CPP知识讲座
一、挂包钩聚丙烯
聚丙烯（英文简称PP）是1957年在意大利首先被工业化生产的。它是由丙烯单体在齐格勒-纳塔催化剂的催化作用下聚合而成的高分子聚合物，其制备方法有浆液聚合、液体聚合和气相聚合三种。聚丙烯的分子结构可表示为—（CH2—CH2）n—，平均分子量为20-50万。
聚丙烯根据其分子链上的—CH3的排列位置不同（规整性）可分为：等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三种类型。
等规聚丙烯中—CH3有规律地排列在分子链段的一个方向上，规整性良好，结晶度最大（可达到90%），各种物理性能高。
间规聚丙烯中—CH胎角3有规律地排列在长链的两侧，规整性较等规聚丙烯小，结晶度低，性能不如等规聚丙烯高。
无规聚丙烯中—CH3杂乱无章地排列在长链的侧边上，无规整性，是生产等规聚丙烯的副产物，几乎没有什么使用价值。
均聚聚丙烯属于线性的高结晶性聚合物，熔点一般在160-170℃之间，其相对密度仅为0.89-0.91，是最轻的热塑性塑料之一。均聚聚丙烯有如下特性：
1、无无味无毒。
2、阻焊油墨有优良的力学强度，较高的刚性和硬度，良好的耐弯曲疲劳性和耐热变形性，可适用于高温蒸煮杀菌。
3、低吸水性，良好的阻湿性，耐各种有机溶剂以及80℃以下的酸、碱、盐，耐油脂性好。
4、属于非极性高聚物，易产生静电，加工成形过程中应在设备上安装静电消除装置防止电火花产生。用于印刷或复合时须对其进行表面处理，提高表面张力。 5、易燃烧，并有烧滴现象，火焰无烟而有蜡烛油气味。
6、易受阳光和100℃以上热而产生老化，为此，用于室外时，应在其中添加抗氧剂和紫外线吸收剂。
7、耐低温性能差，不适合在0℃以下场合使用。
为了改善均聚聚丙烯的耐低温性和抗冲击性等，常常在丙烯单体加入少量的乙烯或丁烯等共聚单体得到共聚聚丙烯。共聚聚丙烯根据所含共聚单体的种类、数量及位置的不同有可分为：二元无规共聚聚丙烯、三元无规共聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯等。
二元无规共聚聚丙烯（英文简称CoPP）是在丙烯中加入少量乙烯单体共聚而成的，共聚物中乙烯含量一般在1-3%。由于乙烯的加入破坏了聚丙烯的规整性，大大降低了聚丙烯的结晶度，提高聚丙烯的透明性和抗冲击强度，降低了脆化温度并有较好的柔软性，耐寒性，有较好的低温热封性。
三元无规共聚聚丙烯（英文简称TerPP）是在丙烯中加入少量的乙烯及丁烯-1单体共聚而成的，共聚物中乙烯与丁烯-1的含量一般在3-7%。它具有比二元无规共聚聚丙烯更好的柔软性、耐寒性以及更低的热封温度。
丙乙嵌段共聚物是在一种新型催化剂的作用下使丙烯和乙烯发生嵌段聚合，其中乙烯含量在5-20%之间。它具有优异的韧性、抗冲击性和耐低温性能。
聚丙烯可以用挤出、注塑、吹塑、模压、真空成型等方法加工，广泛应用于包装、日用品、玩具、汽车等工业生产中。 由于聚丙烯是结晶型的高聚物，在挤出机中熔融之后晶体结构完全消失。挤出的熔体膜的冷却情况不同，所得到的聚丙烯薄膜的透明度和物理性能也不同。冷却慢，结晶度高，薄膜的透明度差；冷却快，结晶度低，透明度高，物理机械性能好。聚丙烯薄膜有许多优异的性能，其相对密度较低，机械强度较大，尤其是具有高度的透明性、耐热性，被广泛应用于包装领域。 聚丙烯薄膜的加工方法有：下吹水冷法、挤出双向拉伸法、挤出流延平膜法。
1、下吹水冷法（IPP）：
