聚乙烯 薄膜
一、低密度 聚乙烯 (LDPE)薄膜
LDPE 包装 膜用途广泛,占全部 包装 用膜的60%以上,它可以用挤出留延法和挤出吹胀法来生产,选用熔体流动速率(MFR)为0.2~7g/10min较好,MFR低的LDPE可用于重 包装 膜袋的生产。LDPE薄膜的特性如下:
①有良好的透明性、透光性和透紫外光性较好;
②薄膜柔软,抗冲能力大,但拉伸强度和耐针孔性较低;
③LDPE薄膜可在-60~60℃下长期使用,厚度为10~50μm的德LDPE薄膜,适用于2~8℃的电冰箱冷藏 包装 和-18~-24℃的冷冻 食品 的 包装 ;
④厚度为0.02~0.1mm的LDPE薄膜,折径为300~1000mm的可用于日用品及化肥 包装 的内衬袋;
⑤使用MFR<1g/10min,厚度达0.2~0.3mm的LDPE薄膜,可以装20~30kg的物料,用于重 包装 用;
⑥LDPE薄膜无臭、无毒、无味,开口性良好、热封性、透明性均优,0.015~0.03mm厚度的LDPE膜可用于一般 食品 的 包装 ,尤其是 干燥 食品 的 包装 ,因为LDPE薄膜阻湿性优,但透气性大。
二、高密度 聚乙烯 (HDPE)薄膜
HDPE薄膜有相对分子质量为15万~30万的高分子质量HDPE、相对分子质量8万~15万德中相对分子质量HDPE和相对分子质量<8万的相对分子质量HDPE之分,高相对分子质量HDPE薄膜占HDPE薄膜的80%(日本),其强度是中相对分子质量HDPE的4~5倍。密度为0.947~0.954g/cm3,MFR为0.05~0.1g/10min的HMWHDPE可以用挤出吹胀法生产厚度为5~8μm的高强度超微薄膜,占整个HDPE膜90%以上,用于垃圾袋、购物袋,其特点如下:
①透明度低,有防止紫外光透过的能力;
②有高度的开口性、一定的挺括性、硬度是LDPE膜的4~5倍,有高度的拟纸性;
③有高度的拉伸强度和强韧性,在相同厚度下,其强度是LDPE膜的2倍以上,但撕裂强度低于LDPE膜;
④有优良的阻湿性,水蒸气透过率是LDPE膜的1/2,N2、CO2、O2气透过率分别为LDPE膜的1/7、1/10和1/5;
⑤耐水性、耐油性、耐化学药品性均优于LDPE膜;
⑥耐热性比LDPE好,可在120℃以下使用,但热封温度范围较LDPE狭窄。
HDPE高强度微薄薄膜的性能参见表3-4-1.
表3-4-1 高强度微薄(强力薄膜)薄膜的性能
项 目 试验方法 单位 数 据
厚度 —— μm 10 20 40
屈服拉伸强度(MD/TD) JISZ1702 MPa 36/31 34/32 31/32
断裂拉伸强度(MD/TD) JISZ1702 MPa 68/50 60/58 55/60
伸长率(MD/TD) JISZ1702 % 420/470 550/680 580/690 埃尔门多夫撕裂强度(MD/TD)JISZ1702 N/cm 67/1000 80/1700 100/1600
刚性(MD) ASTMD882 MPa 1300 1200 1050
冲击强度 摆锤式1英寸半钢球 KJ/m 5.5 3.8 3.2
雾度 ASTMD1003 % 65 77 81
光泽 ASTMD523 % 10 8 7
热封强度,140℃压力 2kg,1s g/15mm 1000 1300 1800
聚乙烯 薄膜的滑爽性可根据薄膜之间的动摩擦因数来判断:高滑爽性为0.1~0.2,中滑爽性0.2~0.5,而低滑爽性为0.5~1.0.
