SU933476A1

SU933476A1 - Method of producing one-axis oriented film from polyethylene

Info

Publication number: SU933476A1
Application number: SU803223959A
Authority: SU
Inventors: Владлен Петрович Будтов; Лидия Андреевна Ганн; Вальдемар Александрович Дувакин; Геннадий Дмитриевич Мясников; Вячеслав Александрович Марихин; Любовь Петровна Мясникова
Original assignee: Предприятие П/Я В-2913
Priority date: 1980-12-23
Filing date: 1980-12-23
Publication date: 1982-06-07

Description

Изобретение относитс к способам получени ориентированных пленок из полиэтилена с повышенными прочностными свойствами примен елфлх, например , в качестве упаковочных мауериалов , дл изготовлени тканых мешков, подложек дл ковров .The invention relates to methods for producing oriented polyethylene films with enhanced strength properties, for example, as packaging materials, for the manufacture of woven sacks, carpet supports.

Известен способ iJJ получени ориентированной полипропиленовой (ПП) пленки из изотактического ПП, заключающийс в том, что пленка в виде плоской ленты, полученна путем экструзии из расплава при 270-300 0 и скорости 0,61 м/мин. с последующей закалкой в воде при 4 °С,подвергаетс выт жке в продольном направлении на валковой установке при 120-170 с до степени выт жки 4-10:1..,.A known method, iJJ, of producing an oriented polypropylene (PP) film from an isotactic PP, is that a film in the form of a flat ribbon obtained by melt extrusion at 270-300 0 and a speed of 0.61 m / min. with subsequent quenching in water at 4 ° C, it is subjected to stretching in the longitudinal direction on a roller unit at 120-170 s to a drawing degree of 4-10: 1 ..,.

По данному способу ПП пленка при X 7:1 имеет разрушающее, напр жение при раст жении ( бр ) 32psi (22,4 х. X 10 н/м) и при максимальной . 10 : достигает 46, (32, 5510 н/м ).In this method, the PP film at X 7: 1 has a breaking stress, tensile stress (br) 32psi (22.4 x 10 X / m) and at maximum. 10: reaches 46, (32, 5510 n / m).

Недостатками данного способа вл ютс низкие эксплуатационные свойства ориентированных пленок: не достигаютс высокие значени Л 10, и полученные ориентированные пленки имеют недостаточно высокие значени The disadvantages of this method are low performance properties of oriented films: high values of L 10 are not achieved, and the resulting oriented films are not high enough.

Р.R.

Известен также способ 2J получени одноосноориентированных пленок , из полиэтилена. Пленку толщиной 0,50 ,7 мм получают прессованием полиэтилена при 160 С между медными пластинами . Затем пленку охлаждают до 100°С со скоростью 7-9°С в минуту с последующей закалкой в воде.There is also known a method 2J for producing uniaxially oriented films of polyethylene. A film with a thickness of 0.50, 7 mm is produced by pressing polyethylene at 160 ° C between copper plates. Then the film is cooled to 100 ° C at a rate of 7-9 ° C per minute, followed by quenching in water.

Клт жку образцов провод т при 75-90 ° С о скоростью 1-20 CM/NBIH в течение 70-90 с.Samples were run at 75-90 ° C at a rate of 1-20 CM / NBIH for 70-90 s.

Конечна толщина ориентированной пленки составл ет 0,1-0,2 мм. При этом используетс полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) со среднемассовой молекул рной массой () меньше 200000, среднечисленной молекул рной массой (м,) 20000 и соотношением . МцПО и МиThe final thickness of the oriented film is 0.1-0.2 mm. It uses high density polyethylene (HDPE) with a mass-average molecular weight () less than 200,000, a number average molecular weight (m,) of 20,000 and a ratio. MtsPO and Mi

при 10 . at 10.

МиMi

Получают ориентированные пленки Get oriented films

с Л 16-30 73. н/м.from L 16-30 73. n / m.

Экспериментально установлено, что пленка,полученна по этому способу, имеет максимальное Gp 26,810н/м ..It was established experimentally that the film obtained by this method has a maximum Gp of 26.810n / m.

Недостатком данного способа вл етс то, что полученные ориентированные пленки имеют низкие (р . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му эффекту вл етс способ получени опноосноориентированной пленки из пэвп зЗ. способ получени одноосноориентир ванных пленок из ПЭВП включает экструзию полимера на экструдере с плоскощелевой головкой ири 220-2бОСсо скоростью 15 м/мин. После экструзии закалку пленки провод т путем охлаждени валков между гладким охлажденным до 30°С валком и валком с покрытием из Силиконового каучука. Валки охлаждают частичным Погружением в вод ную ванну . После закалки пленку разрезают ножами на продольные ленты и выт гивают в продольном направлении в возду ной печи при , затем отжигают в печи при . Пленку выт гивают до 7-8:1,- Недостатком этого способа вл ютс низкие значени бр и Ei получаемых пленок о Свойства пленок по способу 3 представлены в таблице (сМ. конт рольный примёр5). Цепью изобретени вл етс повыше ние прочности и модул упругости одн осноориентированной пленки из полиэ тилена,. Цель достигаетс тем, что в спосо бе получени одноосноориентированной пленки из полиэтилена, включающем экструзию расплава полимера через плоскощелевую головку, закалку и выт жку в продольном направлении при посто нной температуре, экструзию расплава полимера провод т при 210250°С , закалку - при температуре от О до -95°С в течение 10-30 с, а. выт жку провод т hpи 80-100°С в три стадии: первую до степени выт жки 2-6, вторую до 10-17 и третью до 20-40, и после каждой стадии выт жк пленку охлаждают и подвергают термо фиксации при 10-20°С. При закалке в качестве хладагент примен ют тающий лед (плавающий лед в охлажденной воде), тающий ацетон (смесь ацетона с жидким азотом) и другие хладоагенты, позвол ющие обе печить глубокое охлаждение пленки. Выт жку провод т либо на обычных валковых установках, состо щих из двух пар вращающихс с различной ок РУЖ.НОЙ скоростью валков диаметром 22 см, либо на утюге (при контакте пленки с обогреваемой металлич кой трубкой диаметром 0,8-30 см, нап ример латунной). Модуль упругости при раст жении определ ют по ГОСТ 9550-71, разрушающее напр жение при раст ении - по ГОСТ 14236-76. Степень выт жки определ ют как отнесение конечной длины выт нутой пленки к Начальной длине невыт нутой пленки. Ниже приведены примеры, иллюстриующие изобретение. Пример 1. Пленку из ПЭВП с лотностью (р) 0,9578 г/см (ГОСТ 15139-69), ,2 г/10 мин при 190°С, 5 кг (ГСТ 11645-73) получают путем экструзии. Через плоскощелевую головку шириной 1 см, величиной зазора 0,5 см при 210-220 С и скорости вращени цилиндра 5 об/мин/ Полученна mieHKa поступает дл закалки через пару зажимных валков со скоростью 0,5 м/мин в охлаждаемую до (температура закалки Тд) ванну с тающим льдом и проточной водой. Врем пребывани пленки в ванне 20 с. Сформованна и закаленна таким способом пленка толщиной 0,05 см и шириной 0,8 см поступает на установку валкового типа. Первую стадию выт жки провод т при.вращении приводных валков со скоростью 0,5 м/мин и валков со скоростью 3 м/мин. Пленку предварительно нагревают на валке до и выт гивают на валке при 80°с до X 6 с последующим охлаждением и термофиксацией на валке при 10° С. Вторую и третью стадию выт жки провод т в услови х, аналогичных первой стадии выт жки, на второй стадии до Л 16, на третей до Д32 с последующей термофиксацией на валке путем охлаждени при 10°С. Конечна толщина пленки 0,0125 см, ширина 0,2 см. Свойства полученной пленки приведены в таблице.2. П р и м е р 2. ПЭВП с ,9520г/см ,11 г/10 мин экструдируют через плоскощет евую головку шириной 1 см, величиной зазора 0,1 см при 240 250°С , скорости вращени цилиндра 8 об/мин. Полученна пленка поступает дл закалки через пару зажимных валков со скоростью 0,7 м/мин в охлаждаемую до ванну с тающим ацетоном . Врем пребывани пленки в ванне 10 с. Полученную пленку толщиной 0,007 см, шириной 0,7 см с мелкосферолитной структурой выт гивают на утюге (трубка диаметром 1,2 см, обогреваема термостатируемой силиконовой жидкостью). Первую стадию выт жки провод т при со скоростью 1,4 м/мин ДО Л 2. Вторую и третью стадии выт жки провод т в услови х, аналогичных услови м перйой стадии, причем вторую до X 17, третью до Д- 20. Термофиксацию после каждой стадии выт жки провод т при . Конечна толщина пленки 0,002 см, ширина 0,2 см. Свойства полученной пленки приведены в таблице. П р и м е р 3. Пленку получают в услови х, аналогичных примеру 2, ноThe disadvantage of this method is that the resulting oriented films have low (p. The closest to the invention in its technical essence and the effect achieved is a method for producing