Koji su primarni čimbenici koji utječu na svojstva vlačne čvrstoće i izduživanja filmova PE/PP ko-ekstrudiranih filmova?

Svojstva vlačne čvrstoće i izduživanja koekstrudiranih filmova PE/PP ključna su mehanička svojstva koja određuju kako film djeluje pod stresom, njegovu sposobnost istezanja bez probijanja i njegovu izdržljivost u različitim primjenama. Nekoliko čimbenika utječe na ta svojstva, posebno kombinaciju PE (polietilen) i PP (polipropilen) u procesu koestruzije. Primarni čimbenici uključuju:

1. polimerni sastav i omjer
Omjer PE/PP: Udio PE i PP u koekstruiranom filmu igra značajnu ulogu u određivanju njegovih mehaničkih svojstava. PE je teže fleksibilnijim, dok je PP čvršći. Veći udio PE u vanjskim slojevima može povećati fleksibilnost i izduživanje filma, dok veći udio PP može poboljšati krutost filma i čvrstoću zatezanja.
Ocjene smole: Različite stupnjeve PE i PP, kao što su polietilen niske gustoće (LDPE), polietilen visoke gustoće (HDPE) ili izotaktički polipropilen (IPP), nude različita mehanička svojstva. Na primjer, HDPE pruža veću vlačnu čvrstoću i krutost, dok LDPE doprinosi fleksibilnosti i produženju.

2. Uvjeti postupka ekstruzije
Temperatura ekstruzije: Temperatura na kojoj se PE i PP ekstrudiraju utječe na molekularnu orijentaciju i kristalnost polimera. Veće temperature ekstruzije mogu smanjiti zapletenost molekularnog lanca, što potencijalno dovodi do većeg izduživanja, ali niže vlačne čvrstoće.
Brzina ekstruzije i tlak: visoke brzine ekstruzije mogu dovesti do neravnomjerne debljine ili nepravilne fuzije slojeva, što može negativno utjecati na vlačnu čvrstoću i izduživanje. Tlak primijenjen tijekom ekstruzije također utječe na kristalizaciju i molekularno usklađivanje, što utječe na konačna mehanička svojstva.
Vezivanje sloja: Snaga veze između PE i PP slojeva (adhezija između dva materijala) je kritična. Loša adhezija može dovesti do odvajanja, što će smanjiti ukupnu vlačnu čvrstoću i svojstva izduženja filma.

3. Molekularna težina i raspodjela molekularne težine
Molekularna masa PE i PP: Molekularna masa polimera utječe na njihova mehanička svojstva. Polimeri visoke molekularne mase obično imaju bolju vlačnu čvrstoću, jer dugi polimerni lanci pružaju veću zaplet i veću otpornost na stres.
Raspodjela molekularne mase (MWD): Širi MWD (raspon molekularnih masa unutar polimera) može poboljšati ravnotežu između vlačne čvrstoće i produženja. Uski MWD može rezultirati krhkijim materijalom s većom vlačnom čvrstoćom, ali nižim izduženjem.

4. Kristalnost polimera
Stupanj kristalnosti: I PE i PP imaju kristalne strukture koje doprinose njihovoj vlačnoj čvrstoći. Veća kristalnost uglavnom rezultira većom čvrstoćom zatezanja, ali nižim izduživanjem. Kontroliranjem brzine hlađenja tijekom ekstruzije, proizvođači mogu utjecati na kristalnost polimera. Sporo hlađenje dovodi do veće kristalnosti i bolju čvrstoću, dok brzo hlađenje dovodi do niže kristalnosti i boljeg izduženja.
Amorfne regije: Količina amorfnih (nekristalnih) regija u polimerima također utječe na fleksibilnost i izduživanje. Veći udio amorfnog materijala obično dovodi do većeg izduženja, ali smanjenu vlačnu čvrstoću.

5. Aditivi za obradu
Plastifikatori i stabilizatori: Aditivi poput plastifikatora mogu poboljšati fleksibilnost i izduživanje, dok stabilizatori mogu poboljšati ukupnu trajnost i otpornost na degradaciju. Vrsta i koncentracija aditiva mogu utjecati na mehanička svojstva filma.
Punila i pojačanja: U nekim slučajevima dodaju se punila (poput minerala, staklenih vlakana ili ugljične crne) kako bi se poboljšala čvrstoća ili otpornost na UV. Međutim, dodavanje određenih punila može smanjiti izduživanje jer mogu ograničiti sposobnost polimera da se istegne.

6. Istezanje i orijentacija tijekom proizvodnje
Molekularna orijentacija: stupanj u kojem su polimerni lanci poravnani tijekom postupka ekstruzije mogu značajno utjecati na vlačnu čvrstoću i izduživanje. Filmovi koji su orijentirani (ispruženi) u jednom ili više smjerova tijekom produkcije obično imaju pojačanu vlačnu čvrstoću, ali mogu pokazati smanjeno izduživanje u smjeru orijentacije. Ravnoteža između snage i izduženja vrlo je ovisna o tome kako je film orijentiran.
Oduševljeni filmski postupak: U slučaju ispuhanog ekstruzije filma, postupak inflacije (puhanje zraka u ekstrudiranu filmsku cijev) može izazvati dvosmjesnu orijentaciju polimernih lanaca, poboljšavajući i snagu i izduživanje. Stupanj orijentacije u strojnim i poprečnim smjerovima utječe na konačna svojstva.

7. Debljina filma
Debljina svakog sloja: Debljina slojeva PE i PP utječe na mehanička svojstva filma. Deblji filmovi mogu pokazati veću snagu, dok tanji filmovi mogu ponuditi bolju fleksibilnost i izduživanje. Ukupna debljina filma mora se optimizirati na temelju namjeravane primjene.
Raspodjela debljine sloja: Ako slojevi nisu ravnomjerno raspoređeni, to može dovesti do loših performansi zatezne čvrstoće i produženja, jer jedan sloj može dominirati, uzrokujući slabosti ili neravnoteže u cjelokupnom filmu.

8. Temperatura i vlaga tijekom skladištenja i upotrebe
Okolišni uvjeti: svojstva vlačne čvrstoće i produženja od PE/PP koekstrudirani filmovi može utjecati izloženost temperaturnim krajnostima, vlažnosti ili UV zračenjem tijekom vremena. Dugotrajna izloženost toplini može ublažiti film i smanjiti vlačnu čvrstoću, dok izloženost hladnim temperaturama može učiniti film krhkim, smanjujući izduživanje.

9. Tretmani nakon ekstruzije
Toplinski i mehanički tretmani: Postupi nakon ekstruzije, poput postavljanja topline ili tretmana koronom, također mogu utjecati na svojstva filma. Postavka topline može se zaključati u molekularnoj orijentaciji, povećavajući vlačnu čvrstoću, dok tretman korone može poboljšati površinska svojstva za ispis ili adheziju, iako ne utječe na značajno mehanička svojstva rasutog filma.