Биаксијално оријентисана фолија: Нови омиљени материјал са одличним перформансама(1)

У широком пољу науке о материјалима, биаксијално оријентисани филмови су постали центар пажње у многим индустријама због својих јединствених својстава и широког спектра примене. Ова врста филма, произведена специфичним процесима, показује значајне предности у механичким својствима, баријерним својствима, оптичким својствима итд., пружајући снажну подршку развоју модерне индустрије.

Двоосно истезање: принципи и предности

Технологија двоосног истезања издваја се међу методама формирања пластичне фолије, са следећим основним принципом: Полимерна сировина се загрева и топи екструдером, а затим екструдира у дебели лист. Након тога, унутар одговарајућег температурног опсега изнад температуре прелаза у стакласто стање и испод тачке топљења (тј. у високо еластичном стању), коришћењем машине за уздужно истезање и машине за попречно истезање, спољашње силе се секвенцијално примењују у уздужном и попречном правцу ради истезања за одређени вишеструки степен. Овај процес подстиче оријентацију и уредан распоред молекуларних ланаца или кристалних равни у правцу паралелном равни филма. Одмах након тога, врши се термичка обрада у затегнутом стању како би се фиксирала оријентисана макромолекуларна структура. Коначно, хлађењем и накнадном обрадом, припрема се двоосно оријентисана фолија.

У поређењу са неистезнутим филмовима, биаксијално оријентисани филмови показују значајно побољшана механичка својства, са затезном чврстоћом која достиже 3-5 пута већу чврстоћу од неистезнутих филмова. У међувремену, њихова баријерна својства су побољшана, смањујући пропустљивост за гасове и водену пару; оптичка својства су оптимизована, са значајно побољшаном транспарентношћу и површинским сјајем; отпорност на топлоту и хладноћу је побољшана, а димензионална стабилност је добра; уједначеност дебљине је боља, са мањим одступањем дебљине, и може се постићи висока аутоматизација и производња великом брзином.

Производни процес: Сложен и прецизан ток

Производна линија за биаксијално оријентисане филмове је попут прецизног индустријског змаја, састављеног од разне опреме која формира континуирану производну линију, углавном укључујући торњеве за сушење, екструдере, машине за ливење, машине за уздужно истезање, машине за попречно истезање, машине за вучно намотавање итд.

Узимајући производњу полиестерске фолије као пример, први корак је припрема и мешање састојака. Одређена количина мастербача који садрже силицијум и светлих комадића се користи у комбинацији. Након мешања дозирајућим миксером, они улазе у следећи процес. Честице силицијум диоксида у мастербачу који садржи силицијум се распоређују у фолији, што може повећати микроскопску храпавост површине фолије, омогућавајући задржавање мале количине ваздуха између фолија током намотавања, ефикасно спречавајући лепљење.

За хигроскопне полимере као што су ПЕТ, ПА и ПЦ, преткристализација и третман сушења су обавезни пре двоосног истезања. ПЕТ се обично обрађује у торњу са кристализационим слојем, опремљеном уређајима за припрему сувог ваздуха, укључујући компресор ваздуха, молекуларно сито за одвлаживање и грејач. Преткристализација и сушење се спроводе на 150–170°C током приближно 3,5–4 сата, осигуравајући да се садржај влаге у осушеним ПЕТ комадићима контролише на 30–50 ppm. Овај корак побољшава тачку омекшавања полимера, спречава лепљење или агломерацију честица смоле током сушења и екструзије растопа, док истовремено уклања влагу како би се избегла хидролиза или стварање мехурића у полимерима на бази естара током екструзије растопа.

ПЕТ чипови који су прошли кроз кристализацију и третман сушења улазе у екструдер са једним пужним завојем, где се загревају, топе и пластификују под дејством јединствене структуре пужног завоја. Да би се осигурао квалитет пластификације и стабилан притисак екструдиране растопине, екструдер је опремљен са два издувна отвора повезана са системом вакуум пумпе, који може ефикасно да извуче влагу и олигомере из материјала, елиминишући потребу за сложеним системом за преткристализацију/сушење и смањујући инвестиционе и оперативне трошкове. Дозирање растопине ​​врши се помоћу високопрецизне зупчасте пумпе, која обезбеђује стабилан притисак на матрицу, савладава отпор растопине ​​која пролази кроз филтер и обезбеђује равномерну дебљину филма. Цев за растопину повезује екструдер, дозирну пумпу, филтер и матрицу како би се омогућио глатки ток растопине. Унутар краја цеви за растопину повезане са матрицом, инсталирано је више сетова статичких мешалица. Када растопа протиче кроз њу, аутоматски се ствара ефекат мешања дељења-комбинације-дељења-комбинације, постижући температурну хомогенизацију растопине.

Вискоеластични ПЕТ растоп који излази из матрице се брзо хлади испод температуре прелаза у стакласто стање на равномерно ротирајућем хладном ваљку, формирајући стакласту ливену плочу уједначене дебљине. Принцип укључује коришћење генератора високог напона за производњу једносмерног напона од неколико хиљада волти, због чега жица електроде и хладни ваљак делују као негативни и позитивни пол, респективно (са уземљеним хладним ваљком). У електростатичком пољу високог напона, ливена плоча стиче статичка наелектрисања супротна поларитету хладног ваљка путем електростатичке индукције. Због привлачења између супротних наелектрисања, плоча се чврсто прилепљује за површину хладног ваљка, ефикасно избацујући ваздух и омогућавајући ефикасан пренос топлоте.

Дебели лим који производи машина за ливење улази у јединицу за уздужно истезање ради уздужног истезања у високо еластичном стању. Машина за уздужно истезање састоји се од ваљака за претходно загревање, ваљака за истезање, ваљака за хлађење, ваљака за затезање, гумених ваљака за притисак, инфрацрвених грејних цеви, грејних јединица и погонских уређаја. Постоје различити начини уздужног истезања, обично укључујући истезање у једној тачки, као и истезање у више тачака, као што је истезање у две или три тачке.

Након уздужног истезања, филм улази у попречни затезач, где пролази кроз претходно загревање, обликовање натезача, термичко фиксирање и хлађење редом како би се завршило попречно истезање.

Коначно, двоосно растегнута фолија улази у процес намотавања и сечења помоћу вуче. Овај процес се састоји од вишеструких ваљака за вођење вуче, ваљака за хлађење, ваљака за изравнавање, ваљака за затезање, ваљака за праћење, уређаја за сечење ивица, мерача дебљине и машина за обраду короном. Након сечења ивица, мерења дебљине и обраде короном, фолија се намотава, сече и постаје готов производ након што прође инспекцију.