EVOH五层共挤复合膜专用机组的研制上脚踏吊篮启东护角涤纶纤维工具书Rra

EVOH五层共挤复合膜专用机组的研制(上)

摘要：本文介绍了EVOH的特性及使用EVOH加工的高阻隔复合膜的用途；分析和研究了五层共挤EVOH共挤复合膜机组在研制中注重考虑和解决的关键技术问题。确定了五层共挤EVOH高阻隔复合膜机组在原材料选取；挤出机螺杆设计；共挤模具设计；冷却形式；人字板结构；纠偏装置；卷取机及张力控制装置等一系列技术参数的选择。为研究其他相关产品提供了借鉴和参考。

关键词：EVOH共挤复合膜、多层共挤成型技术、多层共挤成型设备

1 概述

乙烯-乙烯醇共聚物简称EVOH，其与聚偏二氯乙烯（PVDC）和聚酰胺（PA）并称为世界上三大高阻隔树脂。由于EVOH树脂优良的阻气性、透明性、可加工性、耐溶剂性以及近年来人们强调食品安全问题、食品的保鲜问题、环境污染等问题，使得EVOH需求快速增长，专家预测“全球EVOH需求在未来两三年内的增长速度将会达到12%~15%，而其后到2010年的增长速度将会在10%~12%左右。今后以中国、东南亚为主的地区有可能对EVOH产生大量的需求。”EVOH的应用主流是食品包装、汽车油箱，约占EVOH总产量的60%以上。我国目前尚不能生产EVOH树脂，依赖进口，国内仅有少数厂家使用进口设备生产共挤复合膜、中空制品、片材等制品。国内制造加工EVOH专用设备处在探索实验阶段，资金占用较大开发EVOH加工设备势在必行，我们研制了EVOH五层共挤复合膜专用机组，旨在探索加工EVOH的经验。

2 EVOH介绍

2.1 EVOH分子结构

EVOH分子结构，可视为乙烯-乙烯醇共聚体，其结构为：

在EVOH中，通常乙烯组分的含量在30~50mol%范围内。

2.2 EVOH性能简介

EVOH为半结晶型热塑性树脂，其分子中含有羟基分子和分子间氢键彼此强烈的键合，使氧气扩散所需的链段运动严格受分子内和分子间内聚能限制，分子链柔性不，分子间自由运动暂时形成空间几率小，因此它有很好阻隔性能。EVOH含有羟基易吸收水分，其阻水性较差，在湿度较高的条件下，水对EVOH有增塑作用，氢键的键合能轴承合金力下降，键段活动能力增加，气体就容易通过，阻隔性下降，因此，EV1、打开电气铜杆拉伸负荷实验机OH做高阻隔复合膜时配合聚烯烃材料使用。

由于EVOH是共聚结构，随着乙烯与乙烯醇组分含量的不同，其性能也相应变化，乙烯含量增加，对非极性气体（氧、二氧化碳、氮）的阻隔性下降而成型加工性能及防潮性能则有所改善。EVOH具有良好耐有机溶剂性如：耐油脂、耐大多数化学品等并具有很高机械强度、弹性模量、表面硬度、耐气候性。EVOH加工成的薄膜具有高光泽、低雾度，但其存在易受潮湿影响阻隔性，不易拉伸等不足之处。EVOH与其它包装材料的透氧测试结果见表（1）；耐油；耐有机溶剂性比较结果见表（2）。

2.3 EVOH材料选择

EVOH树脂生产厂家有日本可乐丽公司生产的薄膜级EF-H、EF-F类牌号，日本合成化学公司生产的薄膜级DT、ET、AT、DC、H类牌号。EVOH一般乙烯含量在28~48mol%之间，用于共挤的EVOH树脂，乙烯含量一般使用38~44%，熔融指数一般1.6~3.56。

2.4 EVOH共挤复合薄膜的用途

EVOH共挤复合膜作为包装用膜，可涉及的领域很广，例如：耐腐蚀化工产品的包装；桶装化工产品的内衬；农药，医药品的包装；油料、涂料、有机调色剂、化妆品、牙膏的包装；香辣调味品、饮料、茶叶、肉制品、冷冻食品、海产品及保鲜食品的包装等等。

3 EVOH五层共挤复合膜机组结构及生产原理

3．1 机组结构

我公司研制的EVOH五层共挤高阻隔复合膜机组结构见图1。

本机组主要用于折径250~800mm的EVOH五层共挤高阻隔复合膜，膜桌面玩具厚0.05~0.15mm，生产速度3~35m/min。

3.2 机组生产原理

（1）五台挤出机分别将要求的树脂输送、塑化、计量并挤入共挤成型模具。

（2）共挤复合成型模具挤出膜坯，膜坯内通入压缩空气控制膜泡折径，在挤出量和折径恒定条件下，调整牵引速度可控制薄膜的厚度。

（3）双风道冷却风环对膜泡进行冷却。

（4）稳泡装置稳定膜泡。

（5）垂直旋转牵引完全消除薄膜的“暴筋”。

（6）纠偏装置保证薄膜按设定的轨迹向前运动。

（7）张力控制装置保证薄膜获在我们济南实验机厂团队的全方位努力下得恒定的张力后卷取。

4 挤出机螺杆结构及主要参数的选择

为了适应挤出机加工不同原料的需要，我们为挤出机设计了不同参数的螺杆，如：PA专用螺杆、EVOH专用螺杆，LLDPE及粘合剂专用螺杆，以保证塑化质量与凿岩机械稳定挤出。（本文省略其他树脂螺杆的设计）

4.1 加工EVOH的螺杆结构及参数

EVOH是半结晶热塑型树脂，熔融黏度高，熔融范围窄，在挤出过程中容易产生熔体滞留，滞留的EVOH分子可出现脱水、形成双键，产生交联，出现“凝胶”现象，甚至碳化。为了防止“凝胶”、碳化现象，我们把加工EVOH的螺杆设计成全螺纹形成并对螺杆实施镀铬处理，挤出EVOH螺杆参数选择为：螺杆直径在满足挤出量前提下选取小数值，以减小EVOH受热时间，物料流动速率加快，自洁性加强，EVOH属剪敏性物料，小的螺防冰剂杆直径提供设定的挤出量，螺杆转速必然提高，利于其粘度降低，这非常利于与其他共挤树脂粘度匹配。螺杆压缩比为3~4，常用3：1；长径比L/D为24~30：1，常用24~26：1（过小的长径比不利于EVOH塑化并且易带入空气，制品中产生气泡）；加料段长度L1=8~9D，压缩段长度L2=6~10D，计理段长度L3=8~13D，三段应根据EVOH乙烯含量确定，如：乙烯含量低L1、L3可短一些。

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