Emmotllament per extrusió per bufat de pel·lícules de clorur de polivinil (PVC).

 

 

Després d'afegir plastificants i altres additius a la resina de PVC, es poden produir pel·lícules de PVC flexibles mitjançant el procés d'emmotllament per bufat. Segons el tipus d'estabilitzador utilitzat, aquestes pel·lícules poden ser transparents o translúcides. S'utilitzen àmpliament com a pel·lícules de cultiu de plàntules agrícoles-, pel·lícules de cobertura de ginseng, pel·lícules d'hivernacle, pel·lícules d'embalatge per a diverses matèries primeres industrials, productes semi-elaborats i productes acabats, així com films adhesius protectors per al paper.

 

1. Formulacions

A la taula 6-13 es presenten les formulacions de pel·lícules modelades per bufat{0}}de PVC flexible.

Taula 6-13 Formulacions de pel·lícules flexibles de PVC modelat per bufat

Matèria Primera	Dosificació / Parts per massa
	Formulació 1	Formulació 2	Formulació 3
Resina de clorur de polivinil (PVC)	100	100	100
Ftalat de diòctil (DOP)	20	12	12
Ftalat de dibutil (DBP)	10	9	10
Sebacat de diòctil (DOS)	7	4	-
Èster de petroli	-	5	-
Octadecè epoxidat	4	5	6
Estearat de bari	1.6	1.5	0.4
Estearat de cadmi	0.6	0.6	0.8
Estabilitzador d'organotina	0.5		1.5
Parafina	0.3	0.3	-
Oli blanc	-	-	0.3

Notes sobre les formulacions de les pel·lícules modelades per bufat-de PVC flexible:

La formulació 1 és per a pel·lícules agrícoles; Formulació 2 per envasar films; Formulació 3 per a films adhesius.

S'ha seleccionat una resina de PVC de tipus -viscositat SG-4 mitjana. Per reduir els "ulls de peix" (partícules de gel) a les pel·lícules adhesives, la Formulació 3 hauria d'utilitzar resina amb una estructura solta i una distribució de pes molecular estreta. Si s'utilitza la Formulació 2 per a l'envasament d'aliments, s'ha de triar una resina no tòxica.

La dosificació de plastificants és generalment de 30 a 40 parts en massa, amb un màxim de 45 parts. Superar aquest límit farà que el tub de bombolles sigui massa tou, provocant una mala estabilitat de la forma i dificultats en el control del procés. Tenint en compte l'aplicació a baixa-temperatura, tant les pel·lícules agrícoles com les pel·lícules d'embalatge requereixen l'addició de DOS (un plastificant-resistent al fred) i les pel·lícules agrícoles (utilitzades a l'hivern) necessiten una dosi més alta de DOS. Les resines epoxi també serveixen com a estabilitzadors.

El sistema estabilitzador adopta organoestany o estearat de cadmi, que ofereixen una bona transparència; No s'utilitzen estabilitzadors a base de plom-, ja que les pel·lícules adhesives, les pel·lícules agrícoles i les pel·lícules d'embalatge requereixen transparència.

S'hi afegeixen lubricants com ara parafina i oli blanc. A causa de la dosi relativament baixa de plastificants, és necessària una petita quantitat de lubricants per millorar la processabilitat dels materials i evitar l'adhesió de la pel·lícula.

Si la formulació 1 s'utilitza per a pel·lícules agrícoles anti-goteig, s'ha d'afegir una petita quantitat de tensioactius (per exemple, monoestearat de gliceril, estearat de xilitol), amb la dosi que no superi 1 part en massa. Els tensioactius eviten el degoteig a la superfície interior de la pel·lícula, cosa que és beneficiós per al creixement de les plàntules.

Com que les pel·lícules agrícoles s'utilitzen a l'aire lliure durant llargs períodes, es poden afegir absorbents d'ultraviolats i antioxidants de manera adequada en funció de la intensitat de la llum a l'àrea d'aplicació.

Els additius que inhibeixen el creixement de les plantes, són absorbits per les plantes i després transferits al cos humà (que suposen riscos per a la salut) o que causen contaminació ambiental estan estrictament prohibits en les formulacions de pel·lícules agrícoles.

 

2. Equip de producció principal

(1) Equip de mescla: un molí de tres-rotlles amb rotlles de 400 mm de diàmetre (equipat amb refrigeració per aigua); una batedora-d'alta velocitat amb un volum de 200 L.

(2) Equip de granulació d'extrusió: un granulador d'extrusió amb un diàmetre de cargol de 65 mm, una relació longitud-a-diàmetre (L/D) de 15-20 i un cargol cònic gradualment.

