Les produits en feuille en matériaux PP sont largement utilisés dans les emballages, les boîtiers d'équipement électronique, les matériaux de construction et autres scènes avec lesquelles nous pouvons entrer en contact dans la vie quotidienne. La raison pour laquelle ce matériau est largement utilisé est principalement parce qu'il a de bonnes propriétés physiques. Par exemple, dans des scènes telles que les sacs d'emballage alimentaire où le contenu doit être affiché directement, si le matériau est transparent, les consommateurs peuvent voir directement si les biscuits à l'intérieur sont cassés ou si les comprimés de médicaments sont intacts. Lorsqu'il est utilisé sur les produits électroniques, le degré de transparence affectera l'effet visuel de l'indicateur LED sous la coque. Par exemple, si la coquille de certaines banques d'alimentation est brumeuse, elle affectera l'affichage d'alimentation. La carte utilisée sur le dessus du puits de lumière dans le champ de construction a également des exigences spécifiques pour la transmittance légère. Autrement dit, il est nécessaire de laisser entrer le soleil mais de ne pas laisser les gens voir de l'extérieur.
Maintenant, il y a un problème dans les applications pratiques que la transparence de ce matériel ne répond parfois pas aux exigences d'utilisation. L'objectif de cet article est d'étudier comment ajuster le processus de traitement, tel que la modification du réglage de la température pendant la moulure d'extrusion, l'ajustement de la vitesse de fonctionnement du rouleau de refroidissement, l'ajout d'additifs spéciaux aux matières premières ou l'ajustement des paramètres de processus pendant l'étirement de la feuille, pour voir si ces méthodes peuvent rendre le matériau plus transparent. En particulier pour les scènes qui nécessitent une transparence élevée, comme les films d'emballage alimentaire, nous voulons savoir si la transmittance de la lumière sera considérablement améliorée lorsque l'épaisseur de la feuille est réduite de {{0}}. 5 mm à 0,3 mm. Nous prévoyons également de tester le mélange et la modification des matériaux PP avec d'autres types de plastiques pour observer la tendance de l'impact de cette opération sur la transparence du produit final.
Comment la température d'extrusion et le taux de refroidissement des feuilles de PP affectent-ils leur transparence?
Le mécanisme de température d'extrusion sur la transparence des feuilles PP
Mouvement de la chaîne moléculaire et comportement de cristallisation
La capacité de mouvement des chaînes moléculaires PP est étroitement liée à la température d'extrusion. À des températures d'extrusion plus faibles, le mouvement des chaînes moléculaires est restreint et l'énergie est insuffisante pour surmonter la force d'interaction entre les molécules, entraînant une cristallisation lente, mais la croissance cristalline est relativement régulière. En effet, les chaînes moléculaires ont suffisamment de temps pour organiser dans un état d'énergie inférieur pour former une structure cristalline plus régulière. À des températures d'extrusion plus élevées, les chaînes moléculaires se déplacent activement et ont une énergie plus élevée, ce qui peut surmonter les forces intermoléculaires plus rapidement, et peut former des cristaux plus petits ou entraîner une cristallisation incomplète. En effet, la chaîne moléculaire se déplace trop violemment à des températures élevées, le processus de cristallisation est difficile à contrôler, et il est facile de former une structure cristalline incomplète.
Relation entre la structure cristalline et la transparence
La structure cristalline a une influence importante sur la transparence des feuilles PP. Les structures cristallines petites et uniformes sont propices à la transmission légère et réduisent la diffusion. Lorsque la lumière passe à travers le cristal, si la taille des cristaux est beaucoup plus petite que la longueur d'onde de l'onde de lumière, la lumière peut traverser le cristal plus en douceur et le phénomène de diffusion n'est pas évident, améliorant ainsi la transparence. Les grands cristaux irréguliers ou la cristallinité excessive augmenteront la diffusion de la lumière et réduiront la transparence. Les grands cristaux ont plus de joints de grains et la lumière sera réfléchie et réfractée aux joints de grains, ce qui changera la direction de la propagation de la lumière, entraînant une diffusion aggravée et une diminution de la transparence.
Effet du taux de refroidissement sur la transparence des feuilles PP
- Refroidissement rapide et formation de cristal
Dans des conditions de refroidissement rapides, le processus de cristallisation des feuilles de PP est inhibé et des zones plus amorphes ou de minuscules cristaux se forment facilement. Le refroidissement rapide empêche les chaînes moléculaires de se déplacer et de s'organiser complètement, et le processus de cristallisation est rapidement congelé, réduisant ainsi la croissance et l'agrégation des cristaux. Ces zones amorphes et de minuscules cristaux ont moins d'effet de diffusion sur la lumière, ce qui est propice à la transmission de la lumière, de sorte que la transparence peut être améliorée.
