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聚苯乙烯(PS塑胶原料)吹塑薄膜

时间:2019-11-18 10:03 阅读:930 来源:互联网

      聚苯乙烯(PS塑胶原料)通常并不被看作是用于吹塑薄膜的树脂。机器供货商不销售用于吹塑聚苯乙烯塑胶原料薄膜的设备,树脂供货商也不提供吹塑薄膜品级的聚苯乙烯树脂,甚至流延薄膜的品级也很少。但事实上,聚苯乙烯不仅能被吹塑成高质量的薄膜,而且已经具有数十年的生产历史。从1960年代以来,通用聚苯乙烯一直在通过改性,并在完全标准的设备上进行商业性吹塑,得到平整的薄膜。只不过你很少听到关于塑胶原料它的情况,原因是做这些工作的人们总是保持沉默。这样做的理由可能是这种低成本的树脂已经找到的进入高附加值应用的方法,对于极少数从事这类应用的人们,可以获得相当可观的利益。聚苯乙烯因为具有刚挺、透明和可印刷性能,所以在单层和多层吹塑薄膜领域找到了它合适的位置。它也有很好的死褶性,并且它的气体传送或"透气性"对新鲜食品的包装是一个具有越来越大吸引力的特性。

       吹塑聚苯乙烯薄膜超越流延薄膜的优势
在于它使用远为廉价的机器,加上更容易取向,并且可制造薄得多的产品。例如,在俄亥俄州Hebron的Dow公司的织物制品部,吹塑生产了厚度为1到10mil(25.4μm)的Trycite 聚苯乙烯薄膜;在安大略州的New Castle的Avpex国际公司吹塑了1至4mil的聚苯乙烯薄膜,而流延聚苯乙烯薄膜的厚度超过4mil。吹塑聚苯乙烯薄膜还有这样一个优点,就是它可以制成亚光的或有光泽的表面,而流延薄膜只能制得有光泽的薄膜。像流延薄膜一样,吹塑聚苯乙烯薄膜可以达到很高的透明度,但是,当它与足够的苯乙烯-丁二烯共聚合物共混,雾度就会增加,薄膜就会变得不那幺透明。聚苯乙烯用作吹塑树脂也有缺点。其一是难于加工,特别在用作单层材料时。当聚苯乙烯层在作为聚烯烃的中间层时,加工障碍较小。关于如何做这一工作的技术文献很少 - 仅有一二篇TAPPI或SPIANTEC论文和几篇在欧洲出版的文章,全部是1980年代的。目前使用于加工的设备也全都是专利的并由加工厂商在公司内部装配的。机器供货商建造了一些商业生产线,或者生产线的一部分,但总是有专门的客户规格并附有保密协议。例外的是设计用来复合聚烯烃和改性聚苯乙烯层的多层吹塑薄膜生产线。后者事实上是完全常规的设备,这是由于聚烯烃层通常能支撑聚苯乙烯层。吹塑聚苯乙烯薄膜可以获得很高的取向性 - 甚至高于流延单向拉伸聚苯乙烯(OPS)薄膜。在某些应用中这可能是个优点,但因为收缩率高,它们对热成型机械也可能成为不利条件。 ROPk<ww=G

       典型的吹塑聚苯乙烯薄膜的冲击强度
从差到"不太差",Atofina石油化学公司(以前的Fina油和化学公司)的弹性体业务经理Ken Cherry这样指出。但是,实际上所有聚苯乙烯吹塑薄膜都在某种程度上或用高抗冲聚苯乙烯(HIPS)或用一种类似橡胶的苯乙烯-丁二烯共聚物(SBC)进行过改性处理,如Chevron/Phillips公司的K-树脂,或Atofina公司的Finaclear。加上5%至30%的SBC,聚苯乙烯吹塑薄膜的韧度可以上升到"不太差"这一韧性类别,而添加高抗冲聚苯乙烯效果较差。取决于混配入的SBC的类型和数量,吹塑聚苯乙烯薄膜的硬度可以从刚性到弹性的范围内变化。用以改性吹塑薄膜的SBCs一般是高苯乙烯型的品种,比例大约是75%的苯乙烯和25%的丁二烯。它们不是专为薄膜而设计的。