(3) Equip d'emmotllament per bufat: una extrusora amb un diàmetre de cargol de 65 mm, una relació L/D de 20-25 i un cargol cònic gradualment. La majoria de matrius adopten una estructura de tipus mandril-.

 

3. Flux del procés de producció

Les pel·lícules de PVC es produeixen mitjançant el mètode d'emmotllament per bufat ascendent o el mètode d'emmotllament per bufat horitzontal. Hi ha dos fluxos de procés de modelat per bufat:

Un d'ells consisteix en l'emmotllament per extrusió directa per bufat de pols, mitjançant una extrusora de doble-cargol o una extrusora d'un sol-cargol amb una gran relació L/D (adequada per al processament de pols).

L'altre implica primer la granulació, seguida de l'emmotllament per bufat. El flux del procés d'aquest últim es mostra a la figura 6-20.

 

4. Condicions del procés de producció

(1) Dosificació i granulació

Per eliminar les impureses dels materials:

La resina de PVC es tamisa mitjançant un tamís de 40 malles (diàmetre del forat del tamís: 0,425 mm).

Els plastificants es filtren a través d'una pantalla de coure de 100 malles (diàmetre del forat de la pantalla: 0,15 mm).

Altres additius es dilueixen amb plastificants i es trituren amb un molí de tres-rotlles fins a una finesa inferior a 80 μm.

A continuació, es pesen els materials segons la formulació i es col·loquen en una amasadora. La temperatura d'amassat es controla entre 100 i 120 graus, i el material es descarrega quan es fa fluix i elàstic. El material amasat s'introdueix a un granulador d'extrusió per a la granulació, amb la temperatura controlada entre 150 i 170 graus (s'han d'evitar temperatures excessivament altes).

(2) Temperatura d'extrusió

Per garantir la qualitat del modelat per bufat, es prefereixen els grànuls preescalfats, ja que ajuden a reduir el consum d'energia i milloren la qualitat de la plastificació de la pel·lícula. Les temperatures d'extrusió de les pel·lícules de PVC es mostren a la taula 6-14.

Taula 6-14 Temperatures d'extrusió per a pel·lícules de PVC

Tipus de pel·lícula	Temperatura del barril / grau			Die Temperatura / grau
	Zona 1	Zona 2	Zona 3	Connector	Model de boca
Cinema Agrícola	155 - 165	165 - 175	175 - 185	160 - 170	170~180
Pel·lícula d'embalatge	145 - 155	155 - 165	165 - 175	165 - 175	175~185
Film adhesiu	160 - 170	170 - 180	180 - 190	170 - 180	180~190

A mesura que augmenta la dosi de plastificants, la temperatura d'extrusió disminueix. Tanmateix, la temperatura d'extrusió no pot ser massa baixa, en cas contrari, la superfície de la pel·lícula es tornarà desigual i es produiran defectes com ara "ulls de peix" i grumolls durs.

(3) Relació d'explosió-

La proporció d'explosió-de les pel·lícules de PVC és generalment d'1,5 a 3,0. La proporció d'explosió-afecta la força i la transparència de la pel·lícula. Per al mètode d'emmotllament per bufat horitzontal amb un diàmetre plegat petit, es selecciona una proporció de bufat-més gran. Amb la mateixa relació d'estirament longitudinal, augmentar la proporció d'explosió-millora la resistència transversal de la pel·lícula però en redueix la resistència longitudinal; per tant, la proporció d'explosió-no hauria de ser excessivament gran.

(4) Ratio d'empat

La relació de dibuix per a les pel·lícules de PVC és generalment de 4 a 6, és a dir, la velocitat de dibuix és de 4 a 6 vegades més ràpida que la velocitat lineal d'extrusió. En el funcionament real, una proporció d'extracció més gran que la relació d'explosió-assegura una millor estabilitat del tub de bombolla. No obstant això, per a les propietats longitudinals i transversals equilibrades de la pel·lícula, és preferible que la relació d'estirament sigui igual o propera a la proporció d'explosió-.

L'augment de la velocitat de dibuix també està limitat per l'eficiència de refrigeració de la pel·lícula. Un refredament insuficient farà que la pel·lícula s'enganxi, fent impossible separar-la i afectant la seva usabilitat.

(5) Posició de l'anell d'aire de refrigeració

La distància entre la sortida d'aire de l'anell d'aire de refrigeració i l'orifici de la matriu és generalment de 50 a 200 mm. S'utilitza una distància més petita per als tubs de pel·lícula amb diàmetres més grans i una distància més gran per a aquells amb diàmetres més petits. Aquesta distància no hauria de ser massa gran, en cas contrari, la línia de refrigeració de la pel·lícula serà massa alta, cosa que és desfavorable per al refredament del tub de pel·lícula i l'estabilitat de la forma de la bombolla. L'alçada de la línia de refrigeració es controla normalment entre 200 i 400 mm.

