без добавок (базові марки) і у вигляді композицій на їх основі із стабілізаторами, барвниками і іншими добавками. Поліетилен, що отримується газофазним методом, випускають у вигляді композицій із стабілізаторами. Базові марки роблять вищого, першого і другого сорту. ГОСТ 16338-85 встановлює наступні марки поліетилену високої щільності

Властивості плівок з поліетилену низького тиску. Плівки на основі поліетилену низького тиску жорсткіші, міцніші, менш воскоподібні на дотик в порівнянні з плівками з поліетилену високого тиску. Вони можуть бути отримані методом екструзії рукава з роздуванням або екструзією плоского рукава. Проте при рукавній екструзії отримана плівка мутніша і напівпрозора.

Температура розм'якшення у ПЕНТ вище чим у ПЕВТ (121 ° C), тому він витримує стерилізацію парою. Морозостійкість приблизно така ж, як і у ПЭВД.

Міцність при розтягуванні і стискуванні вища, ніж у ПЭВД, а опір удару і раздиру нижчий. Із-за лінійної структури макромолекули ПЭНД орієнтуються у напрямі течії, тому опір раздиру в подовжньому напрямі плівок значно нижчий, ніж в поперечному напрямі.

Проникність ПЕНТ нижча, ніж у ПЕВТ, приблизно в 5-6 разів, і він є прекрасною перешкодою волозі.

По хімічній стійкості ПЕНТ також перевершує ПЕВТ, особливо по стійкості до масел і жирів.

Із збільшенням щільності розчинність в органічних розчинниках зменшується, як і проникність по відношенню до розчинників.

ПЕНТ схильний до розтріскування під дією середовища, як і ПЕВТ, але цей ефект може бути зменшений з використанням високомолекулярних марок, у яких цей недолік відсутній.

Поліпропілен.

Починаючи з середини 60-х років, інтерес до поліпропілену стійко росте у всьому світі. Він обумовлений, з одного боку, сприятливим поєднанням фізичних, хімічних, термічних і електричних властивостей і хорошою перерабатываемостью полімеру, а з іншого боку - доступною і стабільною сировинною базою, дешевшою, ніж етилен або стирол. Усе це забезпечує поліпропілену міцне і конкурентоздатне положення на світовому ринку взагалі і на російському зокрема. Нині до 70% поліпропілену у всьому світі переробляється в литні, термоформовочные вироби і волокно. Решта кількості доводиться на экструдированые вироби і плівку.

Поліпропіленові орієнтовані і співекструдовані плівки успішно витісняють целофан, неорієнтовані конкурують з ПЕВТ і полівінілхлоридом (ПВХ). Плівки, отримані плоскощелевой екструзією і неорієнтовані раздувные широко застосовуються в різних областях упаковки. Це обумовлено головним чином прекрасною прозорістю в порівнянні з плівками з ПЕВТ у поєднанні з чудовою зварюваністю на пакувальних машинах.

Поліпропілен і його сополімери (ГОСТ 26996 - 86) отримують сополімеризацією пропілену і етилену у присутності металлорганических каталізаторів. Поліпропілен відрізняється вищою температурою плавлення, ніж поліетилен, хімічною стійкістю, водостійкістю. Проте поліпропілен чутливий до дії кисню і сильних окисників. Поліпропілен випускається у вигляді композиції із стабілізаторами, барвниками і іншими добавками.

Позначення поліпропілену і композицій на його основі складається з назви матеріалу "поліпропілен" або "сополімер" і п'яти цифр. Перша цифра 2 або 0 вказує на те, що процес полімеризації протікає на комплексних металоорганічних каталізаторах при низькому або середньому тиску відповідно. Друга цифра вказує вид матеріалу : 1 - поліпропілен, 2 - сополімер пропілену. Три наступні цифри означають десятиразове значення показника плинності розплаву. Далі через тире вказують номер рецептури стабілізації. Далі сорт полімеру і позначення стандарту ГОСТ 26996 - 86.

Плівки з поліпропілену. Поліпропіленова плівка може бути отримана екструзією з роздуванням або екструзією через плоску щілину з поливом на барабан або охолодженням у водяній ванні.

Поливна плівка. Поліпропіленова плівка, отримана цим методом, має хорошу прозорість і блиск, але із зростанням товщини швидкість охолодження полотна зменшується. Це призводить до зростання сферолітів і помутнінню плівки.

