Как работает экструзионная пленка?

Среди современных пластиковых изделий пластиковые пленки широко используются в упаковке пищевых продуктов, промышленной упаковке, сельскохозяйственных покровных пленках, медицинских изделиях и других областях. Существует много способов производства пластиковых пленок, среди которых важное место занимает процесс выдувания, который широко применяется для производства термопластичных пленочных изделий, таких как полиэтилен (PE) и полипропилен (PP). Итак, как работает выдувная пленка? Каковы особенности ее технологического процесса, конструкции оборудования и контрольных параметров? В этой статье приведен систематический анализ принципа работы и технологического процесса выдувания пленки.

1. Что такое Пневматическая экструзия пленки ?

Пленка, полученная методом раздува, представляет собой пластиковую пленку, которая растягивается и формируется в продольном и поперечном направлениях путем нагревания и расплавления термопластичных пластиков, экструзии их в трубчатую пленку, а затем охлаждения и растяжения с одновременным надуванием изнутри. Пленка, полученная методом раздува, обычно обладает хорошими механическими свойствами, способностью к термосварке и долговечностью, и является одним из самых распространенных методов производства пленки.

2. принцип работы

Основой процесса получения пленки методом раздува является непрерывный процесс экструзии — раздува — охлаждения — вытяжки — намотки, который зависит от точного контроля оборудования и термопластических свойств сырья.
Кратко говоря, основной принцип работы следующий:

• Пластиковое сырье (например, гранулы ПНД) нагревается и расплавляется в экструдере;
• Расплавленный пластик экструдируется через головку, формируя трубчатую заготовку;
• Сжатый воздух подается в середину трубчатой заготовки, чтобы надуть ее в виде пузырьковой пленки;
• Одновременно кольцо подачи воздуха охлаждает заготовку снаружи, чтобы закрепить форму пленки;
• Пленочный пузырь растягивается, уплотняется и сворачивается с помощью тракционного ролика.
• Этот процесс позволяет не только выполнить формование, но также контролировать толщину, ширину, прозрачность и механические свойства пленки одновременно.

3. Механика процесса экструзии пленочного пузыря

3.1 Плавление полимеров для формирования пленки

Гранулы полимера поступают в баррель экструдера, где вращающиеся шнеки и нагреватели барреля расплавляют термопластичные смолы при температуре 160-260°C. Поддержание температурного градиента в пределах ±5°C обеспечивает молекулярную целостность материалов, таких как полиэтилен, полипропилен или нейлон.

3.2 Образование пузыря путем подачи воздуха

Подача воздуха через центральное отверстие головки преобразует полимерную трубку в контролируемый пузырь. Стратегически расположенные воздушные кольца охлаждают структуру, в то время как внутреннее давление регулирует диаметр пузыря, определяя свойства пленки в структурах толщиной до 40 слоев.

3.3 Динамика потока материала в головке

Спиральные мандельные распределители уравновешивают скорость потока полимера по окружности головки 360°, предотвращая образование линий сварки и колебания толщины (допуск ±5%). Геометрия современных головок оптимизирована с использованием вычислительной гидродинамики для смол, таких как ЛПНП.

3.4 Параметры контроля процесса

Автоматические системы обратной связи регулируют скорость экструзии с точностью 0,2%, чтобы обеспечить стабильность пузыря в течение смен в производстве.

4. Принципы проектирования систем воздушного кольца

Воздушные кольца обеспечивают основное внешнее охлаждение за счет точно направленного воздушного потока. Современные системы включают несколько камер, которые регулируют температурную стратификацию, обеспечивая равномерное поверхностное охлаждение, необходимое для высокоскоростного производства

4.1 Внутренние механизмы охлаждения пузыря

Системы внутреннего охлаждения пузыря (IBC) циркулируют охлаждённый воздух через ядро пузыря, удваивая эффективность отвода тепла. Это позволяет достичь скоростей экструзии на 30% выше, чем в традиционных установках, при одновременном снижении энергопотребления.

4.2 Методы контроля кристаллизации

Для полиэтиленовых пленок требуется скорость охлаждения свыше 40°C/мин, чтобы ограничить рост кристаллов до 15 мкм. В коэкструдированных структурах зоны дифференцированного охлаждения управляют специфичным для каждого слоя кристаллическим развитием.

4.3 Достижение равномерной толщины

Отклонения температуры свыше 5°C приводят к изменению толщины более чем на 8%. Контроль с использованием инфракрасного излучения в реальном времени совместно с автоматизированными приводами воздушного кольца поддерживает допуск толщины в пределах ±3% от промышленных стандартов.

5. Применение в промышленности

5.1 Инновации в упаковке

Пленки экструзии с выдувом доминируют в гибкой упаковке благодаря универсальным эксплуатационным характеристикам. Пищевые применения используют превосходные барьерные свойства, а медицинская упаковка применяет стерилизуемые пленки для капельниц и обертывания хирургических инструментов.

5.2 Сельскохозяйственное и промышленное применение

Сельское хозяйство использует специализированные пленки с выдувом, такие как покрытия для теплиц и мульчирующие пленки со стабилизацией от УФ-излучения. Промышленные применения включают пароизоляционные барьеры строительного класса и тяжелые мешки для транспортной защиты.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое пленка, полученная методом пленочной экструзии?

Экструзия пленки методом раздува — это процесс, при котором гранулированный полимер расплавляется и экструдируется через кольцевую головку, образуя непрерывную трубчатую пленку, которая затем надувается воздухом, образуя пузырь.

2. Какие материалы обычно используются при производстве пленки методом пленочной экструзии?

Обычно используемые материалы включают полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и ПВХ, каждый из которых обладает различными свойствами, подходящими для различных применений.

3. Каково применение пленки, полученной методом пленочной экструзии?

Области применения варьируются от гибкой упаковки, сельскохозяйственных пленок до промышленных покрытий и медицинской упаковки.

4. Каковы преимущества использования пленки, полученной методом пленочной экструзии, по сравнению с литой пленкой?

Пленки, полученные продувкой, как правило, обладают более высокой прочностью на растяжение и устойчивостью к проколам, тогда как литые пленки отличаются повышенной прозрачностью и эффективностью производства.