IXPE膠帶產(chǎn)品的表面粘連性研究

尹志豇 田原 田然 楊璽

【摘 要】隨著當(dāng)前社會發(fā)展各項(xiàng)新型技術(shù)得以不斷創(chuàng)新研發(fā)，IXPE（輻射交聯(lián)聚乙烯）膠帶產(chǎn)品作為本次研究的主要研究對象，在滿足該IXPE膠帶產(chǎn)品的本身性能及具體涂膠要求前提之下，展開本次實(shí)驗(yàn)研究確定出現(xiàn)交代產(chǎn)品表面粘連的主要成因。并根據(jù)原因?qū)唧w加工工藝、配方、具體包裝運(yùn)輸條件等多方面為研究切入點(diǎn)，尋找對表面粘連加以解決的方法，以此最大限度的保障產(chǎn)品在運(yùn)輸及存儲中，不會發(fā)生與IXPE交代產(chǎn)品的粘連。

【關(guān)鍵詞】IXPE膠帶產(chǎn)品；表面粘連性；電暈

中圖分類號： TQ433.434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）28-0288-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.28.135

IXPE膠帶產(chǎn)品作為發(fā)泡卷材的關(guān)鍵類型之一[1]，同時(shí)也作為輻射交聯(lián)類產(chǎn)品自身特點(diǎn)，化學(xué)交聯(lián)無法競爭的產(chǎn)品之一，大約占據(jù)IXPE的總產(chǎn)量30%[2-3]，IXPE膠帶產(chǎn)品作為目前在各方面領(lǐng)域應(yīng)用的主要產(chǎn)品之一，在當(dāng)前我國各行業(yè)領(lǐng)域市場的銷量，已經(jīng)占據(jù)了國內(nèi)總銷量的20%，且仍然在不斷拓展[4]。但是在不斷對其銷量擴(kuò)大的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)在夏季時(shí)節(jié)將該商品營銷至南方地區(qū)客戶群體中，出現(xiàn)了新的膠帶受熱受壓引發(fā)存儲運(yùn)輸中，自身粘連問題無法正常打開，對客戶的正常使用造成極大影響。

1 實(shí)驗(yàn)方案

通過運(yùn)用連續(xù)生產(chǎn)方案制作得出15倍1mm膠帶型產(chǎn)品樣品應(yīng)用于本次實(shí)驗(yàn)。通過對配方加以調(diào)整，對電暈處理工藝加以改變，處于不同壓力條件及不同溫度下存放，對樣品的粘連情況加以觀察。通過針對本次實(shí)驗(yàn)中所得的試驗(yàn)結(jié)果分析，最終對發(fā)生膠帶產(chǎn)品表面粘連情況的主要成因，尋求針對性的解決方法。在對其產(chǎn)品配方加以調(diào)整過程中，為了能夠加快速度在實(shí)驗(yàn)中采用實(shí)驗(yàn)室樣品制備輔助手段。

2 實(shí)驗(yàn)

2.1 材料及設(shè)備

在本次實(shí)驗(yàn)中主要采用的原材料包括LDPE-0274、EVA-14-2、POE-DF840、AC、助劑；以及設(shè)備包括自制的KDIII-0.5型號電子萬能試驗(yàn)機(jī)發(fā)泡爐、SHJ-58、ELV-8型號的加速器連粒機(jī)、以及105/25、CW1006的高效電子沖擊機(jī)擠出機(jī)。

2.2 制備樣品

在展開本次實(shí)驗(yàn)過程中制品試驗(yàn)樣品步驟如下：通過在雙輥開撿機(jī)內(nèi)部分別加入POE、助劑、PE、EVA以及AC，在機(jī)器設(shè)備內(nèi)混煉之后基于平板硫化機(jī)設(shè)備上，經(jīng)過熱壓熔融冷壓成型，之后將所得到的樣品片經(jīng)過輻射處理之后發(fā)泡，通過測試發(fā)泡樣品的性能。小批量連續(xù)實(shí)驗(yàn)樣品的具體制備步驟如下：首先完成造粒，之后經(jīng)過擠片完成輻照處理之后發(fā)泡，后形成電暈至裁邊，這一完整的生產(chǎn)流程完成樣品制備，展開性能測試。

