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影响塑料膜热封性能的主要因素

2021年08月18日 临汾机械设备网

影响塑料膜热封性能的主要因素

塑料软包装包装复合膜、袋,在生产过程中通常是采用热封的方式将要包装的产品密封到一个密闭的环境中。热封就是利用外界的各种条件(如电加热、高频电压及超声波等)使塑料薄膜封口部位受热变为粘流状态,并借助一定压力,使两层薄膜熔合为一体,冷却后保持一定强度。

为了保证商品在包装、运输、贮存和消费过程中能承受一定的外力,保证商品不开裂、泄漏、达到保护商品的目的,要求封合部位有足够的强度和密封性能。热封强度反映了复合包装材料的各种综合物理机械性能,是包装材料的最重要指标之一。

各种材料的热封性能有很大区别,热封性能其实是材料的熔融温度反应,不同分子量和结构的高分子,远程结构和近程结构,对材料的热封性能有很大的参考意义,

塑料热封是热和力共同作用的结果,一方面在熔融状态下的塑料封口表面,高分子链段相互扩散、渗透,相互缠绕,达到封口密闭;另一方面,在熔融粘流状态的高聚物分子在压力作用下变形,相互接近,分子间产生足够的范德华力,使热封表面相互密闭。

1、 热封温度

热封温度的作用是使粘合膜层加热到一个比较理想的粘流状态。由于高聚物没有确定的熔点,只是一个熔融温度范围,即在固相与液相之间有一个温度区域,当加热到该温度区域时,薄膜进入熔融状态。高聚物的粘流温度及分解温度是热封的下限和上限,这两个温度的差值大小是衡量材料热封难易的重要因素。

不同材料的熔融温度不同,根据高分子的分段移动机理,一般来说,分子链柔顺性越好,链内旋转的能量位垒低,流动单元链段短,熔融温度低,热封温度也就低。

2、 热封压力

热封压力的作用是使已处于粘流状态的薄膜在封口界面间产生有效的高分子链段相互渗透、扩散现象,也使高分子间距离接近到可以产生分子间作用力的结果。热封压力过低,可能造成热封不牢;压力过高,可能使粘流态的部分有效链段被挤出,造成热封部位半切断状态,强度减弱,压力高限应该使封口后强度比封口前不低于15%。

热封压力作为分子运动的外力,它的增加实质上是更多地抵消分子链段与外力相反方向的热运动,提高链段沿外力方向跃迁的几率,使分子链重心发生有效的位移。

3、 热封时间

热封时间指薄膜停留在封刀下的时间,热封时间决定了热封设备的生产效率,近年出现了一种可控的多次热封设备,可在不降低设备的生产效率下增加热封时间。热封时间的延长一方面可以增加热量的传递,让热封层尽快达到热封刀的设定温度,另一方面,随着外力作用时间的增加也有助于高分子链段产生粘性流动,达到封合的目的。

因为上述因素作用在外表面,不同的厚度和不同的复合结构对效果也有很大影响。薄膜越厚,热封层达到相关热封温度需要越长的时间,也可通过提高温度和压力来调整。不同结构的材料热封条件也不同。如复合部分有铝箔材料在内,因为金属具有的良好导热性,可适当缩短热封时间;如果层内含耐温差的油墨、粘合剂等,则需要降低温度,靠提高热封压力、增加热封时间来解决。

热封因素的确定,需要使用热封试验机和电子拉力机进行摸索和检测,确定好温度、压力和时间的上下限后再到相应热封设备上调整相关工艺。

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