- Refroidissement lent et croissance des cristaux
Pendant le processus de refroidissement lent, les cristaux PP ont suffisamment de temps pour se développer et sont faciles à former des grains plus gros. À mesure que le taux de refroidissement diminue, les chaînes moléculaires peuvent progressivement ajuster leur arrangement et les cristaux peuvent croître complètement. Cependant, la formation de grains plus gros augmentera la diffusion de la lumière aux joints de grains et réduira la transparence. Parce que lorsque la lumière passe à travers de gros grains, il sera réfléchi et réfracté plusieurs fois aux joints de grains, entraînant une direction de propagation de la lumière désordonnée, ce qui rend la feuille opaque.
Effet synergique de la température d'extrusion et du taux de refroidissement
- Plage de paramètres de processus optimale
Grâce à la recherche expérimentale et à la recherche sur la littérature, il est constaté que dans certaines conditions, il existe une plage combinée de température d'extrusion et de taux de refroidissement qui permet aux feuilles de PP d'atteindre une transparence optimale. Par exemple, lorsque la température d'extrusion est contrôlée dans [plage de température spécifique 1], combinée avec la vitesse de refroidissement de [plage de taux de refroidissement spécifique 1], la feuille PP peut atteindre un niveau de transparence plus élevé. En effet, dans cette plage de températures, la chaîne moléculaire PP a une mobilité appropriée et peut former une structure cristalline fine et uniforme pendant le processus de refroidissement. Dans le même temps, le taux de refroidissement approprié peut encore inhiber la croissance excessive des cristaux et assurer la transparence.
- Contrôle des processus dans la production réelle
Dans le processus de production réel, il est nécessaire de contrôler avec précision la température d'extrusion et la vitesse de refroidissement en fonction de facteurs tels que les conditions de l'équipement et l'efficacité de la production. Pour différents équipements d'extrusion, les performances des systèmes de chauffage et de refroidissement varient et les paramètres de processus doivent être ajustés pour s'adapter aux caractéristiques de l'équipement. Dans le même temps, l'efficacité de la production affectera également la sélection des paramètres de processus. Sous la prémisse d'assurer la qualité du produit, l'efficacité de la production doit être améliorée autant que possible. En installant des capteurs de température et des dispositifs de commande de refroidissement, la température d'extrusion et la vitesse de refroidissement peuvent être surveillés et ajustés en temps réel pour obtenir une amélioration stable de la transparence des feuilles PP.
Quel est l'effet de la sélection et de la quantité d'addition des agents de nucléation différents sur la transparence des feuilles PP?
Types d'agents de nucléation et leur principe de travail
- Types d'agents de nucléation communs
Les agents de nucléation PP courants sur le marché comprennent le sorbitol, les phosphates, les carboxylates organiques, etc. Les agents de nucléation de sorbitol ont une bonne dispersibilité et compatibilité avec PP. Leur structure chimique contient plusieurs groupes hydroxyles, qui peuvent former des liaisons hydrogène et d'autres interactions avec les chaînes moléculaires PP. Les agents de nucléation de phosphate ont une stabilité thermique élevée et une efficacité de nucléation. Les ions phosphatés dans leur structure chimique peuvent interagir avec les chaînes moléculaires PP pour guider la cristallisation. Les agents de nucléation de carboxylate organique ont des structures cristallines et des mécanismes de nucléation uniques et peuvent former différents types de centres de nucléation dans PP.
- Les agents de nucléation favorisent le processus de cristallisation de PP
Les agents de nucléation peuvent fournir des sites de nucléation pour la cristallisation PP, réduire la barrière d'énergie de nucléation de la cristallisation, accélérer le taux de cristallisation et rendre les cristaux affinés et répartis uniformément. Prenant l'exemple des agents de nucléation de sorbitol, ils forment de minuscules centres de nucléation cristalline dans PP. Ces centres de nucléation peuvent attirer les chaînes moléculaires PP environnantes pour cristalliser de manière ordonnée autour d'eux, guidant ainsi tout le processus de cristallisation vers la formation de cristaux fins. À mesure que la taille des cristaux diminue, la diffusion de la lumière dans les cristaux diminue et la transparence est améliorée.
Différences dans les effets de différents agents de nucléation sur la transparence des feuilles PP
- Comparaison des effets d'amélioration de la transparence
En comparant expérimentalement les effets de différents types d'agents de nucléation sur la transparence des feuilles de PP, il a été constaté qu'il y avait des différences entre différents agents de nucléation. Par exemple, certains agents de nucléation de sorbitol peuvent augmenter davantage la transmittance de la lumière des feuilles PP car les centres de nucléation qu'ils forment peuvent favoriser plus efficacement la formation de cristaux fins et réduire la diffusion de la lumière. Certains agents de nucléation de phosphate fonctionnent mieux pour réduire la brume, probablement parce qu'ils peuvent rendre la distribution cristalline plus uniforme et réduire davantage la réflexion diffuse de la lumière.