三、线性低密度 聚乙烯 LLDPE薄膜
LLDPE薄膜可以因乙烯使用的不同共聚单体、聚合体、和不同的加工方法,在性能上有较大的差异。一般可以用MFR为0.5~10g/10min的LLDPE粒子经挤出吹胀法或挤出流延法而成膜。LLDPE薄膜的性能如表3-4-2,其特性如下:
表3-4-2 LLDPE薄膜的性能
项 目 吹胀膜* 流延膜* 伸定向膜*
厚度/μm 30 20 35
弹性模量(MD/TD)/MPa 227/270 116/138 500/490
屈服应力(MD/TD)/MPa 11/12 8/8 95/59
破坏应力(MD/TD)/MPa 36/35 33/28 105/90
Elmondorf撕裂度(MD/TD)/(kJ/m) 215/760 255/575 22/24
落锤冲击强度/(kJ/m) 120 170 650
注:*LLDPE原料为Dowlex 2049
**LLDPE原料为Dowlex 2047
①薄膜有高度的韧性、耐冲击性、耐撕裂性和耐弯曲性,与相同MFR的LDPE相比,LLDPE薄膜的拉伸强度是LDPE的1.5倍,伸长率为1.5~2倍;
②有良好的热封性,即使热封表面有油脂、灰尘、水珠等污染也可热封,而且热封的强度不会因热封温度的变化而变化,为此适宜于较低温度下的高速自动热封机的 包装 ;
③ 防潮 性、阻气性优于LDPE,耐热性比LDPE高5℃,适宜于蒸煮和巴氏杀菌消毒的 食品 包装 ;
④低温下有良好拉伸强度,-20℃时的强度比EVA高20%左右,透明性、光泽性优,不同共聚单体LLDPE薄膜的性能如表3-4-3.
表3-4-3 不同共聚单体LLDPE薄膜(膜厚为μm)的性能
共聚单体 丁烯-1 已烯-1 辛烯-1
MFR/(g/10min) 1.0 1.0 1.0
密度/(g/cm3) 0.9186 0.918 0.918
断裂拉伸强度(MD/TD)/MPa 51/32 56.5/45 58/45
伸长率(MD/TD)/% 570/830 500/754 520/750
Elmondorf断裂强度(MD/TD)/(kJ/m) 75/600 200/1200 250/1280
落锤冲击强度/(kJ/m) 80 150 180
表3-4-4 聚乙烯 薄膜主要性能的比较
项 目 低密度 中密度 高密度
吹胀膜 流延膜 吹胀膜 流延膜 吹胀膜 流延膜
密度/(g/cm3) 0.910-0.920 0.905-0.920 0.921-0.936 0.916-0.936 0.936-0.965 0.930-0.961
屈服拉伸强度/MPa 6~16 10~20 15~40
断裂拉伸强度/MPa 20~25 10~25 20~40
伸长率/% 300~800 200~800 600~900
冲击强度/(kJ/m2) 100~500 50~300 20~500
透H2O性/[g/(m2?d)] 2.0 1.3 0.5
透O2性/[10cm3?cm/
(cm2?s?MPa)] 20 15 7
透CO2性/[10cm3?cm/
(cm2?s?MPa)] 60 50 20
热封温度/℃ 10~30 110~140 115~150
使用温度范围/℃ -60~80 -60~90 -60~100
强力薄膜一般是指MFR小于1g/10min的高相对分子质量,高密度 聚乙烯 (HMWHDPE)树脂经挤出吹胀法生产的一种薄膜,吹胀时霜线高度应指600mm以上(一般为300mm)、吹胀比(BUR)指3~5(一般薄膜为1.5~3)、熄抛辊车速在25m/min以上(一般为10~15m/min)。其性能可参见表3-4-4。
在达到同样强度时不同类型PE的厚度如下:LDPE0.32~0.38mm,LLDPE0.25mm,HDPE0.18~0.20mm。
制成PE薄膜后,用200keV的电子束以100kGy的辐照剂量进行辐照,辐照后用于可提 包装 。PE膜辐照与性能比较见表3-4-5。
项 目 辐 照 未辐照
密度/(g/cm3) 0.916 0.916
拉伸强度/MPa(22℃) 55~110 10~20
(93℃) 10~20 0.7~1.4
生产率/% 100~200 50~600
热封温度/℃ 150~300 110~150
98℃下的收缩率/% 20~80 0~60
残余取向应力/MPa 0.7~3.5 0~0.07