        未蜂拥而至冲向吹塑聚苯乙烯薄膜领域
兴趣正在上升虽然没有出现新来者蜂拥而至冲向吹塑聚苯乙烯薄膜领域的情景,但对它的兴趣肯定在逐渐增大。几家机器供货商说,在过去的一二年里,他们都第一次被请求用聚苯乙烯进行吹塑薄膜试验。某些流延薄膜加工厂商正在考虑关于进入吹塑聚苯乙烯薄膜领域的问题,特别是那些通过合并得到了这一领域的专家的公司。例如,在俄亥俄州哥伦布市的塑料供货商制造流延单向拉伸聚苯乙烯薄膜,并经销道公司的吹塑聚苯乙烯薄膜已有多年。现在,塑料供货商正在考虑自行生产吹塑聚苯乙烯薄膜。技术将来自Sidaplax公司,这是一家比利时的聚苯乙烯薄膜加工厂商,是塑料供货商在80年代中期购买的。Sidaplax公司主要从事流延薄膜制造,但也生产吹塑聚苯乙烯薄膜,用于肉类包装的标签。塑料供货商正考虑在哥伦布市的一家新工厂中使用该项技术。与此同时,Avpex的母公司,在宾夕法尼亚州Hazleton的Kama公司正在考虑转让它在北美获得的吹塑聚苯乙烯薄膜技术给它在英国的新工厂。Kama公司在欧洲只生产流延薄膜,尽管它在海外经销Avpex公司的吹塑聚苯乙烯薄膜。改性聚苯乙烯在单层和多层吹塑薄膜方面找到了合适的市场。在过去7~8年间出现的最大的市场是供新鲜食品包装用的透气薄膜。这些薄膜以用作气调包装(MAP)材料而闻名。聚苯乙烯因为它沙拉沙拉的响声给顾客带来新鲜感觉的联想而风行一时。MAP的应用在过去5年左右时间里几乎年年翻番,总部设在内华达州Sparks的世界最大MAP薄膜生产商Barrier Films公司的总裁Bill Wright如此说。食品包装材料所要求的透气性水平取决于所使用的SBC改性剂的总量,这是因为它的透气率较纯的聚苯乙烯高。在包装内成熟的水果可以使用20%~30%的SBC,以允许氧自由进入,二氧化碳自由排出。呼吸较少的产品用5%~10%的SBC,那只是为了得到一些改善。

       Barrier Films公司每年消耗超过1万磅的SBC改性聚苯乙烯
用于生产一种商品名为Aluphane的7层MAP薄膜中的2层。聚苯乙烯/SBC构成薄膜重量的大约30%。在1992年开始商业化时,这种薄膜"在模仿取向聚丙烯时非常坚韧,非常有效,"Wright说。Barrier Films公司使用DK-11品级的K-树脂和其它SBCs。颜色只加在中间的聚烯烃层中,两侧是EVA阻透层,以使隔离颜色,以防止颜料从薄膜转移到含油的食品中。