2.3 試驗(yàn)方法

為了能夠進(jìn)一步對產(chǎn)品后續(xù)的涂膠工藝具體要求加以滿足，勢必需要針對產(chǎn)品完成電暈處理，從而對其表面張力有效提升。通過借助高效電子沖擊機(jī)設(shè)備，針對樣品完成電暈處理，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)電暈具體的輸出功率，確保制片樣品的表面張力相符于預(yù)期數(shù)值。處理之后在達(dá)到25℃、75kg重物的壓置條件下放置樣品，經(jīng)過一段時(shí)間之后對樣品的表面粘連情況仔細(xì)觀察。

2.4 測試方法

（1）借助達(dá)因液對制品表面的張力完成測定；

（2）判定是否粘連，通過借助設(shè)置電壓200V的力矩電機(jī)，反復(fù)卷折樣品，將復(fù)卷情況是否能夠順利完成，作為評判是否發(fā)生粘連的依據(jù)；

（3）依據(jù)GB/T 6343-2010的有關(guān)規(guī)定對制品密度加以測定；

（4）借助GB/T 6344-2010的相關(guān)規(guī)定，對制品的拉伸強(qiáng)度以及斷裂伸長率加以測定，拉空機(jī)的空載速度在100mm/min。

3 討論分析

3.1 配方影響樣品表面粘連性

通過完成對制品的電暈處理之后，產(chǎn)品表面張力達(dá)到38，采用達(dá)因液舊膠帶配方樣品，放置對比普通配方樣品，按照1次/1周的觀察間隔時(shí)間。可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過3周，普通配方樣品都并未發(fā)生粘連，但是舊膠帶配方樣品，僅僅在第1周的時(shí)候出現(xiàn)微微粘連還能夠打開，在第2周已經(jīng)粘連比較嚴(yán)重，在第3周已經(jīng)無法正常打開。由此也表明處于等同條件下的普通配方樣品，相較舊膠帶配方樣品不易粘連。對于此種情況筆者認(rèn)為是由于舊膠帶配方內(nèi)含有較高EVA含量，而EVA又具備了較低的軟化點(diǎn)，因此極為容易出現(xiàn)樣品自身粘連情況。通過對比普通配方樣品及舊膠帶配方樣品的性能，結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)舊膠帶配方樣品的性能較好，而普通配方樣品的性能并未能夠符合客戶應(yīng)用需求。普通配方的性能如下：EVA（20份）、PE（80份）、容重（68kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（173/226%）、拉伸長度（0.84/0.48MPa）；舊膠帶配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（294/239%）、拉伸長度（1.02/0.78MPa）

3.2 電暈處理影響樣品表面粘連性

通過調(diào)整高效電子沖擊機(jī)輸出功率，對樣品的表面張力有所改變，兩者呈正相關(guān)。通過將分別為36、37、38、39達(dá)因不同的表面張力舊膠帶配方樣品，正常放置3周對其粘連情況加以觀察?？梢园l(fā)現(xiàn)并未經(jīng)過電暈處理的舊膠帶配方樣品，并未發(fā)生粘連情況。經(jīng)過電暈處理之后的舊膠帶配方樣品，在放置3周之后均出現(xiàn)不同程度粘連，并且具體粘連的嚴(yán)重程度隨著樣品表面張力的大小而改變，樣品表面張力越高則代表越嚴(yán)重的張力。也由此表明電暈處理程度的逐步增強(qiáng)，極為容易導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生粘連。筆者認(rèn)為主要由于針對樣品完成電暈處理之后，樣品的表面帶上極性基因，會使得表面存在極性化，提升樣品的表面活性。而電暈處理則對樣品的表面粗糙度有效提升，因此也在一定程度上，對樣品表面的機(jī)械嚙合作用有效增加產(chǎn)生粘連。

3.3 不同環(huán)境溫度影響樣品表面粘連性

通過將設(shè)置38達(dá)因表面張力的舊膠帶配方樣品，在達(dá)到25℃、75kg重物的壓置條件下放置樣品，放置1周時(shí)間發(fā)現(xiàn)樣品發(fā)生輕微粘連可以打開。但是在處于夏季高溫11：00～15：00期間暴曬溫度下，放置1周時(shí)間發(fā)現(xiàn)樣品發(fā)生粘連情況無法打開。筆者認(rèn)為出現(xiàn)這一情況主要是由于在膠帶產(chǎn)品的主料內(nèi)含有EVA，而EVA又具備了軟化點(diǎn)較低這一特性[5-6]。因此產(chǎn)品所處的環(huán)境溫度越高，便會與產(chǎn)品的軟化點(diǎn)越接近，進(jìn)而導(dǎo)致引起膠帶樣品出現(xiàn)粘連情況。

