雙向拉伸PA6/EVOH高阻隔薄膜的制備、性能及其機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-06 13:48
隨著生活水平日益提高,人們對(duì)高阻隔并具有優(yōu)異綜合性能的塑料包裝材料需求劇增。雙向拉伸聚酰胺6(BOPA6)薄膜阻隔性能較好、柔順性優(yōu)良、強(qiáng)度高、耐沖擊、無(wú)毒無(wú)害,廣泛應(yīng)用于包裝領(lǐng)域。然而常規(guī)BOPA6薄膜的阻隔性能相對(duì)于鋁箔等高阻隔材料仍有一定差距,進(jìn)一步提高BOPA6薄膜的阻隔性能可擴(kuò)大其使用范圍,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本論文通過(guò)引入具有高阻隔性的乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)來(lái)進(jìn)一步提高BOPA6薄膜的阻隔性能。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:(1)PA6/EVOH復(fù)合材料。通過(guò)熔融共混法將EVOH與PA6基體均勻混合制備PA6/EVOH復(fù)合材料。研究發(fā)現(xiàn),EVOH阻礙薄膜中PA6的γ型晶體的生成,促進(jìn)α型晶體的生成,提高結(jié)晶度。復(fù)合材料的黏度與剪切速率的關(guān)系可以通過(guò)冪律模型擬合,可用Arrhenius方程描述復(fù)合材料黏度與溫度的關(guān)系。隨著EVOH含量的增加,復(fù)合材料的表觀黏度(ηa)和復(fù)數(shù)黏度|η*|增加,特別是當(dāng)EVOH添加量達(dá)到15wt%時(shí),黏度提升幅度較大。PA6和EVOH之間具有較好的相容性,并且在EVOH的添加量達(dá)到15 wt%時(shí),復(fù)合材料內(nèi)部形成微觀相分...
【文章來(lái)源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PA6分子鏈的反平行排列結(jié)構(gòu)
雙向拉伸PA6/EVOH高阻隔薄膜的制備、性能及其機(jī)理研究4圖1-2PA6分子鏈的反平行排列結(jié)構(gòu)Figure1-2TheAnti-parallelarrangementstructureofPA6molecularchainPA6中主要存在α,β和γ三種晶型,如圖1-3所示,2θ=24°和20°處的衍射峰對(duì)應(yīng)于α晶型,2θ=21°處的衍射峰對(duì)應(yīng)于γ晶型[19]。其中,當(dāng)PA6在210℃以上結(jié)晶時(shí),只形成α晶型,由于α晶型較穩(wěn)定,通常為PA6的主要晶型,一般由熔體緩慢冷卻得到[18]。在130℃以下進(jìn)行熱處理時(shí)只形成γ晶型,此晶型在利用碘化鉀蒸汽處理或者快速冷卻結(jié)晶時(shí)較易得到[20]。此外,當(dāng)PA6在受拉伸時(shí),內(nèi)部的γ晶型可以轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆蚚21]。而β晶型與α或γ晶型不同,可以說(shuō)該晶型是中間相,容易轉(zhuǎn)變?yōu)棣粱颚镁蚚22],如在受拉伸和熱處理后可向α晶型轉(zhuǎn)變[23]。圖1-3PA6在不同溫度下結(jié)晶后的X射線衍射圖譜Figure1-3TheXRDpatternsofPA6whicharecoolingindifferenttemperatures
碩士學(xué)位論文7表1-2各種雙向拉伸法的優(yōu)缺點(diǎn)Table1-2Advantagesanddisadvantagesofvariousbiaxialstretchingmethods項(xiàng)目管膜法平膜(分步拉伸)平膜(同步拉伸)設(shè)備投資費(fèi)用低高高生產(chǎn)效率低高中邊料損耗小多多拉伸倍數(shù)變化范圍窄大窄產(chǎn)品縱橫向物性差別小大小可生產(chǎn)產(chǎn)品厚度9-10μm4-60μm5-30μm產(chǎn)品厚薄偏差大小小產(chǎn)品品種單層、三層共擠、熱收縮膜單層多層共擠單層平膜法的工藝途徑又可以分為分步拉伸和同步拉伸兩種。將聚合物薄膜先縱向拉后橫向拉或者先橫向拉后縱向拉稱之為分步拉伸。圖1-4為先縱向拉后橫向拉的工藝示意圖,由圖可知,首先利用擠出流延機(jī)將聚合物制成預(yù)制膜片,通過(guò)多個(gè)棍子的傳導(dǎo),預(yù)制膜片進(jìn)行縱向拉伸,隨后薄膜的邊部被夾子夾住進(jìn)行橫向拉伸,拉伸后薄膜經(jīng)過(guò)熱定型區(qū)定型,以保證產(chǎn)品具有良好的尺寸穩(wěn)定性[17]。