由于聚丙烯的结晶速度快，不适合上吹风冷法生产。因此，聚丙烯吹膜采用下吹水冷法生产工艺。下吹水冷法所使用的聚丙烯树脂为薄膜级，熔融指数在6-12 g/10min。
下吹水冷法的生产工艺流程如下：
挤出→吹涨→风冷→水冷定型→夹板熄泡→牵引→获取信息的方法干燥→电晕→收卷
IPP薄膜的性能介于BOPP薄膜与CPP薄膜之间，具有高度的透明性和耐热性，特别适合于衣物、食品和各类日用品的小包装以及蒸煮袋。
影视创意制作2、挤出双向拉伸法（BOPP）：
塑料薄膜的双向拉伸是热塑性的塑料厚片在软化点温度与熔融温度之间，沿纵横两个方向进行拉伸取向的一种薄膜成型方法。聚丙烯薄膜经拉伸后分子发生了定向的排列，从而改善了薄膜的各项性能，提高了拉伸强度、冲击强度、透明性和电绝缘性，降低了透气性、透水性及吸湿性。用于BOPP薄膜生产的聚丙烯树脂的熔融指数为2-4 g/10min。
BOPP薄膜的生产工艺流程如下：
挤出→铸片→预热→纵拉→预热→横拉→热定型→测厚→电晕→收卷
BOPP薄膜适用于食品、医药、服装、香烟等各种物品的包装，并大量用作复合膜的基材。
3、挤出流延平膜（CPP）：
将聚丙烯树脂通过T型模头熔融挤出，经流延辊冷却成型所形成的薄膜称为挤出流延聚丙烯薄膜。它具有结晶度低、透明度高、光泽度好，薄膜厚度公差小、柔软性及防潮性好，耐蒸煮等特点，广泛应用于服装、日用品、食品、医药的包装，并大量用作复合膜的基材。
CPP薄膜的生产工艺是挤出流延法，故要求树脂的流动性好，一般应用于CPP薄膜的聚丙烯树脂的熔融指数为6-12 g/10min。
CPP薄膜的生产工艺流程如下：
挤出成型→流延辊冷却→测厚→电晕→偏摆→切边→收卷
三、CPP薄膜生产设备
CPP流延设备主要由挤出成型装置、冷却定型装置、测厚系统、电晕处理机、偏摆装置、切边回收系统和收卷系统组成。
（一）挤出成型装置
挤出成型装置是由单螺杆挤出机、集料块和模头三个部分组成的。 1、单螺杆挤出机由挤出（塑化）系统、驱动系统、加热冷却系统、控制系统等组成。作用是将塑料粒子加热熔融塑化均匀后挤入集料块中。
1．1、挤出系统
挤出系统主要由螺杆和螺筒组成。
1.1.1螺杆
螺杆是挤出机输送固体塑料、塑化塑料和输送熔体的部件，经常被称做挤出机的心脏。塑料进入料斗后，与螺杆接触的塑料被螺杆咬住，随着螺杆的旋转被螺纹强制地向机头方向推进。塑料沿螺杆前移，经历了温度、压力、黏度甚至化学结构的变化。螺杆设计的合理与否直接影响到挤出机的工作性能。由于塑料在加热条件下的性质各不相同，样子因此，在设计螺杆时必须考虑各种因素，以适应不同塑料的特性。
螺杆的基本参数：螺杆直径、螺杆长径比
螺杆分段与职能区：加料段、压缩段和计量段，所对应的职能区分别是固体输送区、熔化区和熔体计量输送区。
螺杆的其他参数：螺旋升角、螺槽深度、螺棱宽度、螺杆与螺筒间隙、螺纹头数和螺杆头部形状。
1.1.2.螺筒
螺筒的作用主要是导热。螺筒上装有加热块和冷却风机。
螺筒的基本结构：加料段的纵向沟槽、加料口及螺筒壁厚。纵向沟槽的作用是提高螺杆对塑料的推力，增加进料速率。加料口的设计要与物料的形状相适应，使加入的塑料能从料斗式加料器中自用流入螺杆而不中断。
螺筒分为整体式和分段式两种。
整体式的特点是长度大，机加工要求较高；在加工精度和装配精度上容易得到保证；设置
外加热器不受限制，受热均匀。但对加工设备的要求较高，技术要求也较高；内表面磨损后难以修复。
分段式的特点是机加工较容易；便于改变长径比；适用于有纵向沟槽和排气式挤出机。但难以保证各段的对中；法兰连接处影响了螺筒加热的均匀性。
阳光天井1.1.3多孔板
