Властивості полімерних плівок

Властивості полімерних плівок (а також полімерів) умовно поділяють-ся на:

- загальнофізичні;

- механічні і деформаційні;

- фізико-хімічні;

- теплофізичні;

- технологічні;

- санітарно-гігієнічні та ін.

3.4.1. Загальнофізичні властивості:

1) геометричні: - довжина плівки в рулоні (в пог. метрах);

- ширина (в метрах);

- товщина (мкм);

2) масові: - маса плівки в рулоні (т);

- маса одиниці площі плівки (г/м²);

- густина (г/см³ або кг/м³);

- вихід або укривістість (м²/кг).

Довжина плівки в рулоні може становити 3000-4000 м. Вимірюється за допомогою пристрою-метражу, встановлених в плівковідливних екструдерах або пристроях для перемотування плівки.

Ширина плівки може бути від кількох мм до 12 метрів (в поперечному напрямі). Вимірюється металевою лінійкою (для ширини більше 1,5 м) або штангельциркулем і лінійкою з міліметровими поділками (в мм або м).

Товщина плівки вимірюється:

• для твердих плівок (ПЕТФ, ПС, ПК тощо) - на контактних товщино-мірах з великою площею контактної головки і тиску не більше 0,01-0,03 мН/м²;

• для м’яких (ПЕ, ПВДХ, ПВХ-П, ГК тощо) – на безконтактних товщино-мірах, які базуються на використанні розсіяного β-випромінювання.

Суть способу:

β-частинки – це електрони чи позитрони, які викидаються з ядра атома радіоактивного ізотопу, наприклад, С¹⁴, N⁶³, СІ³⁶, Тl²⁰⁴ (тритій) з періодом напіврозпаду 1 рік, в момент його переходу у стабільний стан.

Проходячи через тіло і будучи електрозарядними, вони взаємодіють з атомами тіла. Ця взаємодія має характер пружних зіштовхувань, в результаті яких частина їх поглинається тілом. При цьому потік β-частинок зменшується, що і фіксується приладом. Це є мірою товщини плівки.

• для тонких плівок (менше 20 мкм) допускається визначення товщини гравіметричним методом – розрахунком за відомими значеннями маси, площі і густини: h = m/ ρ 1000.

Товщину визначають як середнє арифметичне п’яти значень в різних точках квадрату розміром 20х20 см або через кожні 2 см по всій ширині.

Допуск на товщину:

• для плівок товщиною менше 100 мкм - ±10% від номіналу;

• для плівок більше 400 мкм - ±5% від номіналу.

Приклад дефекту плівки, пов’язаної з різнотовщинністю:

- фалдистість – це нездатність плівки при розмотуванні з рулона вкладатися на площині.

Причина фалдистості – краї або окремі ділянки плівки мають потовщення в середній частині рулона і при намотуванні в рулон плівка деформується.

Фалдистість ускладнює процес нанесення покриття, каширування, друкування, розкрій виробів, сприяє утворенню на плівках зморшок і складок.

Кількісно фалдистість оцінюють коефіцієнтом фалдистості – відношення довжини розтягнутої плівки до довжини цієї ж плівки, вільно вкладеної на площині: К_ф = l_р.п./l_в.п..

Маса плівки в г/м² – стандартно.

Вихід або укривістість (м²/кг) – це число квадратних метрів плівки певної товщини (найчастіше 0,025 мм), що приходиться на 1 кг її маси.

Визначається розрахунковим методом на основі геометричних і масових параметрів плівки і характеризує її економічну ефективність (тобто ціну). Залежить від густини плівки.

Наприклад, d_ПП = 0,88-0,90 г/см³ – вихід 44 м²/кг;

d_ПЕ = 0,91-0,92 г/см³ – вихід 42 м²/кг;

d_Ц = 1,4-1,5 г/см³ – вихід 35 м²/кг;

d_ПЕТФ= 1,23-1,40 г/см³ – вихід 28-31 м²/кг;

d_ПА = 1,42 г/см³ – вихід 27 м²/кг.

Густина плівки (г/см³) характеризує:

• щільність упаковки макромолекул полімеру і, відповідно, його міцність, жорсткість, пористість, проникаючу здатність щодо вологи, пари, газу;

• глянець;

• дозволяє ідентифікувати склад плівки;

• економічний показник – мала густина – менший розхід плівки на одиницю продукції.

Методи визначення:

1) гідростатичний – масу зразка плівки визначають її зважуванням спочатку на повітрі, а потім у рідині відомої густини.

Густину зразка ρ полімерної плівки в г/см³ розраховують за формулою:

ρ = m_п · ρ_в / m_п – (m_в – m_д),

де m_п – маса зразка плівки, зваженої на повітрі, г;

ρ_в - густина води при 20 ⁰С, г/см³, рівна;

m_в – маса зразка плівки з дротиною у воді, г;

m_д – маса дротини у воді, г.

2) флотаційний – за допомогою градієнтної трубки, яка попередньо калібрується за допомогою скляних еталонних кульок відомої густини. Будують графік розподілу густини за висотою трубки.

Градієнтні трубки (вимірювальний циліндр) наповнюють рідинами різної густини, що інертні до полімеру. В результаті дифузії цих рідин по висоті трубки встановлюється певний градієнт густини, що є постійним тривалий час при постійній температурі. Занурений в цю рідину зразок плівки через певний час врівноважується по висоті, на якій його густина рівна густині рідини.

3) дилатометричний – базується на визначенні зміни об’єму рідини, в якій занурений полімер, викликаної зміною об’єму полімеру при нагріванні.

Густина найбільш поширених плівок в межах від 0,90 г/см³ до 2,1 – 2,2 г/см³ для політетрафторетилену.

Поиск по сайту: