复合薄膜加工技术的特点与选择.doc

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1、复合薄膜加工技术的特点与选择一、引言　　由于复合薄膜可以把各层薄膜材料的优异性能结合起来，所以，这种复合材料在包装行业以及工农医等其他行业中都得到广泛应用。　　在包装行业，一种常用包装袋复合材料就是纸／PE／铝箔／PE四层材料的复合。不少工厂在这种复合材料结构中三个界面上使用粘合剂，而在某些场合下，在粘合这四种基材时，使用了三个不同的工艺程序或在顺列式层合机上完成复合过程。有些工厂则通过挤出工序把纸张复合到金属箔上去。同时，这种复合材料还要经过PE层的挤出涂布工序，或者使得原有基材与PE层之间实施粘结层合。　　在医药行业，常用的一种复合材料是通过聚酯／PE／铝箔／PE的组合而成。这种组合加工情

2、况与上述相似。所有这四种基材的复合结构都可以经过粘结层合工艺方法加工。可能不同处就是聚酯／PE的复合可以采用共挤层合新工艺。而这种复合结构的最后工序仍然可能是挤出涂布或粘结层合，把PE层复合上去。　　从以上两个应用实例中可以看出，这种复合结构薄膜材料是一种鲜明特色的加工模式。同时，复合材料中都包含有PE层，因而必然会存在这样一个问题，如何选择最合适的加工操作工艺及方法。另外，PE可以是单层，也可能是多层；而PE材料的引入，可以是在粘结层合中使用PE薄膜，也可在挤出工艺中使用PE颗粒。二、复合薄膜加工特点　　多层复合薄膜的加工方法很多，归纳起来主要有涂布法、层压法和共挤法等。在加工制备这种复合材

3、料时，既可以用塑料薄膜与另一种塑料薄膜或涂料复合，也可以与纸张、布料和金属箔（如铝箔）等非塑料材料通过加热或粘接作用粘合在一起。　　涂布法中常见的有辊筒涂布法和挤出涂布法等。辊筒涂布法就是使用辊筒涂布机把粘性涂料定量地涂覆到薄膜表面。下辊从涂槽中沾起涂料把它传给第二辊或直接涂到移动的薄膜上，而此时的薄膜夹在涂胶辊和压紧辊之间，涂层厚度取决于涂料的粘性及薄膜所通过的两辊筒间的间隙。为了精确控制涂层厚度，制成很薄的涂层时，可采用三辊或四辊涂布机，其余两辊的作用是精确地计算涂料用量，因而就称为计量辊。涂层厚度的控制就取决于计量辊的间隙和辊筒的转速等因素。挤出涂布法就是把熔融的挤出层复合到基材上的一个

4、过程。基材可以是纸张、金属箔或者塑料薄膜，只要它们都能经受得住挤出的熔融聚合物的温度即可。熔融聚合物实际上是一种可以在基材上流动的高粘性液体。正是由于这个流动过程，聚合物才能完全均匀地覆盖整个基材表面。对于像纸张那样的多孔基材而言，也能进入不怎么平滑的空隙中。上述两种物理现象对于提高粘合力都是十分重要的。　　层合法中常见的有挤出展合法和薄膜层合法等。挤出层合的加工操作过程就是通过熔融聚合物两种基材的复合。在这种复合工序中，挤出物进入两个辊筒之间的间隙后再相互结合一起。两种基材也经过每个辊筒进入间隙。所以，挤出物就处于这两层基材中间。从这个加工过程中可以看到，挤出层合法与挤出涂布法一样，聚合物流

5、动、基材均匀性以及特有的粘结力，是控制最终复合材料三层结构之间复合程度和性能的主要因素。　　薄膜层合法的加工工艺与上述几种加工工艺完全不同，这种方法是通过层合粘结剂使一层薄膜与另一层基材——薄膜、纸张或金属箔结合起来。粘结剂涂复到层合基材的表面，如果它含有溶剂或水时，需要置于炉子上烘干，然后，使其在加热的辊筒间隙中通过加压后使其与另一基材相结合。如果最终复合材料超过两层以上，那么需要另外的层合加工工序。薄膜层加工操作过程中的粘接力取决于层合粘结剂的性能。首先，它必须具有足够的凝聚强度和必要的粘合强度，这样才能确保每一层基材相互牢固结合起来。此外，其他的一些参数，诸如涂布重量、辊隙温度、操作水平

6、等同样也会影响到复合材料的最终结合程度。　　共挤法是一种较新的加工工艺，这种方法将多种聚合物熔体由一个特殊模头汇集在一起，成为由多层不同聚合物熔融体构成的薄膜状熔体流，经冷却得到两层、三层或更多层的共挤出复合薄膜材料。由于每一种树脂分别在独立的挤出机中熔融，再通过共挤出模具并使熔体保持在均匀一致的各层中而不混合，因此，在设计共挤出工艺过程及其专用模具时，必须很好地应用聚合物流变学理论及技术。共挤法经常联合使用几个不同尺寸的挤出机同时向模头中输送熔体，因而，模头结构是一关键装置，此外，挤出机尺寸及螺杆转速、熔体压力、熔体温度挤出机功率等都会影响到复合薄膜中各层厚度。三、充分利用涂层功能　　对于上

7、述涂布法、层压法及共挤法中，都要涉及到一个在挤出工艺操作中十分重要的因素——使用涂层而提高复合粘接力，因而它也称为粘合层。再以上述医药包装中常用的复合薄膜聚酯／PE／铝箔／PE为例，这实际上是一种简化了的表示方式，这种复合薄膜材料的结构应是聚酯／涂层／PE／铝箔／涂层／PE。要使聚酯层牢固地粘合到PE层上，两者之间有必要增加一层涂料，同理，铝箔层与PE层之间也必须有涂层，才能在这两层基材之间形成足