聚乙烯薄膜作為一種由聚乙烯顆粒制成的薄膜材料，具有防潮性和透濕性小的特性，目前已在醫(yī)療衛(wèi)生、包裝、建筑、農(nóng)業(yè)、電子產(chǎn)品等多個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，那你是否真的了解聚乙烯薄膜呢？你知道聚乙烯薄膜又稱什么嗎？聚乙烯薄膜加工方式有哪些？各種加工方式的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？今天小編就帶大家一起盤點(diǎn)聚乙烯薄膜的知識(shí)，從聚乙烯薄膜是什么材料、聚乙烯薄膜有哪些特點(diǎn)、聚乙烯薄膜加工方式有哪些四個(gè)維度一起了解聚乙烯薄膜。
一、什么是聚乙烯薄膜
聚乙烯薄膜又稱PE膜，是由聚乙烯這種高分子聚合物加工而成。聚乙烯（Polyethylene，簡稱 PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。乙烯分子在特定的聚合條件下，通過打開雙鍵，相互連接形成長鏈狀的大分子結(jié)構(gòu)，這便是聚乙烯的基本形態(tài)。而PE膜則是將這種聚乙烯樹脂進(jìn)一步加工，通過吹塑、流延等工藝制成具有一定厚度和寬度的薄膜狀材料。
二、聚乙烯薄膜有哪些特點(diǎn)
聚乙烯薄膜是以聚乙烯為原料制成的一種薄型塑料薄膜，具有以下特點(diǎn)：
1.柔韌性強(qiáng)：聚乙烯薄膜具有良好的柔韌性和拉伸性，可被拉伸、彎曲和折疊而不易破裂，適合于包裝不同形狀和大小的物品。
2.耐熱性好：聚乙烯薄膜具有較高的耐熱性，可以承受較高溫度而不變形或溶化，適合于包裝熱食品或需要高溫消毒的物品。
3.防潮防水：聚乙烯薄膜具有很好的防潮和防水性能，能有效地阻擋水分和濕氣的滲透，保護(hù)被包裝物品免受潮濕和受損。
4.抗氧化性：聚乙烯薄膜具有較好的抗氧化性，可以有效地抵抗氧氣的侵入，延緩物品的氧化和變質(zhì)，保持物品的新鮮和品質(zhì)。
5.透明度高：聚乙烯薄膜具有較高的透明度，可以清晰地展示被包裝物品的外觀和質(zhì)量，增加商品的吸引力。
6. 易加工與印刷：聚乙烯薄膜易于加工和印刷，可以通過熱封、切割、壓花等方式進(jìn)行加工，并且可進(jìn)行多種形式的印刷，以實(shí)現(xiàn)各種個(gè)性化包裝需求。
三、聚乙烯薄膜加工方式有哪些？各有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
聚乙烯薄膜加工方式主要有吹塑法和流延法，下面我們一起來看下各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。
1、吹塑法
優(yōu)勢(shì)：
設(shè)備簡單：吹塑法的設(shè)備相對(duì)來說比較簡單，投資成本較低。它主要由擠出機(jī)、吹脹裝置、牽引裝置、收卷裝置等組成。
薄膜性能好：通過吹塑工藝生產(chǎn)的薄膜具有良好的拉伸性能和韌性。這是因?yàn)樵诖得涍^程中，薄膜在縱橫兩個(gè)方向上都得到了拉伸，使分子鏈取向排列，從而提高了薄膜的機(jī)械性能，適用于對(duì)強(qiáng)度要求較高的包裝用途。
產(chǎn)品多樣性：能夠生產(chǎn)多種規(guī)格的薄膜，如可以方便地調(diào)整薄膜的寬度、厚度等參數(shù)。而且可以通過改變吹脹比等工藝參數(shù)，生產(chǎn)出不同性能和用途的薄膜，例如生產(chǎn)用于農(nóng)業(yè)覆蓋的較厚薄膜，或者用于食品包裝的較薄薄膜。
劣勢(shì)：
厚度均勻性差：與流延法相比，吹塑法生產(chǎn)的薄膜厚度均勻性稍差。由于吹塑過程中薄膜是在圓周方向上吹脹成型，受到空氣流動(dòng)、冷卻速度等多種因素的影響，薄膜圓周方向的厚度可能會(huì)出現(xiàn)一定的波動(dòng)。
生產(chǎn)速度相對(duì)較慢：吹塑法的生產(chǎn)速度一般不如流延法快。這是因?yàn)榇邓苓^程包括吹脹、冷卻等多個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)的速度都有一定限制，例如吹脹過程需要一定的時(shí)間來使薄膜達(dá)到合適的尺寸和性能，這就影響了整體的生產(chǎn)效率。