      很可能有十多家加工厂商正在吹塑MAP薄膜,包括SBC改性的聚苯乙烯薄膜。它们包括在辛辛那提的Amko塑料公司和在纽约州罗切斯特市的原先的Cyprus Bags公司,后者现在是属于Cryovac/Sealed Air公司的一个单位。虽然大多数包含聚苯乙烯的MAP是共挤生产的,但是伊利诺斯州Oswego的已有4年历史的EPL软包装材料公司(原先的Crystal Specialties公司)吹塑单层聚苯乙烯/SBC薄膜,用于新鲜产品的包装。它不像多层MAP薄膜那样,具有边角废料可以重新使用的长处。吹塑聚苯乙烯薄膜在食品包装方面找到了其它的用途。例如,瑞士Rorschach 的Permapack公司3年前开发了2和3层聚苯乙烯薄膜,供包装鲜肉用。Permapack公司制造硬质薄膜用以热成型加工,用于肉类的托盘。产品之一由EVA(3μm)、高SBC改性的聚苯乙烯(10μm)组成。一种较厚(16μm)的Permapack薄膜,它用以成型为整只鸡和带骨肉的托盘,在SBC/聚苯乙烯芯层的两侧各有3μm的EVA层。替代赛珞玢吹塑聚苯乙烯薄膜的其它的市场与流延薄膜是相同的 - 信封窗口、水果硬糖包装纸、标签和其它赛珞玢代用品,此时,聚苯乙烯的死褶效应,沙拉沙拉响和其它类似于纸的特性都是附加的优点。例如,很薄的聚苯乙烯薄膜(4 mil)可以层压到纸上制成贺卡,能在通常的纸加工设备上加工。在这些应用中,硬糖包装呈现最强的增长势头。其它特殊赛珞玢代用品市场是用于食品篮和花卉的透明彩色包装,和用于层压到可热成型片材上的有光泽的可印刷薄膜,供采购点展示。在欧洲的最新的应用包括集邮薄的透明页、保护文件的套袋,以及肉和鱼的包装片材。Dow多半是第一家用吹塑聚苯乙烯薄膜替代赛珞玢的加工厂商。在1960年代,Dow在稍作变化的有"上"膜泡的单层薄膜设备上生产了吹塑聚苯乙烯薄膜。该公司在俄亥俄州Hebron在保密状况下静悄悄地守着它的Trycite薄膜加工方法。现在,Dow已经有几条生产单层和多层聚苯乙烯薄膜的生产线。较老的一条是很小的。后来的几条较大。最大的生产线能生产折径宽度达160 in(2.54 cm)的产品,吹胀比为6:1。该公司专为它的薄膜生产几种牌号的通用聚苯乙烯树脂。这些薄膜的大多数采用高抗冲聚苯乙烯改性的树脂。在1980年,Dow在法国Drusenheim兴建了第二个吹塑聚苯乙烯工厂,而Sidaplax在比利时的Gent-Bruge开始吹塑聚苯乙烯薄膜。意大利Bari的Europlast 公司在1995年开始吹塑单层聚苯乙烯,用于生产信封窗口和标签。它的4条生产线都是在公司内部自己制造的。一种低水平的发泡加工被用于吹塑聚苯乙烯薄膜,这由Owens-Illinois公司在它的肯塔基州的Bardsville工厂进行。发泡薄膜以水平膜泡方式生产,用于软饮料标签。发泡有利于饮料瓶子的保冷。

