Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
Пленка, полученная каландровым методом, обладает продольной ориентацией, которая обеспечивается за счет превышения линейной скорости отбора охлажденной на барабане 4 пленки над окружной скоростью последнего валка каландра на 30-100%. Поэтому прочность при растяжении в продольном направлении пленок на 10-20% выше прочности в поперечном
135
направлении. В области отбора от каландра с помощью дополнительных вытяжных устройств удается растянуть пленку до 500% от ее первоначальной длины.
Каландровый метод получения пленок более дорогой, чем методы полива раствора и экструзия расплава полимеров.
Каландровым методом получают главным образом пленки и листы из ГІВХ: так перерабатывается почти половина производимого во всем мире ПВХ, что объясняется наименьшей вероятностью тепловой деструкции полимера при каландрировании.
Строганием заготовок производят пленки главным образом из ФП и целлулоида. Из этих полимеров первоначально прессуют цилиндрические заготовки. На специальных установках их вращают вокруг своей оси и срезают профильным ножом пленочное полотно. Полученные толстые пленки раскатывают в тонкие на особых прокатных станках.
Способы получения основных пленок, применяемых в упаковке, приведены в табл. 4. Ib
Ориентация полимерных пленок
Теоретически во всех случаях аморфной или кристаллической структуры полимеров их макромолекулы должны быть термодинамически равновесны и находиться в наиболее выгодном положении.
Для аморфных полимеров это рыхлый клубок, размер которого тем больше, чем больше молекулярная масса и чем более жесткой является макромолекула. Жесткая полярная макромолекула характеризуется большими размерами элементарного звена — сегмента, в ней при общей заданной длине (молекулярной массе) число сегментов меньше, чем в гибкой неполярной молекуле с короткими сегментами. Макромолеку-лярные клубки переплетаются, образуют своеобразную пространственную сетку. Узлами этой сетки являются либо зацепления, переплетения макромолекул, либо области ближнего порядка, где сегменты соседних макромолекул плотно прилегают друг к другу и удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия.
136
Таблица 4.11
Способы производства полимерных пленок (ПВ — промышленный выпуск, В — возможный способ получения, H — неприменимый для данного полимера способ)
Условное Экструзия расплава Полив на подложку Каландрирование
обозначение пленки рукавные плоские раствора дисперсии мокрое формование Строгание
Ц H H H H ПВ H H
ДАЦ.ТАЦ АБЦ ЭЦ ПВ в ПВ H B В H
ГХК H H ПВ в H В H
ПЭ пв ПВ H H H H H
ПП ПВ ПВ H H H H H
пвх мягкий ПВ ПВ ПВ в H ПВ H
ПВХ жесткий в в пв в H H H
ПВДХ ПВ ПВ H H і H И H
ПВС в в ПВ н I H H H
ПЭТФ в ПВ H H H H H
ПК пв пв ПВ H H H H
ПС в ПВ В H H В H
ПА в ПВ H и H H H
АПА в в ПВ H H H H
пода в 8 П8 и H в и
ПСУ H H ПВ и H H H
ПВФ в пв в H H H и
ФП H H H в H H ПВ
пм H H ПВ H H H H
У кристаллических полимеров наиболее выгодная и часто встречающаяся форма кристаллов — сферолитная. Сфероли-ты представляют собой сферически-симметричное полукристаллическое образование, состоящее из большого числа отдельных кристаллов. При свободном росте они принимают форму шара. Молекулярные цепи в них уложены почти перпендикулярно радиусу. Внутри сферолитов имеются области как с
137
упорядоченной, так и с аморфной структурой. Одна макромолекула может проходить через несколько кристаллов, связывая их между собой (так называемые проходные макромолекулы). Между отдельными кристаллами или кристаллическими областями существуют аморфные зоны с рассмотренной выше пространственной сеткой и узлами.
Ориентацией называют процесс вытяжки и упорядоченного расположения цепей макромолекул полимеров под воздействием силового и теплового полей.
Благоприятные условия для образования ориентированных структур макроцепей создаются в случае, если подвижность их сегментов достаточна для ориентации, а большинство узлов зацеплений не будет разрушено. Если подвижность сегментов очень велика, а скорость деформирования мала, то распрямляемые цепи будут выходить из зацеплений с соседями и дезориентироваться (см, рис. 4.24, в, г).
Рис. 4.24. Схема образования различных структур при ориентации полимера: 1 — аморфный полимер; 2 — кристаллический; а — неориентированное состояние; б-г — ориентированное
138
При ориентации кристаллического полимера происходит разрушение сферолитов с рекристаллизацией — образованием ориентированной фибриллярной структуры (рис. 4,24, б). Фибриллу можно представить в виде длинной нити образований надмолекулярного уровня с чередующимися кристаллическими и аморфными участками. Кристаллиты занимают 60-80% длины фибриллы.
В зависимости от степени совершенства ориентации макромолекул в образующейся структуре полимера образцы из него будут иметь различные физико-механические характеристики. При увеличении степени ориентации значительно возрастает прочность полимеров (рис. 4.25).
Различают одноосную и двухосную ориентацию. Одноосно-ориентированный полимер имеет высокие механические характеристики в направлении ориентации и пониженные в по-