a bi-oriented film from pevp3. The method for producing uniaxially oriented films from HDPE involves the extrusion of a polymer on an extruder The flat-gap iri head 220-2 bos with a speed of 15 m / min. After extrusion, the film is hardened by cooling the rolls between a smooth cooled to 30 ° C roller and a roll coated with Silicones The rollers are cooled by partial immersion in a water bath. After quenching, the film is cut with knives into longitudinal ribbons and stretched longitudinally in an air furnace at, then annealed in a furnace at. The film is stretched to 7-8: 1, - Disadvantage This method is characterized by the low br and Ei of the films produced. The properties of films by method 3 are presented in the table (cM. control example 5). The chain of the invention is to increase the strength and modulus of elasticity of a single-oriented polyethylene film. The goal is achieved by the fact that in the process of producing a uniaxially oriented film of polyethylene, including extrusion of a polymer melt through a slot die, quenching and stretching in the longitudinal direction at a constant temperature, melt extrusion of the polymer is carried out at 210250 ° C, quenching at a temperature from 0 to -95 ° C for 10-30 s, and. the stretching is carried out in hpi 80-100 ° C in three stages: the first to the stretch degree 2-6, the second to 10-17 and the third to 20-40, and after each stretching stage the film is cooled and subjected to thermal fixation at 10- 20 ° C. In quenching, thawing ice (floating ice in chilled water), thawing acetone (a mixture of acetone and liquid nitrogen) and other refrigerants are used as the refrigerant, allowing both to bake the film to be deeply cooled. The stretching is carried out either on conventional roller plants consisting of two pairs of rolls with a diameter of 22 cm rotating at different speeds, or on an iron (when the film contacts the heated metal tube with a diameter of 0.8-30 cm, for example brass). The tensile modulus is determined according to GOST 9550-71, the failure stress during stretching is determined by GOST 14236-76. The degree of stretching is defined as the assignment of the final length of the stretched film to the Initial length of the undrawn film. Below are examples illustrating the invention. Example 1. A film made of HDPE with a lot of (p) 0.9578 g / cm (GOST 15139-69), 2 g / 10 min at 190 ° C, 5 kg (GST 11645-73) is obtained by extrusion. Through a flat head 1 cm wide, a gap of 0.5 cm at 210-220 ° C and a cylinder rotation speed of 5 rpm / The resulting mieHKa is supplied for quenching through a pair of nip rolls at a speed of 0.5 m / min to a cooled to (quenching temperature TD) bath with melting ice and running water. The residence time of the film in the bath 20 sec. A film 0.05 cm thick and 0.8 cm wide is molded and hardened in this way and is applied to a roller-type installation. The first stage of drawing is carried out by rotating the drive rolls at a speed of 0.5 m / min and rolls at a speed of 3 m / min. The film is preheated on a roll before and stretched on a roll at 80 ° C to X 6, followed by cooling and heat-setting on the roll at 10 ° C. The second and third stages of stretching are carried out under conditions similar to the first stage of stretching. stages up to L 16, on the third to D32, followed by heat setting on the roll by cooling at 10 ° C. The final film thickness is 0.0125 cm, width is 0.2 cm. The properties of the obtained film are shown in table.2. EXAMPLE 2. HDPE s, 9520 g / cm, 11 g / 10 min, are extruded through a flathead, a 1 cm wide width of the head, a gap of 0.1 cm at 240 250 ° C and a cylinder rotation speed of 8 rpm. The resulting film is fed for quenching through a pair of nip rolls at a speed of 0.7 m / min to a cooled bath with melting acetone. The residence time of the film in the bath 10 sec. The resulting film with a thickness of 0.007 cm, a width of 0.7 cm with a fine-spherical structure is drawn on the iron (a tube with a diameter of 1.2 cm, heated with a thermostatically controlled silicone fluid). The first stage of drawing is carried out at a speed of 1.4 m / min DO 2. The second and third stages of drawing are carried out under conditions similar to those of the first stage, the second to X 17, the third to D- 20. Thermal fixation after each stretching step, is carried out at. The final film thickness is 0.002 cm, width is 0.2 cm. The properties of the obtained film are shown in the table. PRI me R 3. The film is prepared under conditions analogous to example 2, but

