复杂的模具,再加上如此严格控制的要求,使生产成本昂贵。
一种折中模具的解决方案是大大增厚PA6层,保持薄膜光滑平整,但会导致不必要的材料成本 – 产量越大,成本越高。
开发一种流变性兼容烯烃的PA6
帝斯曼的研发部门在工程热塑性塑料的分子设计领域拥有丰富的经验,曾考虑过一项更直接的解决方案:改良PA树脂本身。我们通过着眼于开发PA6,使其流变性与薄膜最常用的LLDPE树脂相匹配,从而解决这个问题。解决流变不匹配现象但不能改变PA6的机械和化学属性同时,满足食品接触安全也至关重要。否则,材料的氧气/气味阻隔性能与刚性强度下降。
最后,还需要避免出现交链现象。许多流变性接近烯烃的PA6衍生物容易出现交链现象。尽管对于注塑模塑成型而言,这种交链现象是允许的(甚至出于硬度和强度方面的考虑而鼓励这种现象),但是它会导致柔韧性损耗并趋向于刚性,这都会对薄膜性能造成不良影响。
这种解决方案是利用专利技术改良PA6,使PA6的流变曲线几乎与PE的流变曲线完全匹配(图5)。

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改良前后的PA6阻隔性能相当。唯一的本质差异在于
同向性 – 改良的PA6在机械方向与横向的系数比方面可具有高达10%的差异(横向强度通常较低)。
然而,在实际应用中,这种异向性对大多数薄膜而言基本没有影响。与烯烃相匹配的重要参数-流变性提供了最大优势。曲线的相似性实际表明在树脂流向成品时遇到的剪切力和热变化的动态范围内,烯烃和改良的PA6的流动行为和挤出厚度之间的匹配性。换言之,生产流程的正常偏差,不会对薄膜造成不良影响。
改良PA6的主要优势
改良的PA6层厚分布不用依赖于模头设计,因此使一条生产线能生产不同结构的薄膜。改良PA6树脂实现的优点包括降低系统成本、更好地控制层厚均匀性、使阻隔层和粘接层更薄及降低阻隔层挤出机的电机功率等等。
总而言之,改良的PA6的加工优势包括:
· 无需额外的资本支出,因为它能够利用最简易的共挤设备来完成。
· 即使加工参数出现偏差,薄膜仍能保持均匀的厚度分布,从而提供比未改良树脂更为广阔的加工范围。
· 与未改良树脂相比,裁剪的废边更少-与未改良PA6相比,每平方米薄膜的可用量提高。
· 减少流延熔体的颈缩– 这也使得成品薄膜的可用面积比未改良PA6更多。
· 与未改良的树脂相比,具有更出色的薄膜横向稳定性,使生产速度更快
· 与未改良的树脂相比,具有更出色的各层间厚度分布,可节省材料
结论包括:使用改良的PA6的成品比使用未改良PA6的成品可多达4%;产量比未改良PA6高两倍;材料使用比未改良PA6可节省到10%。
准确的节约与机械和产品相关,具体取决于诸多变量。因此,帝斯曼使用微软的Excel电子表单来获取和计算机械和财务成本、操作人力和材料成本、废边节约的金额以及生产线性速度等等,并将所有这些均计入通过使用改良的PA6而获取的潜在节约金额中。
改良PA6的应用
一般而言,改良PA6的应用并不困难,因为特定多层膜的烯烃成分的开发参数通常能够很快适应改良PA6树脂。
此外,帝斯曼设有产品安全部,帮助客户搜寻法规和标准。为此,我们拥有诸多资源,支持使用我们的材料来生产产品,不仅提供我们材料的专知,还提供了设备和生产技术支持。我们能够利用生产能力、加工绩效和终端产品质量方面的创新,拓展性能范围。
研发中其它应用
除流延膜生产之外,改良PA6也应用于多层吹塑薄膜。早期获得非常成功的应用为在直径长达10m的大型膜头上的农业薄膜提供了气密性、强度以及膜泡的稳定性。此薄膜用于覆盖经熏蒸剂处理的土壤,使气体不泄漏,同时还能防止被鸟兽、石头以及残梗刺穿和撕破。
然而,吹塑膜应用并不如流延膜应用那样简易,帝斯曼研发部门正在调研此领域的广泛应用需求。
与此同时,采用改良PA