(6) Volum d'aire de refrigeració

El volum d'aire de refrigeració afecta directament l'efecte de refrigeració. Un volum d'aire més gran millora l'eficiència de refrigeració, però un volum d'aire excessivament gran farà que la pel·lícula oscil·li, afectant l'estabilitat del tub de bombolles. Per contra, un volum d'aire insuficient provocarà una mala refrigeració i adherència de la pel·lícula.

(7) Control d'angle de les plaques de subjecció de refrigeració

L'angle de les plaques de subjecció d'espina de peix de refrigeració s'ha de controlar bé-: 30 graus per al mètode d'emmotllament per bufat horitzontal i 60 graus per al mètode d'emmotllament per bufat cap amunt. Un angle massa gran provocarà arrugues a la pel·lícula.

 

 

L'emmotllament per extrusió per bufat és un dels processos per formar pel·lícules rígides de PVC. Les pel·lícules produïdes mitjançant aquest procés presenten una gran transparència, una bona resistència i duresa, una excel·lent resistència a l'impacte i a la llàgrima, una bona hermeticitat i no són-tòxiques, inodores i insípides-preserven de manera eficaç la frescor i l'aroma dels productes envasats. Les pel·lícules modelades per bufat-de PVC rígid transparent s'assemblen al cel·lofana en aparença i s'utilitzen per envasar cigarrets, caramels i diversos components elèctrics i electrònics.

 

1. Formulació

Les pel·lícules d'embalatge transparent de PVC rígid són productes de PVC rígid-sense plastificants. Es prefereix la resina de tipus SG-6 per la seva bona processabilitat. Si s'utilitza per a l'envasament d'aliments, s'ha de seleccionar resina de qualitat alimentària, amb el contingut de monòmer de clorur de vinil residual a la resina inferior a 5 mg/kg. A la taula 6-15 es mostra una formulació típica de pel·lícules d'embalatge transparent de PVC rígid.

Taula 6-15 Formulació típica de films d'embalatge transparent de PVC rígid

Nom de la matèria primera	Dosificació / Parts per massa	Nom de la matèria primera	Dosi / Parts per
PVC	100	Relliscosos	0.5~1.0
MBS	5~10	Lubricant	3~4
Modificador de processament	1~3	Colorants	Import
Estabilitzador	2~4	-	-

 

2. Equip de producció principal

Un mesclador-d'alta velocitat amb un volum de 300 L.

Una unitat d'extrusió equipada amb una extrusora (diàmetre del cargol: 100 mm, relació L/D: 25, relació de compressió: 3) amb una estructura de cargol tipus barrera-.

Una matriu amb un diàmetre de l'orifici de 250 mm i un espai d'1,3 mm.

 

3. Procés de producció

El flux de procés de pel·lícules transparents de PVC rígid es mostra a la figura 6-21.

 

El flux del procés anterior implica l'emmotllament per bufat directe de pols. Si l'extrusora no és adequada per al processament directe de pols, primer s'ha de realitzar la granulació (s'han d'evitar temperatures de granulació excessivament altes). Les pel·lícules de PVC transparents produïdes per modelat per bufat es poden utilitzar directament o després de tractaments de recobriment antiestàtics i de segellat amb calor-. Quan s'utilitza per a l'envasament de cigarrets, la superfície de la pel·lícula s'ha de recobrir amb un material de segellat de calor a baixa -temperatura-, el component principal del qual és la resina de copolímer de clorur de vinil-acetat de vinil.

Les pel·lícules d'embalatge transparent de PVC rígid es formen generalment mitjançant el mètode d'extrusió horitzontal{0}}per bufat ascendent. Les principals condicions de funcionament són les següents:

Elaboració per lots i pastat: peseu els materials segons la formulació, afegiu-los a un amassador d'-alta velocitat i amasseu durant 5-8 minuts a una temperatura d'aproximadament 102 graus. Després d'amassar, transferiu el material a una pasta-de baixa velocitat per refredar-lo a 40-50 graus.

Emmotllament per extrusió per bufat: el modelat per bufat en pols és similar al modelat per bufat de grànuls convencional. La temperatura de l'extrusora és de 160-180 graus, la temperatura de l'adaptador de matriu és de 180-190 graus i la temperatura de la matriu és de 190-210 graus. La proporció d'explosió-de la pel·lícula és de 2–3 i la velocitat de tracció és de 10–30 m/min.