Руйнівна напруга при розтягуванні полипропиленовых плівок, отриманих методом плоскощільової екструзії, в два рази вище, ніж у плівок з ПЕВТ, а опір розриву в два рази нижче. Відносне подовження при розриві цих плівок високе, тому вони можуть бути піддані холодному витягу. Одним з недоліків цих плівок є низький опір удару при температурах нижче 0 ° C . Проникність плівок, отриманих плоскощелевой екструзією, вище, ніж у плівок ПЕНТ, але значно нижче, ніж у плівок з ПЕВТ. Хімічна стійкість поліпропілену висока, особливо по відношенню до масел і жирів, і перевершує стійкість поліетилену. Також поліпропілен не піддається розтріскуванню під дією зовнішнього середовища.

Двухосноорієнтовні плівки. Подібні плівки отримують методом плоскощільової екструзії з наступним витягом одночасно в подовжньому і поперечному напрямі. Можливість орієнтування плівки одночасно в двох напрямах дозволяє створювати матеріали з широким спектром властивостей. Плівки з однаковою орієнтацією в двох напрямах мають приблизно рівну поперечну і подовжню міцність, яка перевищує міцність поливних полипропиленовых плівок в чотири рази. Опір початковому раздиру у подібних плівок великий, а самому раздиру дуже низьке. При розриві відносне подовження двухосорієнтовних дуже мале, оскільки при орієнтуванні досягається практично повний витяг матеріалу плівки.

Рукавна плівка з поліпропілену. Раздувні поліпропіленові плівки, що мають високу прозорість, були розроблені в якості альтернативи плівкам з целофану для різного роду упаковки. Їх міцність не така висока в порівнянні з двухосноориетированными полипропиленовыми плівками. Проте для деяких упаковок це є перевагою, оскільки полегшується їх розкриття. Паропроникність таких плівок вище, що важливо, наприклад, для упаковки хліба і зелені.

Плівки на основі севилена можуть бути отримані екструзією з роздуванням або екструзією через плоскощільову голівку. Плівки, отримані плоскощільовою екструзією, мають велику прозорість, але меншу міцність в порівнянні з раздувними.

З севилена виготовляються "стрейч" плівки, що розтягуються, плівки для теплиць, гнучких завіс для проходів і так далі.

Властивості севиленовых плівок міняються залежно від відсоткового вмісту вінілацетата в полімері. В порівнянні з плівками з поліетилену високого тиску сэвилен має нижчу температуру зварювання. Більший опір проколу. Велику еластичність і вищу стійкість до розтріскування під дією довкілля. Підвищені газо- і паропроникність, велику стійкість до вигину, кращі властивості при низькій температурі, велику клейкість. Можуть зварюватися струмами високої частоти. Фізіологічно нешкідливі.

Вінілові полімери

Сімейство вінілових полімерів отримують полімеризацією деяких заміщених этиленов. Заміщеним є тільки один з атомів водню на інший атом або групу атомів, таких як ацетатна група у разі винилацетата. Ацетатна група служить, свого роду внутрішнім пластифікатором. Заміщення призводить в цілому до підвищення фізико-механичних властивостей полімерів.

Полівінілхлорид.

Полівінілхлорид (ПВХ) є продуктом полімеризації вінілхлорида. У промисловості полімеризація робиться суспензійним, блоковим і емульсивним методом. Найпоширенішим є суспензійний метод. Вінілхлорид змішують з водою, в яку додають емульгатор, наприклад метилцелюлозу, желатин або полівініловый спирт. Вода забезпечує розсіювання тепла, що утворюється в ході полімеризації. Реакція ініціюється каталізатором, який розчиняється у

вінілхлориді, але не розчиняється у воді. В якості каталізаторів можуть бути використані пероксиди бензолу або лаурила. Суміш інтенсивно перемішують, щоб добитися каплеподібної суспензії. Полімеризація триває від шести годин до діб. Полімер, що утворився, осідає у воді у вигляді шламу. Потім суміш подають в десорбуючу збірку для видалення винилхлорида, що не прореагував, фільтрують і сушать в сушарці, що безперервно обертається.

ПВХ може бути перероблений в плівку методом екструзії з роздуванням або плоскощільової екструзії. Ці процеси широко використовуються для виготовлення тонких непластифікованих або слабо пластифікованих плівок. Однією з труднощів, пов'язаних з переробкою ПВХ, є його термічна нестабільність і корозійна активність у поєднанні з високою в'язкістю розплаву. В'язкість розплаву полістиролу або поліолефінів може бути знижена при підвищенні температури переробки, але для ПВХ цей метод не підходить, оскільки він починає дуже швидко розкладатися. Головка екструзії для переробки ПВХ має бути сконструйована так, щоб по можливості уникнути зон застою розплаву.

