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摘要：本文介紹了EVOH的特性及使用EVOH加工的高阻隔復(fù)合膜的用途；分析和研究了五層共擠EVOH共擠復(fù)合膜機(jī)組在研制中注重考慮和解決的關(guān)鍵技術(shù)問題。確定了五層共擠EVOH高阻隔復(fù)合膜機(jī)組在原材料選?。粩D出機(jī)螺桿設(shè)計(jì)；共擠模具設(shè)計(jì)；冷卻形式；人字板結(jié)構(gòu)；糾偏裝置；卷取機(jī)及張力控制裝置等一系列技術(shù)參數(shù)的選擇。為研究其他相關(guān)產(chǎn)品提供了借鑒和參考?！　￡P(guān)鍵詞：EVOH共擠復(fù)合膜、多層共擠成型技術(shù)、多層共擠成型設(shè)備1 概述　　乙烯-乙烯醇共聚物簡稱EVOH，其與聚偏二氯乙烯（PVDC）和聚酰胺（PA）并稱為世界上三大高阻隔樹脂。由于EVOH樹脂優(yōu)良的阻氣性、透明性、可加工性、耐溶劑性以及近年來人們強(qiáng)調(diào)食品安全問題、食品的保鮮問題、環(huán)境污染等問題，使得EVOH需求快速增長，專家預(yù)測“全球EVOH需求在未來兩三年內(nèi)的增長速度將會達(dá)到12%~15%，而其后到2010年的增長速度將會在10%~12%左右。今后以中國、東南亞為主的地區(qū)有可能對EVOH產(chǎn)生大量的需求。”EVOH的應(yīng)用主流是食品包裝、汽車油箱，約占EVOH總產(chǎn)量的60%以上。我國目前尚不能生產(chǎn)EVOH樹脂，依賴進(jìn)口，國內(nèi)僅有少數(shù)廠家使用進(jìn)口設(shè)備生產(chǎn)共擠復(fù)合膜、中空制品、片材等制品。國內(nèi)制造加工EVOH專用設(shè)備處在探索實(shí)驗(yàn)階段，開發(fā)EVOH加工設(shè)備勢在必行，我們研制了EVOH五層共擠復(fù)合膜專用機(jī)組，旨在探索加工EVOH的經(jīng)驗(yàn)。2 EVOH介紹2.1 EVOH分子結(jié)構(gòu)EVOH分子結(jié)構(gòu)，可視為乙烯-乙烯醇共聚體，其結(jié)構(gòu)為：在EVOH中，通常乙烯組分的含量在30~50mol%范圍內(nèi)。2.2 EVOH性能簡介　　EVOH為半結(jié)晶型熱塑性樹脂，其分子中含有羥基分子和分子間氫鍵彼此強(qiáng)烈的鍵合，使氧氣擴(kuò)散所需的鏈段運(yùn)動嚴(yán)格受分子內(nèi)和分子間內(nèi)聚能限制，分子鏈柔性不，分子間自由運(yùn)動暫時(shí)形成空間幾率小，因此它有很好阻隔性能。EVOH含有羥基易吸收水分，其阻水性較差，在濕度較高的條件下，水對EVOH有增塑作用，氫鍵的鍵合能力下降，鍵段活動能力增加，氣體就容易通過，阻隔性下降，因此，EVOH做高阻隔復(fù)合膜時(shí)配合聚烯烴材料使用?！　∮捎贓VOH是共聚結(jié)構(gòu)，隨著乙烯與乙烯醇組分含量的不同，其性能也相應(yīng)變化，乙烯含量增加，對非極性氣體（氧、二氧化碳、氮）的阻隔性下降而成型加工性能及防潮性能則有所改善。EVOH具有良好耐有機(jī)溶劑性如：耐油脂、耐大多數(shù)化學(xué)品等并具有很高機(jī)械強(qiáng)度、彈性模量、表面硬度、耐氣候性。EVOH加工成的薄膜具有高光澤、低霧度，但其存在易受潮濕影響阻隔性，不易拉伸等不足之處。EVOH與其它包裝材料的透氧測試結(jié)果見表（1）；耐油；耐有機(jī)溶劑性比較結(jié)果見表（2）。