при , использу ПЭВП с ,9495 г/см, ,85 г/10 мин.when using HDPE with, 9495 g / cm, 85 g / 10 min.

Первую стадию выт жки провод т ДО Л 4 .The first stage of stretching is carried out up to 4.

Вторую стадию выт жки провод т до Л 10, третью до Д. 40, Термофиксацию после каждой стадии провод т при 20 С. Свойства полученной пленки приведены в таблице.The second stage of stretching is carried out up to L 10, the third to D. 40, the heat setting after each stage is carried out at 20 C. The properties of the obtained film are shown in the table.

П р и м е р 4. Пленку получают в услови х, аналогичных примеру 2, но при Тз в течение 30 с, использу ПЭВП с р 0,9583 г/см, ПТР 2,5 г/10 мин. Первую стадию выт жки провод т до .Л 5. Вторую стадию выт жки провод т до 17, третью до 31. Термофиксацию провод т.после каждой стадии при 15°С.EXAMPLE 4 A film was prepared under conditions similar to Example 2, but at Tg for 30 s using HDPE with p of 0.9583 g / cm, MFR 2.5 g / 10 min. The first stage of drawing is carried out up to .L 5. The second stage of drawing is carried out up to 17, the third to 31. The heat fixation of the wire, etc., after each stage at 15 ° C.

Свойства полученной пленки приведены в таблице.Properties of the obtained film are shown in the table.

П р и м е р 5 (контрольный - по прототипу). Пленку из ПЭВП с р 0,9583 г/см ПТР 2,.5 г/10 мин экструдируют на экструдере с диаметФизико-механические свойства однооснсориентированныхPRI me R 5 (control - the prototype). A HDPE film with a p of 0.9583 g / cm MFR 2, .5 g / 10 min is extruded on an extruder with a diameter. The physicomechanical properties of uniaxially oriented

пленок из ПЭВПHDPE films

ром цилиндра 62,5 мм, длиной головки 500 мм и шириной щели 0,505 мм при 220 - 2бОс со скоростью 15 м/мин. После экструзии пленку закаливают, пропуска между охлажденным валикомa cylinder of 62.5 mm, a head length of 500 mm and a slit width of 0.505 mm at 220–2 oS at a speed of 15 m / min. After extrusion, the film is hardened, passes between the cooled roller

до и валиком с покрытием из силиконового каучука. Валки охлаждают путем частичного погружени в охлаждающую вод ную ванну с температурой 20°С. После закалки-пленку разрезаютbefore and roller coated with silicone rubber. The rolls are cooled by partial immersion in a cooling water bath with a temperature of 20 ° C. After quenching the film is cut

ножами на продольные ленты шириной 0,5 см и выт гивают в воздушной печи при до Л 8, затем отжигают в печи при 160°С.knives on longitudinal ribbons 0.5 cm wide and drawn in an air furnace at up to L 8, then annealed in a furnace at 160 ° C.

Конечна толщина пленки 0,012 см,The final film thickness is 0.012 cm,

ширина 0,2 см.width 0.2 cm

Таким образом, по предлагаемому изобретению резко возрастает одновременно разрушающее напр жение при раст жении и модуль упругости одноосноориентированных пленок из полиэтилена .Thus, according to the invention, simultaneously, the breaking stress at stretching and the modulus of elasticity of uniaxially oriented films of polyethylene increase sharply.

Claims

Claim

A method of producing a uniaxially oriented film of polyethylene, including extrusion of a polymer melt through a flat slot head, quenching and drawing in the longitudinal direction at a constant temperature, characterized in that, in order to increase the strength and elastic modulus of the film, the polymer melt is extruded at 210-250 ° C, quenching - at a temperature from 0 to -95®Ο for 10-30 s, and the hood is carried out at 80-100 C in three stages: the first to the degree of drawing 2-6, the second to 10-17 and the third

45 TO 20-40 and after each stage the film is cooled and subjected to heat setting at 10-20 ° C.