Непластифіковані плівки отримують з введенням стабілізатора. Ефективні стабілізатори дозволяють отримати прозорі і блискучі плівки. Плівка виходить жорсткою і має високу міцність при розтягуванні. Паропроникність у ПВХ вище, ніж у поліолефінів, а газопроникність нижча. Тому ПВХ плівки служать хорошим захистом від окислення масел і жирів. Плівки з непластифікованого ПВХ мають чудову стійкість до масел, жирів, кислот і лугів. Проте вона набрякає в хлорованих вуглеводнях і кетонах. Також плівки мають невелику схильність до злипання.

Полівінілденхлорид .

Полівинілденхлорид (ПВДХ) є продуктом сополімеризації вінілхлорида і вінілденхлорида. ПВДХ плівка може бути отримана методом екструзії з роздуванням рукава або плоскощільовою екструзією з поливом на охолоджуваний барабан. При отриманні орієнтованих плівок прийнятніше використовувати перший метод.

Мінімальна кристалічність забезпечує хорошу розтяжність ПВДХ плівок. Тому для запобігання зростанню кристалів в полімері при плоскощільовій екструзії, плівку необхідно різко охолоджувати у водяній ванні або поливом на барабан. Швидкість кристалізації ПВДХ при кімнатній температурі досить висока. Внаслідок цього плівку, отриману плоскощільовою екструзією необхідно відразу ж орієнтувати.

Для отримання двухосноорієнтовочних плівок прийнятніше використовувати екструзію з роздуванням рукава. Оскільки при цьому можна отримати плівку з рівною орієнтацією в подовжньому і поперечному напрямі.

Орієнтована ПВДХ плівка прозора і має хороші характеристики міцності. Температура зварювання складає 120 ? 160 ° C . Але нестійка при тривалому нагріві до температур вище 60 ° C Плівка має високий опір раздиру, але на пакувальному устаткуванні переробляється досить важко із-за своєї м'якості.

ПВДХ плівки мають прекрасні бар'єрні властивості навіть при відносно малій товщині. Тому її доцільно використовувати як одного з шарів в співекструдованих плівках. Також ПВДХ широко використовується для покриття паперу, целофану, поліпропілену та ін., але це вимагає додаткової технологічної операції, виключеної при соэкструзії.

5. Виробництво плівок екструзією

Нині існує два основні способи виробництва плівки методом екструзії : отримання рукава з роздуванням і плоскощільова екструзія. У загальних рисах будь-який агрегат екструзії включає сам екструдер, що формує інструмент - головку, пристрій охолодження, що приймальний і тягне пристрої. Для різних методів конструкція голівок і інших пристроїв має принципові відмінності, проте пристрій екструдера і принцип роботи інструменту, що формує, однаковий для обох способів. Коротко розглянемо тут у загальних рисах принцип роботи агрегату екструзії.

Екструзія це безперервний технологічний процес, що полягає в продавлюванні матеріалу, що має високу в'язкість в рідкому стані, через інструмент (голівку), що формує, з метою отримання виробу з поперечним перерізом потрібної форми. У промисловості переробки полімерів методом екструзії виготовляють різні погонажные вироби, такі, як труби, листи, плівки, оболонки кабелів і т. д. Основним технологічним устаткуванням для переробки полімерів у вироби методом екструзії є одне - і багаточерв'ячні екструдери. Головною вимогою, що пред'являється до черв'ячних машин, є гомогенізація розплаву, як по масі, так і по температурі при максимальній продуктивності і рівномірний розподіл різних добавок.

По характеру протікання в каналі черв'яка екструдера процеси можна умовно розділити черв'як на декілька зон: живлення або транспортування твердого матеріалу, плавлення або пластикації і дозування або транспортування розплаву. Кожна зона має свої особливості.

Зона живлення. Полімер у вигляді гранул або порошку поступає через завантажувальну воронку в гвинтовий канал черв'яка і захоплюється ним за рахунок різниці сил тертя між полімером і стінкою циліндра і полімером і стінками гвинтового каналу. У міру руху полімеру по черв'якові в нім розвивається високий гідростатичний тиск. Тертя, що виникає на контактних поверхнях при русі полімеру, викликає розігрівання полімеру. Що виділяється при цьому тепло йде на нагрівання полімеру. Деяка частина тепла підводиться також і від розташованих на циліндрі нагрівачів. У міру руху твердої пробки по каналу черв'яка тиск в ній зростає, пробка ущільнюється, її поверхня, дотична до внутрішньої стінки циліндра, нагрівається, і на ній утворюється тонкий шар розплаву. Поступово товщина цього шару збільшується, і у той момент, коли вона дорівнюватиме товщині радіального проміжку між стінкою корпусу і гребенем гвинтової нарізки черв'яка, останній почне відскрібати шар розплаву із стінки, збираючи його перед своєю штовхаючою гранню. Це переріз черв'яка є фактичним кінцем зони живлення і початком зони плавлення.