多孔板用来支撑过滤网，同时与装在其上的滤网一起使物料由旋转运动变为直线运动；阻止杂质和未塑化的物料通过；增加料流的背压。多孔板的结构要与料筒装配的对中性好，与螺杆头部形状吻合，物料通过后流速相同。
1.2传动系统
传动系统是将电能转化为机械能，以带动螺杆在螺筒中转动的一组装置，它由电机、齿轮箱、减速器等组成。挤出生产过程中要求传动系统能平稳地传递动力，要能够实现无级调速，要有良好的润滑装置和过载保护装置。
1.3加热冷却系统
加热冷却系统由加热块和风机组成，作用是对螺筒进行加热和冷却。
1.4控制系统
控制系统由测量和控制两个部分组成，挤出机中的控制系统主要有温度、压力、速度和重量四种，它们分别对挤出机的加热温度、熔体压力、螺杆转速和加料量进行测量和控制，以保证挤出机按照工艺要求生产。
2、集料块
集料块是安装在挤出机和模头之间的一个将从不同挤出机挤出的熔体集合在一起成一股熔体流的装置。集料块由选择塞与调节块组成，选择塞的不同可以改变同一挤出机挤出的熔体流动速率，使同一层的横向厚度分布均匀。集料块中的流道必须很光滑且无死角，调节方便，能够承受较高的压力。通常情况下集料块已调节适当位置，不需频繁调节。
3、模头
用于CPP薄膜生产的模头一般为衣架式模头，其流道形状设计成衣架，这样的设计弥补了
中间和两端薄膜厚度不均匀的问题。模头可以说是薄膜生产的核心部件，其质量的好坏直接影响到薄膜的质量。
（二）冷却定型装置
冷却定型装置主要由流延/冷却辊、制冷系统及风刀、辅助装置组成。冷却定型装置的主要作用是将从模头流出的熔膜冷却定型，使其具有所需的物理机械性能。它对薄膜的质量影响很大，是CPP薄膜生产中的关键控制点之一。
1、流延/冷却辊
流延冷却辊是流延薄膜生产中的关键部件，其直径一般为400-1000mm，长度比口模宽度稍大。流延冷却辊表面镀有硬铬，抛光至镜面光洁度或具有一定粗糙度的雾面辊。熔融树脂从模头挤出流延到流延辊表面，迅速被冷却后形成薄膜。流延辊依靠强制水循环冷却，为了提高冷却效果降低辊筒表面温差，流延辊设计为夹套式，辊筒内是空心的。为了便于介质回流，夹套中间设有螺旋夹板。更先进的结构为双头螺旋夹套形式，介质进入辊筒分成两个流道，一道从左端进入，沿螺旋槽向右流动；另一道从右端进入，沿螺旋槽向左流动。这样的交叉流动，更加减少了辊筒表面温差。
流延冷却辊通常带有自动温度控制系统来控制其温度，
2、制冷系统
3、气刀
气刀是吹压缩空气的窄缝喷嘴，是配合流延辊来对薄膜进行冷却定型的装置，其宽度与冷却辊的长度相同。刀唇表面要光洁，宽度要均匀一致。通过气刀的气流是为了使薄膜紧贴流延辊表面，从而提高冷却效果，产出较透明的薄膜。在整个宽度内气流速度要均匀，否则，薄膜的质量将受到影响。气刀的间隙一般为1-2mm，气刀的角度也直接影响到薄膜的质量，所以，气刀对于流延辊的角度应可以调节。
4、辅助装置
辅助装置主要包括真空箱、定边装置、清洁辊等。
真空箱是安装在模头和流延辊之间的一个负压装置，它利用真空原理把薄膜与流延辊表面之间的空气抽去，提高薄膜的贴辊效果，避免薄膜与辊筒之间产生气泡。同时，真空箱还有抽去熔融树脂中挥发出的气态物质，减少其在流延辊表面的冷凝而污染薄膜。
定边装置有高压定边针和气针两种方式，它们分别利用高压放电和压缩空气将熔膜的两边压在流延辊上，以减少其缩颈。
清洁辊是压在流延辊上的一支螺纹辊，它将薄膜压在流延辊表面，进一步提高其冷却效果，同时将冷凝在流延辊表面的析出物向流延辊两端清洁，减少其对薄膜表面的污染。
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