【硕士论文】软塑复合包装材料热封工艺及其机理研究.pdf

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1、摘要近年来，包装向分包化和保鲜功能化的方向发展，单层的塑料薄膜往往不能满足使用要求，于是，软塑复合包装膜在食品、药品、农作物和畜产品加工包装等各方面的应用快速增长起来，应用范围日益广泛。而复合包装袋的热封封口质量对包装过程、运输过程、储存过程以及产品分销等各个环节都有很大的影响。因此，本文针对PET／AI／PE与BOPP／I'E两种有代表性的复合包装薄膜，进行热封性能检测试验，并深入研究了其热封过程的导热机理，具体包括以下工作：首先，利用热封试验仪与万能材料试验机制备热封样品并对其进行热封强度检测试验，分析了热封主要工艺参数分别对两种复合薄膜热封性能的影响，结果表明热封温度、时问与压力是

2、完成基本封合的必要条件；在达到热封起始温度之后，热封温度成为影响热封强度的最显著因素；继续升温到一定温度后，热封强度趋于稳定。其次，采用差示扫描量热法(DSC)对两种薄膜进行热分析，获得内部热封层材料PE的熔点：对薄膜热封试样的热封区域截面的微观照片(TEM)和拉伸破坏模式进行表观判定评价，并结合工程实际，确定PET／AI／PE与BOPP／PE复合薄膜各自有效的热封温度范围。同时，考虑实际生产中生产效率和生产质量的问题，分别以缩短热封时间和提高热封强度为目标，借助于SAS统计分析软件来优化三种热封参数，并通过试验来验证其统计结果使热封温度、时间和压力基本达到了最优配比。最后，依据传热学中

3、非稳态导热的经典理论，结合复合薄膜热封特点，研究复合薄膜热封过程中的热传导机理，建立了PET／AI／PE复合薄膜的导热模型，得出薄膜内部热封层温度与外部试验仪所设定的热封温度之间的变化关系。并利用有限元软件ANSYS，对PET／AI／PE与BOPP／PE复合薄膜分别建立二维模型，模拟热传导过程。通过施加热载荷并求解，得出不同时刻或不同热载荷下的温度分布、内部热流矢量分布图，获得复合薄膜内表面温度与外表面温度之间的具体差异和复合薄膜内表面温度随时间变化的关系曲线。同时利用分析结果，对之前的PET／AI／PE复合薄膜的导热理论模型进行验证。关键词：热封，包装薄膜，PET／AI／PE，BOPP

4、／PE，工艺参数，优化，导热模型，模拟分析。AbstractDuetothedevelopmentofsub-packagingandkeepingfreshpackagingtechnique，single-layerplasticfilmoftencannotmeettheapplicationrequirements．Thereisagreatgrowthofthepackagingplasticlaminatedfilmsinfood,medication，agricultureandlivestockproductspackaging,andotherfields．Highhe

5、at-sealstrengthandintegrityoftheheatsealingpartarcbasicrequirementsforpackagingplasticlaminatedbagsduringtransport,storageandproductdistributionprocess，andotherlinks．Therefore，theperformancetestofheatsealandfurtherstudyonthethermalconductivityoftheheatsealprocess，werecarriedoutrespectivelyfortwor

6、epresentativepackagingplasticlaminatedfilms,PET／Al／PEandBOPP／PE．Thedetailedworksaledescribedasfollows：Firstly,theheatsealtestequipmentanduniversaltestingmechanismwereusedtomakeheatsealsamplesandtesttheheatsealstrength．Thenmainprocessingparametersofheatsealprocesswe他analyzedfortheheatsealperforman

7、ceofthetwopackagingplasticlaminatedfilms．Theresultsshowedthatthesealingtemperature，sealingtimeandsealingpressurewerebasicconditionstocompleteabasicheatsealing．Afterthetemperaturewentuptoacertainvalue,sealingtemperature