Получение ориентированных пленок
При вытяжке пленки в одном или двух направлениях при температуре ниже температуры плавления полимера наблюдается 1 улучшение ее физико-механических свойств, обусловленное ориентацией структурных элементов полимера. Вытяжка пленки в одном направлении носит название одноосной ориентации, а в. двух — двухосной, или биаксиалъной ориентации. Двухосноориентированные пленки принадлежат к числу важнейших продуктов переработки пластмасс, и в настоящее время производство -
ti потребление их расширяются быстрыми темпами. Ориентированные пленки получают из полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилхлорида, сополимера виншшденхлорида с винилхлоридом, полиэтилентерефталата, полиамидов и др.
В основе ориентации пленок лежит способность полимеров линейной или слабо сшитой структуры деформироваться под действием механического воздействия вблизи температуры стеклования полимера и длительно сохранять эту деформации! в нормальных условиях. При одноосной ориентации возникает анизотропия свойств пленки: прочность в направлении ориентации больше, чем в перпендикулярном. Для получения пленок более или менее изотропных по свойствам проводят ориентацию в двух взаимно перпендикулярных направлениях, поэтому обычно применяется двухосная ориентация пленок. Для этого используют в зависимости от типа полимера и назначения пленки рукавный или плоскощелевой метод с одновременной (в одну стадию) или раздельной (в две стадии) вытяжкой.
Условиями получения максимальной ориентации в пленке являются: возможно более низкая температура, близкая к температуре стеклования; наибольшая скорость растяжения; максимальная степень вытяжки прн постоянных значениях температуры и скорости; фиксация структуры после вытяжки.
Способ фиксации структуры после вытяжки определяется природой полимера. В пленках из аморфных полимеров снижение температуры ниже температуры стеклования полимера сохраняет ориентированную структуру. В пленках из кристаллических полимеров ориентация закрепляется путем термофиксации, т. е. нагреванием до температуры, несколвко меньшей температуры плавления полимера, при которой происходит релаксация внутренних напряжений и фиксация структуры полимера. Термофиксация снижает способность материала к усадке, расширяет температурный интервал эксплуатации и улучшает механические свойства пленок.
Основные технологические параметры процесса получения ориентированных пленок — это кратность вытяжки, а также скорость и температура вытяжки, Крйтность вытяжки К — это отношение размеров сеткн или круга, нанесенных на пленку, после вытяжки к первоначальным размерам. Кратность вытяжки для различных полимеров составляет:
TOC o "1-5" h z ПИ ' ■ 10:1 ПЭТФ ' 4:1
ПВХ 4:1 ПА 3,5:1
ПС о: 1
Чем больше кратность вытяжки, тем выше разрушающие напряжения при растяжении, но тем ниже относительное удлинение, т. е. эластичность материала после вытяжки. Верхний
предел кратности вытяжки---это такое значение К, при котором создается опасность разрыва пленки.
Скорость вытяжки — это относительная деформация пленки в единицу времени.
Температура вытяжки определяется природой перерабатываемого термопласта. С повышением температуры вытяжки снижаются напряжения ориентации и облегчается достижение высоких кратностей вытяжки. Кроме того, повышение температуры вытяжки уменьшает анизотропию свойств пленки. Однако приближение температуры вытяжки к температуре плавления полимера может вызвать разрыв пленки или «заплавление» зажимных механизмов (клупп). Вытяжку пленок проводят при следующих ориентировочных температурах (“С):
ПЭНП 90—105 ПС 100—130
ПП 140—160 ПЭТФ 80—130
ПВХ 80—120
Ниже в качестве примера рассматривается технология получения ориентированных пленок из полнолефипов рукавным методом и г. олиэтилентерефталатных — экструзией расплава через плоскощелевую головку.