2、流延法
優(yōu)勢(shì)：
厚度均勻：流延法生產(chǎn)的薄膜厚度均勻性非常好。在流延過程中，聚合物熔體通過扁平的模頭擠出，在冷卻輥上迅速冷卻形成薄膜，這種成型方式使得薄膜在寬度方向上的厚度分布比較均勻，能夠精確控制薄膜的厚度，對(duì)于一些對(duì)厚度精度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景（如電子包裝等）非常合適。
生產(chǎn)速度快：具有較高的生產(chǎn)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模、高效率的生產(chǎn)。因?yàn)榱餮庸に囅鄬?duì)簡單流暢，熔體擠出后能快速冷卻定型，并且可以連續(xù)不斷地進(jìn)行生產(chǎn)，所以在單位時(shí)間內(nèi)能夠生產(chǎn)出更多的薄膜產(chǎn)品。
透明度高：生產(chǎn)出的薄膜透明度高，光澤度好。這是由于流延法生產(chǎn)過程中，薄膜快速冷卻，使得結(jié)晶度相對(duì)較低，分子鏈排列較為規(guī)整，從而減少了光線的散射，使薄膜具有良好的光學(xué)性能，適用于需要高透明度包裝的產(chǎn)品，如食品、日用品等。
劣勢(shì)：
設(shè)備復(fù)雜：流延法的設(shè)備比較復(fù)雜，投資成本高。它需要高精度的擠出機(jī)、特殊的流延模頭、冷卻輥等部件，并且這些設(shè)備的維護(hù)和操作需要較高的技術(shù)水平。例如，流延模頭的設(shè)計(jì)和制造精度要求很高，一旦出現(xiàn)故障，維修和調(diào)試的難度較大。
產(chǎn)品拉伸性能差：相較于吹塑法，流延法生產(chǎn)的薄膜在拉伸性能方面稍差。由于其成型過程沒有吹塑法那樣在縱橫兩個(gè)方向上的拉伸作用，分子鏈的取向程度相對(duì)較低，所以在拉伸強(qiáng)度和韌性方面可能不如吹塑法生產(chǎn)的薄膜，后道加工上會(huì)面臨挑戰(zhàn)。
作為重要的加工方式之一，吹膜法全稱應(yīng)為擠出吹塑法，是把聚乙烯樹脂經(jīng)擠出機(jī)塑化后，在成型薄壁管模具中擠出，然后通入壓縮空氣，將其吹脹，同時(shí)通過牽引機(jī)架上的牽引輥夾緊縱向牽伸，風(fēng)冷卻環(huán)將冷風(fēng)吹向膜外表面，使膜泡冷卻，并在牽引膜泡周圍空氣中繼續(xù)冷卻下定型，被人字板壓疊，最后卷曲切割成膜卷。
一般吹塑薄膜擠出成型一共有3種方案：上吹法、下吹法、平吹法。聚乙烯一般采用上吹法和平吹法。上吹法的示意如圖1所示，這種生產(chǎn)線布置占地面積小，操作方便，泡管運(yùn)行平穩(wěn)，可生產(chǎn)大折徑薄膜。
擠出吹膜的工藝參數(shù)
（1）螺桿
聚乙烯吹膜機(jī)組的主機(jī)是單螺桿擠出機(jī)，生產(chǎn)吹塑薄膜的折徑大小不同，擠出機(jī)的規(guī)格也不同。
螺桿分為加料段L1、熔融段（壓縮段）L2、均化段L3。在螺桿總長L 中各段比例為：
目前采用的新型螺桿結(jié)構(gòu)有：屏蔽型帶銷釘混煉型螺桿和波狀型帶銷釘混煉型螺桿。
吹塑規(guī)格與螺桿規(guī)格關(guān)系
采用屏蔽型螺桿，當(dāng)熔融物料經(jīng)過熔融段后部至均化段上的屏障混煉段時(shí)，被分成多股料流進(jìn)入該段的進(jìn)料槽，熔料和粒度小于屏障間隙的未溶物料越過屏障棱進(jìn)入出料槽。在剪切力作用下，塑化不良的小顆粒被熔融，并使進(jìn)出料槽的物料做渦狀環(huán)流運(yùn)動(dòng)進(jìn)一步混合和均化。
波狀螺桿段設(shè)在熔融段后半部至均化段上，物料在螺槽深度呈周期性變化的流道中流動(dòng)，通過波峰時(shí)受到強(qiáng)烈擠壓和剪切；流入波谷時(shí)，物料膨脹、松弛。因此，能促進(jìn)不同組分和同一組分各部分物料的熔融和均化。
銷釘混煉段設(shè)在均化段末端。在沒有螺棱的螺桿芯軸表面按一定排列方式設(shè)置一定數(shù)量的銷釘，能使熔料各部位流動(dòng)方向發(fā)生變化，經(jīng)過多次分流與匯合而達(dá)到充分混合與均化的要求。