3.4 不同壓力影響樣品表面粘連性

通過將設(shè)置38達(dá)因表面張力的舊膠帶配方樣品，在達(dá)到25℃溫度環(huán)境下，設(shè)置不同的重物壓力條件，在放置1周后對比有無重物壓所致影響樣品粘連性。發(fā)現(xiàn)處于75kg重物壓情況下的樣品，在放置1周之后出現(xiàn)輕微粘連，而并未重物壓的樣品則并未發(fā)生粘連情況。

4 解決措施

4.1 調(diào)整配方

在能夠?qū)XPE膠帶產(chǎn)品本身機(jī)械性能及易涂膠基礎(chǔ)之上，借助如下兩種調(diào)整配方策略減緩表面粘連性：

其一，對產(chǎn)品中的PE蠟添加量減少，考慮到PE蠟作為潤滑劑的一種[7]，通過將其運(yùn)用至生產(chǎn)中，會對物料的熔融狀態(tài)自身流動(dòng)性造成較大影響[8]。通過處于不對加工條件造成影響的情況下，減少原本的PE蠟添加量1份至0.5份。對比放置1份PE蠟及0.5份PE蠟的不同添加量，在其他條件等同情況下展開實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)放置0.5份PE蠟的樣品并未發(fā)生粘連情況。這主要是由于對PE蠟的添加量減少之后，減少了小分子物質(zhì)向樣品的表面析出量，因此對樣品所受電暈處理程度有效減少，根據(jù)如上實(shí)驗(yàn)結(jié)果自然減輕了樣品的粘連程度。

其二，通過減少EVA的添加量，在有關(guān)文獻(xiàn)研究中指出POE及EVA彈性體的添加量在27份以內(nèi)，POE相較EVA對PE具體改性成效較優(yōu)，由此可以將部分EVA替代為POE。通過將調(diào)整配方之前的50份EVA調(diào)整至40份，且能夠保證滿足用戶對膠帶產(chǎn)品的性能需求基礎(chǔ)之上，并未將生產(chǎn)成本、加工難易度考慮其中，對新膠帶的配方設(shè)置（見表2）。通過對其展開性能測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過調(diào)整之后的配方能夠滿足用戶對舊膠帶配方樣品的性能需求。新膠帶配方及性能如下：EVA（30份）、PE（60份）、容重（69kg/m2）、PE蠟（0.5份）、厚度（0.96mm）、POE（10份）、斷裂伸長率（312/257%）、拉伸長度（1.09/0.9MPa）；舊膠帶配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（294/239%）、拉伸長度（1.02/0.78MPa）。

4.2 調(diào)整生產(chǎn)工藝

通過根據(jù)上一部分展開的電暈處理程度、復(fù)卷，對樣品粘連性影響研究，筆者發(fā)現(xiàn)針對新膠帶配方樣品相較舊膠帶配方樣品，在不同表面張力情況下的粘連性對比研究，發(fā)現(xiàn)處于張力等同情況下，新膠帶的配方樣品并不容易出現(xiàn)粘連情況，也證實(shí)了通過調(diào)整配方有效減少了產(chǎn)品粘連發(fā)生率。處于常規(guī)情況下產(chǎn)品通常需要達(dá)到38達(dá)因的表面張力，才能夠達(dá)到涂膠要求，通過對生產(chǎn)工藝調(diào)整之后，發(fā)現(xiàn)可以在37達(dá)因表面張力即可達(dá)到要求。在此基礎(chǔ)之上完成復(fù)卷操作有效避免發(fā)生產(chǎn)品粘連情況。

5 結(jié)語

本次研究通過在滿足該IXPE膠帶產(chǎn)品的本身性能及具體涂膠要求前提之下，分析產(chǎn)品表面粘連的主要成因，即配方、電暈處理、不同環(huán)境溫度、不同壓力。根據(jù)原因?qū)唧w加工工藝、配方、具體包裝運(yùn)輸條件等多方面提出對策，最大限度的保障產(chǎn)品在運(yùn)輸及存儲中，不會發(fā)生與IXPE交代產(chǎn)品的粘連。

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