2.3 EVOH材料選擇　　EVOH樹脂生產(chǎn)廠家有日本可樂麗公司生產(chǎn)的薄膜級EF-H、EF-F類牌號，日本合成化學(xué)公司生產(chǎn)的薄膜級DT、ET、AT、DC、H類牌號。EVOH一般乙烯含量在28~48mol%之間，用于共擠的EVOH樹脂，乙烯含量一般使用38~44%，熔融指數(shù)一般1.6~3.56。2.4 EVOH共擠復(fù)合薄膜的用途　　EVOH共擠復(fù)合膜作為包裝用膜，可涉及的領(lǐng)域很廣，例如：耐腐蝕化工產(chǎn)品的包裝；桶裝化工產(chǎn)品的內(nèi)襯；農(nóng)藥，醫(yī)藥品的包裝；油料、涂料、有機(jī)調(diào)色劑、化妝品、牙膏的包裝；香辣調(diào)味品、飲料、茶葉、肉制品、冷凍食品、海產(chǎn)品及保鮮食品的包裝等等。3 EVOH五層共擠復(fù)合膜機(jī)組結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)原理3．1 機(jī)組結(jié)構(gòu)　　我公司研制的EVOH五層共擠高阻隔復(fù)合膜機(jī)組結(jié)構(gòu)見圖1。本機(jī)組主要用于折徑250~800mm的EVOH五層共擠高阻隔復(fù)合膜，膜厚0.05~0.15mm，生產(chǎn)速度3~35m/min。3.2 機(jī)組生產(chǎn)原理（1）五臺擠出機(jī)分別將要求的樹脂輸送、塑化、計(jì)量并擠入共擠成型模具。（2）共擠復(fù)合成型模具擠出膜坯，膜坯內(nèi)通入壓縮空氣控制膜泡折徑，在擠出量和折徑恒定條件下，調(diào)整牽引速度可控制薄膜的厚度。（3）雙風(fēng)道冷卻風(fēng)環(huán)對膜泡進(jìn)行冷卻。（4）穩(wěn)泡裝置穩(wěn)定膜泡。（5）垂直旋轉(zhuǎn)牽引完全消除薄膜的“暴筋”。（6）糾偏裝置保證薄膜按設(shè)定的軌跡向前運(yùn)動。（7）張力控制裝置保證薄膜獲得恒定的張力后卷取。4 擠出機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)及主要參數(shù)的選擇　　為了適應(yīng)擠出機(jī)加工不同原料的需要，我們?yōu)閿D出機(jī)設(shè)計(jì)了不同參數(shù)的螺桿，如：PA專用螺桿、EVOH專用螺桿，LLDPE及粘合劑專用螺桿，以保證塑化質(zhì)量與穩(wěn)定擠出。（本文省略其他樹脂螺桿的設(shè)計(jì)）4.1 加工EVOH的螺桿結(jié)構(gòu)及參數(shù)　　EVOH是半結(jié)晶熱塑型樹脂，熔融黏度高，熔融范圍窄，在擠出過程中容易產(chǎn)生熔體滯留，滯留的EVOH分子可出現(xiàn)脫水、形成雙鍵，產(chǎn)生交聯(lián)，出現(xiàn)“凝膠”現(xiàn)象，甚至碳化。為了防止“凝膠”、碳化現(xiàn)象，我們把加工EVOH的螺桿設(shè)計(jì)成全螺紋形成并對螺桿實(shí)施鍍鉻處理，擠出EVOH螺桿參數(shù)選擇為：螺桿直徑在滿足擠出量前提下選取小數(shù)值，以減小EVOH受熱時(shí)間，物料流動速率加快，自潔性加強(qiáng)，EVOH屬剪敏性物料，小的螺桿直徑提供設(shè)定的擠出量，螺桿轉(zhuǎn)速必然提高，利于其粘度降低，這非常利于與其他共擠樹脂粘度匹配。螺桿壓縮比為3~4，常用3：1；長徑比L/D為24~30：1，常用24~26：1（過小的長徑比不利于EVOH塑化并且易帶入空氣，制品中產(chǎn)生氣泡）；加料段長度L1=8~9D，壓縮段長度L2=6~10D，計(jì)理段長度L3=8~13D，三段應(yīng)根據(jù)EVOH乙烯含量確定，如：乙烯含量低L1、L3可短一些。