（2）擠出溫度
從分子運(yùn)動(dòng)學(xué)角度來說，流動(dòng)性好壞與內(nèi)摩擦、擴(kuò)散、取向等有關(guān)，溫度對(duì)流動(dòng)性有很大的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，體積膨脹，分子間相互作用減小，鏈段活動(dòng)能力增加，流動(dòng)性變好。HDPE擠出吹塑的溫度通常為170～220℃。加工溫度過低，熔體表面粗糙，但耐垂延性好；加工溫度過高，表面光澤好，但型坯下垂嚴(yán)重，壁厚不均；芯模與口模溫度應(yīng)盡可能相同，芯模溫度高時(shí)，型坯會(huì)向外翻卷，反之型坯向里翻卷。
（3）擠出速度
擠出速度過快，會(huì)出現(xiàn)熔體波動(dòng)及鯊魚皮現(xiàn)象。而且擠出速度越大，型坯離模膨脹越大，型坯直徑與壁厚也越大，若冷卻不足則可能導(dǎo)致制品翹曲，而其中冷卻時(shí)間因素往往大于冷卻溫度。將冷卻時(shí)間延遲1～2s就有可能解決此問題。若夾斷處破裂則表明溫度過低，但也可能是合模速度太快造成的。鯊魚皮現(xiàn)象與擠出速度有關(guān)，不適當(dāng)?shù)臄D出速度會(huì)造成熔體破裂，可通過改變擠出速率進(jìn)行調(diào)整。若連續(xù)擠出，生產(chǎn)上一般采取逐步降低擠出壓力或放慢擠出速度的方法，直到制品恢復(fù)正常。
（4）吹脹比
隨著吹脹比的增加。薄膜霧度下降。這是因?yàn)樘岣叽得洷?，膜泡隨之脹大，使熔融樹脂中高相對(duì)分子質(zhì)量部分可以得到較好的塑化，利于薄膜縱橫延伸，薄膜表面更趨平滑，從而降低了薄膜霧度。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)：吹脹比太?。ㄈ鐬?.0）時(shí)，不僅薄膜的霧度偏高，還會(huì)因分子的取向作用造成薄膜橫向拉伸強(qiáng)度偏低；而吹脹比太大（如為4.5）時(shí)，會(huì)引起膜泡蛇形擺動(dòng)，使薄膜產(chǎn)生褶皺。
吹脹比對(duì)薄膜霧度的影響
吹脹比對(duì)LDPE薄膜力學(xué)和光學(xué)性能的影響
（5）牽伸比
由下圖可以看出，隨著牽伸比的增加，薄膜霧度呈上升趨勢(shì)。這是因?yàn)樘岣郀可毂?，?shí)際上是加快了牽伸速度，相對(duì)縮短了LDPE分子的松弛時(shí)間，使熔融樹脂在冷卻固化前不能得到充分松弛，造成薄膜凹凸不平，從而導(dǎo)致霧度上升。但在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)：牽伸比太小（如為3.0）時(shí)，由于分子的取向作用小而造成薄膜縱向拉伸強(qiáng)度偏低；而牽伸比太大（如為5.5）時(shí)，薄膜的薄厚均勻度難以控制，經(jīng)常將薄膜拉斷。
牽伸比對(duì)薄膜霧度的影響
（6）口模間隙
口模間隙是指模具中的口模與芯棒裝配后，兩零件內(nèi)徑和外徑的表面間距h。是制品厚度、吹脹比和牽伸值三者的乘積。一般LDPE的口模間隙為0.5～1.00mm，HDPE的口模間隙為1.20～1.50mm。
（7）吹氣壓力與速度
吹氣同時(shí)起到吹脹與冷卻的作用，吹氣體積速度越大，則型坯吹氣時(shí)間越短，可使制品壁厚均勻，但吹氣速度過大，進(jìn)氣處易形成局部真空，容易造成制品癟陷。
（8）模溫和冷卻時(shí)間
模具切口一般都采用強(qiáng)度較高的工具鋼和軸承鋼制成，因此截坯口部及底部必須有良好的冷卻。模具溫度過高則冷卻不足，截坯口處制品容易變薄，制品收縮率太大從而引起脫膜變形和表面無光澤；反之如果溫度過低，則截坯口急驟冷卻，無延展性，其他部位變??；若冷卻時(shí)間足夠長，模溫對(duì)制品成型收縮率的影響將變小。如在潮濕的夏季，由于模溫過低（低于露點(diǎn)），水氣就會(huì)在模具表面凝結(jié)即模具發(fā)生“出汗”現(xiàn)象，雖然通過提高模具溫度，延長冷卻時(shí)間可以解決此問題，但影響生產(chǎn)效率，因此生產(chǎn)上一般可采取在模具周圍設(shè)一個(gè)“圍墻”，放入除濕器吸掉水分的方法以防止水氣在模具表面凝結(jié)。