熱定型完后的薄膜進(jìn)入切邊、展平、電暈、收卷等后期處理步驟[17]。而縱向橫向同時(shí)拉則稱之為同步拉伸,同步拉伸前后薄膜的示意圖如圖1-5所示。圖1-4平膜法(分步拉伸)工藝示意圖Figure1-4Theillustrationofthetenteringprocess(sequentialstretching)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]雙向拉伸對(duì)尼龍6-66薄膜的性能影響研究[J]. 劉小超,劉躍軍,楊堅(jiān),陳曦,陳劍洪,楊軍. 塑料工業(yè). 2018(07)
[2]微晶纖維素/聚丁二酸丁二醇酯復(fù)合材料的流變行為[J]. 李根,劉躍軍,譚海英,李祥剛. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2017(01)
[3]雙向拉伸聚乙烯薄膜的研制[J]. 馮潤(rùn)財(cái),伍杰鋒,張廣強(qiáng),傅強(qiáng). 塑料工業(yè). 2013(04)
[4]EVOH高阻隔材料在食品包裝中的應(yīng)用[J]. 褚雄燕,杭雅娟,胡習(xí)禎. 輕工科技. 2012(04)
[5]EVOH/納米SiO2復(fù)合材料的加工流變性能及應(yīng)用[J]. 劉躍軍,劉亦武,魏珊珊. 高分子材料科學(xué)與工程. 2011(05)
[6]雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)線技術(shù) 第三章 雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)設(shè)備與工藝[J]. 馮樹(shù)銘. 塑料包裝. 2010(05)
[7]雙向拉伸聚酯薄膜橫拉工藝研究[J]. 高宏保. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2008(01)
[8]雙向拉伸聚丙烯薄膜的生產(chǎn)工藝研究[J]. 洪偉,李青山. 工程塑料應(yīng)用. 2006(06)
[9]超細(xì)SiO2填充聚甲基乙烯基硅氧烷的動(dòng)態(tài)流變特性[J]. 胡洪國(guó),鄭強(qiáng),陶小樂(lè). 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
[10]聚丙烯薄膜的雙向拉伸工藝研究[J]. 胡小忠,柳和生,賴家美. 橡塑技術(shù)與裝備. 2004(04)
博士論文
[1]雙向拉伸尼龍6-66納米復(fù)合包裝材料的制備與研究[D]. 劉小超.湖南工業(yè)大學(xué) 2018
[2]異氰酸酯單體的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯的制備和微相分離形態(tài)的影響[D]. 何勇.華南理工大學(xué) 2013
[3]官能化SEBS增韌尼6/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 何三雄.華東理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]新型聚酰胺樹(shù)脂的合成及應(yīng)用[D]. 孫濤.東華大學(xué) 2009
[2]雙向拉伸尼龍6結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 青源.四川大學(xué) 2006
[3]雙向拉伸膜用尼龍樹(shù)脂的制備與性能研究[D]. 何翼云.湖南大學(xué) 2002
本文編號(hào):3121548
【文章來(lái)源】:湖南工業(yè)大學(xué)湖南省
【文章頁(yè)數(shù)】:80 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
PA6分子鏈的反平行排列結(jié)構(gòu)
雙向拉伸PA6/EVOH高阻隔薄膜的制備、性能及其機(jī)理研究4圖1-2PA6分子鏈的反平行排列結(jié)構(gòu)Figure1-2TheAnti-parallelarrangementstructureofPA6molecularchainPA6中主要存在α,β和γ三種晶型,如圖1-3所示,2θ=24°和20°處的衍射峰對(duì)應(yīng)于α晶型,2θ=21°處的衍射峰對(duì)應(yīng)于γ晶型[19]。其中,當(dāng)PA6在210℃以上結(jié)晶時(shí),只形成α晶型,由于α晶型較穩(wěn)定,通常為PA6的主要晶型,一般由熔體緩慢冷卻得到[18]。在130℃以下進(jìn)行熱處理時(shí)只形成γ晶型,此晶型在利用碘化鉀蒸汽處理或者快速冷卻結(jié)晶時(shí)較易得到[20]。此外,當(dāng)PA6在受拉伸時(shí),內(nèi)部的γ晶型可以轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆蚚21]。而β晶型與α或γ晶型不同,可以說(shuō)該晶型是中間相,容易轉(zhuǎn)變?yōu)棣粱颚镁蚚22],如在受拉伸和熱處理后可向α晶型轉(zhuǎn)變[23]。圖1-3PA6在不同溫度下結(jié)晶后的X射線衍射圖譜Figure1-3TheXRDpatternsofPA6whicharecoolingindifferenttemperatures
碩士學(xué)位論文7表1-2各種雙向拉伸法的優(yōu)缺點(diǎn)Table1-2Advantagesanddisadvantagesofvariousbiaxialstretchingmethods項(xiàng)目管膜法平膜(分步拉伸)平膜(同步拉伸)設(shè)備投資費(fèi)用低高高生產(chǎn)效率低高中邊料損耗小多多拉伸倍數(shù)變化范圍窄大窄產(chǎn)品縱橫向物性差別小大小可生產(chǎn)產(chǎn)品厚度9-10μm4-60μm5-30μm產(chǎn)品厚薄偏差大小小產(chǎn)品品種單層、三層共擠、熱收縮膜單層多層共擠單層平膜法的工藝途徑又可以分為分步拉伸和同步拉伸兩種。將聚合物薄膜先縱向拉后橫向拉或者先橫向拉后縱向拉稱之為分步拉伸。圖1-4為先縱向拉后橫向拉的工藝示意圖,由圖可知,首先利用擠出流延機(jī)將聚合物制成預(yù)制膜片,通過(guò)多個(gè)棍子的傳導(dǎo),預(yù)制膜片進(jìn)行縱向拉伸,隨后薄膜的邊部被夾子夾住進(jìn)行橫向拉伸,拉伸后薄膜經(jīng)過(guò)熱定型區(qū)定型,以保證產(chǎn)品具有良好的尺寸穩(wěn)定性[17]。熱定型完后的薄膜進(jìn)入切邊、展平、電暈、收卷等后期處理步驟[17]。而縱向橫向同時(shí)拉則稱之為同步拉伸,同步拉伸前后薄膜的示意圖如圖1-5所示。圖1-4平膜法(分步拉伸)工藝示意圖Figure1-4Theillustrationofthetenteringprocess(sequentialstretching)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[5]EVOH/納米SiO2復(fù)合材料的加工流變性能及應(yīng)用[J]. 劉躍軍,劉亦武,魏珊珊. 高分子材料科學(xué)與工程. 2011(05)
[6]雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)線技術(shù) 第三章 雙向拉伸聚酯薄膜生產(chǎn)設(shè)備與工藝[J]. 馮樹(shù)銘. 塑料包裝. 2010(05)
[7]雙向拉伸聚酯薄膜橫拉工藝研究[J]. 高宏保. 合成技術(shù)及應(yīng)用. 2008(01)
[8]雙向拉伸聚丙烯薄膜的生產(chǎn)工藝研究[J]. 洪偉,李青山. 工程塑料應(yīng)用. 2006(06)
[9]超細(xì)SiO2填充聚甲基乙烯基硅氧烷的動(dòng)態(tài)流變特性[J]. 胡洪國(guó),鄭強(qiáng),陶小樂(lè). 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2004(05)
[10]聚丙烯薄膜的雙向拉伸工藝研究[J]. 胡小忠,柳和生,賴家美. 橡塑技術(shù)與裝備. 2004(04)
博士論文
[1]雙向拉伸尼龍6-66納米復(fù)合包裝材料的制備與研究[D]. 劉小超.湖南工業(yè)大學(xué) 2018
[2]異氰酸酯單體的結(jié)構(gòu)對(duì)聚氨酯的制備和微相分離形態(tài)的影響[D]. 何勇.華南理工大學(xué) 2013
[3]官能化SEBS增韌尼6/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 何三雄.華東理工大學(xué) 2011
碩士論文
[1]新型聚酰胺樹(shù)脂的合成及應(yīng)用[D]. 孫濤.東華大學(xué) 2009
[2]雙向拉伸尼龍6結(jié)構(gòu)與性能的研究[D]. 青源.四川大學(xué) 2006
[3]雙向拉伸膜用尼龍樹(shù)脂的制備與性能研究[D]. 何翼云.湖南大學(xué) 2002
本文編號(hào):3121548
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