聚烯烃透气膜是一种由碳酸钙、二氧化硅、黏土和二氧化钛等作为无机填料填充聚烯烃,经过压延或流延或吹塑法制作成薄膜,然后通过单向或双向拉伸形成透气薄膜,广泛应用于婴儿纸尿裤、妇女卫生巾、防护服、建筑防水材料等产品。这项研究在中国起步较晚。本文主要研究成型工艺与聚烯烃透气膜的性能的关系。
在拉伸比为2.0的作用下,随着拉伸温度的升高,纵向伸长率有上升的趋势,而当拉伸温度较高时,横向伸长率的增加减慢并保持在一定水平。当拉伸强度到85℃的时候,最大值出现。
随着拉伸温度的升高,透气性逐渐降低。综上所述,当拉伸温度接近软化点时,透气膜的综合性能更好,薄膜外观更好,条纹基本消失,手感更柔软。
透气膜伸长率随拉伸比的增加而下降,纵向明显下降,而横向下降缓慢。在一定的拉伸比范围内,纵向拉伸强度基本不受拉伸比的影响,而横向强度随拉伸比的增加而明显下降。
而水蒸气透过率随拉伸比的增加而逐渐增大,是由于拉伸比越大,薄膜微孔越大,孔隙率越高。
同样的工艺下,透气膜拉伸强度受薄膜厚度的影响较小,但伸长率随厚度的增加而增大;在相同的拉伸比下,孔隙率与厚度关系不大,透气性随厚度的增加而降低。
采用吹膜工艺制备透气膜,拉伸比和薄膜厚度对其性能的影响规律与流延工艺基本相同。在相同的吹胀比和拉伸比下,薄膜厚度越大,薄膜的拉伸性能越好,但水蒸气的透过率越低;在相同的吹胀比和薄膜厚度下,拉伸比越大,透气性能越好,拉伸性能越差;在相同的拉伸比和薄膜厚度下,随着吹胀比的增加,薄膜的透气性略有提高,拉伸性能略有下降。
对比两种制膜工艺,可以发现:在相同的拉伸比和薄膜厚度下,其透气性略高于流延工艺,且薄膜的纵向和横向的拉伸性能差小于流延工艺。
从透气膜表面的SEM从照片中可以看出:拉伸比不同,在薄膜中形成的孔隙大小不同,拉伸比大,孔径也大,所以透气性越好。
从其截面的SEM从照片中可以推断:气体分子实际上是经过蜿蜒的通道,从薄膜的一侧到薄膜的另一侧。因此,当薄膜厚度增加时,虽然孔隙率基本相同,但由于气体通过的通道路径变长,所以透气性降低。
成型工艺是影响特定聚烯烃透气膜专用材料的性能的主要因素:
(1)当拉伸温度为85℃时,透气薄膜具有良好的外观和综合性能;随着拉伸比的增加,孔隙直径增大,透气性增大,拉伸性能变差;透气性随厚度增大而降低。
(2)拉伸温度、拉伸比和薄膜厚度对薄膜性能的影响规律与薄膜制造工艺关系不大。然而,由于吹膜过程中存有横向吹胀拉伸,所以透气性和拉伸纵、横向差值和流延工艺有些不同。
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