Зона плавлення - найбільш складна із зон черв'яка - характеризується перебуванням в каналі полімерного матеріалу в двох станах: розплавленому і твердому. Механізм плавлення полімерної пробки детально описаний у відповідній літературі. У справжній роботі він розглядатися не буде. Відмітимо лише, що як тільки ширина пробки зменшиться до 0,1 ? 0,2 ширини гвинтового каналу черв'яка, циркуляційний рух в шарі розплаву, що збирається перед штовхаючою стінкою, руйнує залишки пробки, дробивши її на дрібні шматки. Переріз черв'яка, в якому починається дроблення пробки, прийнято вважати кінцем зони плавлення.

Зона дозування. Течія розплаву полімеру в зоні дозування відбувається під дією сил в'язкого тертя, що розвиваються внаслідок відносного руху черв'яка і стінки циліндра, подібно до течії рідини в гвинтових насосах - по гвинтовій траєкторії. Прийнято представляти цю течію як суму двох незалежних рухів : поступального - уздовж осі гвинтового каналу і циркуляційного - в площині нормальної до осі гвинтового каналу. Об'ємна витрата поступальної течії лімітує швидкість руху пробки гранул в межах зон живлення і плавлення і, отже, визначає продуктивність екструдера. Циркуляційна течія забезпечує гомогенізацію розплаву, вирівнює його температуру, що дозволяє використовувати екструзію для змішення.

Після виходу із зони дозування матеріал потрапляє в голівку екструдера, де відбувається формування розплавленого полімеру у виріб з необхідним поперечним перерізом. Усередині голівки розташований канал, переріз якого міняється від круглого (з діаметром рівним внутрішньому діаметру циліндра) на вході до того, що відповідає профілю виробу на виході. Для оцінки картини течії розплаву в такому каналі необхідно знати в'язкість розплаву при відповідних швидкостях зрушення і температурах, а також залежності, що зв'язують значення в'язкості з величинами витрати і тиску в різних точках каналу. Підсумовуючи перепади тиску на окремих ділянках, можна підрахувати загальний перепад тиску в голівці і витрату потоку. Важливою умовою при конструюванні голівок екструзій є відсутність "мертвих зон", де матеріал може застоюватися і розкладатися із-за перегрівання. Це особливо актуально для термочутливих матеріалів, таких як ПВХ.

Екструзія рукавної плівки

Прикладом установки призначеної для отримання рукавної плівки може служити лінія екструзії "Экстлайн 800У", що розроблена і виготовляється в НВО АРСЕНАЛ ІНДУСТРІЇ (рис.. 1).

Рис.1 Універсальна лінія екструзії ЭКСТЛАЙН 800У для виробництва рукавної плівки з поліетилену високого і низького тиску.

Принцип роботи установок подібного типу полягає в наступному. Полімер, що знаходиться у в'язкотекучому стані, поступає в голівку через бічний вхід, повертаючи на 90 ° . Проходячи через гвинтовий розподільник, розплав потрапляє безпосередньо в канал, що формує, між дорном і мундштуком і виходить через кільцеву щілину у вигляді круглої циліндричної заготівлі. Потім заготівлю роздувають до необхідного діаметру повітрям, що подається через отвір в дорні. Таким чином, формується плівковий рукав. Охолодження рукава здійснюється за допомогою рівномірного обдування потоком повітря з кільця обдування. Далі, плівковий рукав, проходячи через пристрій, що складає, витягується валяннями, що тягнуть, і в складеному виді, через систему обвідних валків поступає в намотувальний пристрій, де готова плівка намотується на шпулю.

Через нестискувану матеріалу роздування супроводжується одночасним зменшенням товщини стінки заготівлі. Надмірний тиск усередині рукава підтримується з одного боку дорном голівки, що формує, а з іншої - валяннями, що тягнуть. Для забезпечення постійності товщини і ширини плівки тиск усередині рукава необхідно зберігати постійним. Іншими технологічними параметрами, що впливають на геометричні параметри плівки і її якість, є продуктивність екструдера, швидкість витягу і температурний розподіл в циліндрі і голівці екструдера. Їх необхідно строго контролювати.

Страницы: 1, 2