        挑战加工工艺大多数设备供货商在吹塑聚苯乙烯薄膜
方面经验有限。马萨诸塞州Hingham的Addex公司曾经销售过一整条吹塑聚苯乙烯薄膜生产线,但它是为顾客的特殊规格要求而制造的。德国的Windmoeller & Hoelscher公司在一年半前(1999年)首次进行客户试验。它很惊奇地发现聚苯乙烯可以在未改进过的吹塑薄膜设备上生产。Battenfeld Gloucester公司在去年也接到过关于吹塑聚苯乙烯薄膜的问讯,但尚未为客户建造过设备或进行过试验。一家机器公司的总裁指出,"关于聚苯乙烯吹塑的每一件事都是比较困难的",该公司曾秘密协议供应过聚苯乙烯吹塑薄膜模头和风环,但从未建造过整条聚苯乙烯生产线。曾经试验过吹塑聚苯乙烯薄膜的树脂公司和供货商们警告说,比较起聚烯烃薄膜来,它必须在慢得多和仔细得多的条件下运转。"每一台薄膜挤出成型机都希望尽其所能地快速运转,"Atofina公司的Cherry说。"但对于吹塑聚苯乙烯薄膜而言,热稳定性是重要的。你不能让它过热,否则会使膜泡颤动和薄膜厚度不均"。聚苯乙烯吹塑的加工温度窗口是很狭窄的,消息来源说。还有,聚苯乙烯膜泡比聚烯烃膜泡的冷却快得多,所以其膜泡只有10~12 ft(0.3m)高,但有相对高的泡颈。在机器纵向(MD)和横向(TD)两个方向的吹胀比都是6:1,总拉伸比为36:1。聚苯乙烯薄膜像聚乙烯薄膜一样用滤网叠和过滤板挤出成型,但用于聚苯乙烯的过滤网由于凝胶粒子的威胁较大而较为细密。凝胶粒子在聚乙烯薄膜中可能只是使产品不好看,而在聚苯乙烯吹塑中它们会毁掉一个膜泡。聚苯乙烯薄膜也容易被刮伤,且边缘有龟裂倾向,所以装卸和卷取的所有环节都要极为小心,加工厂商这样说。辊筒必须能自由转动并用橡胶包覆,就像生产粘性薄膜时的辊筒那样。在大多数情况下,加工厂商在折叠时裁去飞边。了解您使用的改性剂由于聚苯乙烯改性剂对聚苯乙烯薄膜的性能是如此重要,所以任何关注这一领域的人都必须知道加入改性剂可以获得什幺好处。虽然高抗冲聚苯乙烯在提升聚苯乙烯薄膜的性能方面只有有限的帮助,但是,某些较新的牌号可以提供较多的好处。例如,Dow的Styron A-Tech高抗冲聚苯乙烯,在两年前开始生产,是借助组合两种不同的丁二烯橡胶而达到双态性的,更进一步改进了光泽和冲击性能。Kraton聚合物公司推出了一种等效的SBC品级(D 1401P),是公司第一个供包装材料用的Kraton产品。Calsak公司从日本的Denka公司引进了K-树脂的替代品。一种专门指向挤出成型目标的品级是Clearen 730L。Atofina公司计划将其在比利时安特卫普的Finaclear SBC的生产翻番,2001年达到9000万磅/年。BASF公司通过增加在德国的生产能力和设在墨西哥和比利时的新工厂来扩展Styrolux SBC的全球生产,增加到1亿5千万磅/年。新产品将包括一个新牌号:Styrolux BX 6230。Dow发展的"Index"乙烯-苯乙烯互聚物(ESI)是一种新的替代品,替代SBC或者高抗冲聚苯乙烯,用于改进聚苯乙烯的冲击性能。报导说,它赋予聚苯乙烯的冲击性能要高于聚丙烯的冲击性能。2000年初,该公司的织物制品部商业化了第一个吹塑薄膜,是在通用聚苯乙烯(GPPS)中用了高达50%的ESI。这种厚度为1.5 mil的吹塑薄膜被加热层压到1 in厚的Styrofoam(聚苯乙烯泡沫)绝热板上。薄膜有足够的强度,可让建筑工人在泡沫板上行走。当钉子或U形钉从板上拔出时,此薄膜可防止板的损伤。"你永远不会相信它是聚苯乙烯",该薄膜的产品开发经理Bill LaFollette说。它比聚苯乙烯更坚韧,不需要粘合剂,而且边角板料回收很方便。

        中国可以开发聚苯乙烯吹塑薄膜聚苯乙烯
是五大通用塑料之一,广泛用于电子电器、日用包装制品等注射成型领域,发泡缓冲包装、发泡绝热材料等可发性聚苯乙烯树脂成型领域,以及用于餐盒等的挤出发泡片材领域。在中国聚苯乙烯注塑制品占聚苯乙烯总消费量的约60%,各类发泡制品占约20,其它制品占约20%,而薄膜比例很小,通常都不单项统计。近年,由于对聚氯乙烯产生环境问题的忧虑,在部分透明片材应用领域开始使用聚苯乙烯片材,如文具夹、热成型包装制品等。中国浙江宁波乐兴包装材料有限公司也在上世纪90年代从日本三菱公司引进了首条年产能达到8000 万吨的双向拉伸聚苯乙烯薄膜生产线,目标指向上述应用领域,并且随着二次加工热成型设备的成功开发,用于托盘包装的产品也已经投入市场。以后又陆续引进多条双向拉伸聚苯乙烯薄膜生产线,另外,在上海、华南地区也有多条用于热成型等的单向拉伸的聚苯乙烯片材生产线,聚苯乙烯薄膜的市场在扩大,但是,这些生产线的工艺基本上是属于平膜流延法。另外,国内有较多发泡管膜吹塑法生产线,用于餐盒的发泡聚苯乙烯片材生产,这些生产线由于中国禁用发泡聚苯乙烯餐具面临闲置或转产。"ps吹塑薄膜"一文中介绍的用吹塑法生产聚苯乙烯薄膜的工艺具有工艺简单、投资小的优点,目前从原材料、改性、成型、设备和应用等方面已经趋于成熟,在欧美等国也已获得诸多应用,但是国内尚未见到吹塑聚苯乙烯薄膜生产线,通过此文介绍,相信可以给与相关企业一个启发,开发这一有发展前景的产品。

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