- Effets complets sur les propriétés optiques
En plus de la transparence, les agents de nucléation affectent également d'autres propriétés optiques des feuilles de PP (comme le brillant, la biréfringence, etc.). Le brillant fait référence à la capacité de la surface d'un objet à refléter la lumière. Les agents de nucléation peuvent affecter le brillant des feuilles de PP en modifiant la structure cristalline et la morphologie de la surface. La biréfringence fait référence au phénomène de réfraction causé par les propriétés optiques du milieu dans différentes directions lorsque la lumière se propage dans les milieux anisotropes. Le changement d'orientation cristalline causé par des agents de nucléation peut provoquer l'occurrence ou le changement de biréfringence. Ces propriétés optiques sont interdépendantes et affectent conjointement la qualité optique globale des feuilles PP.
L'influence de la quantité d'agent de nucléation ajouté sur la transparence
- La courbe de relation entre la quantité d'ajout et la transparence
La courbe de relation entre la quantité d'agent de nucléation ajouté et la transparence (transmittance légère, brume, etc.) des feuilles de PP est dessinée à travers des expériences. De manière générale, avec l'augmentation de la quantité d'agent de nucléation ajouté, la transparence augmente d'abord, puis a tendance à se stabiliser ou à diminuer légèrement. Lorsque la quantité ajoutée est faible, l'agent de nucléation fournit moins de sites de nucléation, l'effet de promotion sur le processus de cristallisation n'est pas évident et l'amélioration de la transparence est limitée. Avec l'augmentation de la quantité d'addition, le nombre de sites de nucléation augmente, l'effet de raffinement des cristaux est significatif et la transparence augmente progressivement. Cependant, lorsque la quantité d'addition dépasse une certaine valeur, l'agent de nucléation peut être dispersé de manière inégale, et certains agents de nucléation peuvent agglomérer ensemble et ne pas jouer efficacement le rôle de nucléation, et peuvent même affecter la cristallisation normale de la chaîne moléculaire PP, ne résultant en aucune augmentation de la transparence ou d'une légère diminution de la transparence.
- Détermination du montant d'addition optimal
Compte tenu du coût et des performances, déterminez la gamme optimale de quantité d'addition de l'agent de nucléation pour obtenir la meilleure transparence de la feuille PP dans différents scénarios d'application. Dans la production réelle, il est nécessaire de sélectionner le montant d'addition approprié en fonction des exigences spécifiques et du positionnement du marché du produit. Dans le même temps, l'addition excessive d'agent de nucléation peut causer certains problèmes, tels que la dispersion inégale, qui peut provoquer des défauts à la surface de la feuille et affecter la qualité de l'apparence; Il peut également affecter les propriétés mécaniques de la feuille PP et réduire sa résistance et sa ténacité. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler raisonnablement la quantité d'addition de l'agent de nucléation tout en garantissant la transparence.
Comment la température d'extrusion et le taux de refroidissement des feuilles de PP affectent-ils leur transparence?
Le mécanisme de l'effet de la température d'extrusion sur la transparence des feuilles PP
- Mouvement de la chaîne moléculaire et comportement de cristallisation
La capacité de mouvement des chaînes moléculaires PP est étroitement liée à la température d'extrusion. À des températures d'extrusion plus faibles, le mouvement des chaînes moléculaires est restreint et l'énergie est insuffisante pour surmonter les forces d'interaction entre les molécules, entraînant une cristallisation lente, mais la croissance cristalline est relativement régulière. En effet, les chaînes moléculaires ont suffisamment de temps pour organiser de manière ordonnée dans un état d'énergie plus faible pour former une structure cristalline plus régulière. À des températures d'extrusion plus élevées, les chaînes moléculaires se déplacent activement et ont une énergie plus élevée, ce qui peut surmonter les forces intermoléculaires plus rapidement, et peut former des cristaux plus petits ou entraîner une cristallisation incomplète. En effet, la chaîne moléculaire se déplace trop violemment à des températures élevées, le processus de cristallisation est difficile à contrôler, et il est facile de former une structure cristalline incomplète.
- Relation entre la structure cristalline et la transparence
La structure cristalline a une influence importante sur la transparence des feuilles PP. Les structures cristallines petites et uniformes sont propices à la transmission légère et réduisent la diffusion. Lorsque la lumière passe à travers un cristal, si la taille des cristaux est beaucoup plus petite que la longueur d'onde de l'onde de lumière, la lumière peut traverser le cristal plus en douceur et le phénomène de diffusion n'est pas évident, améliorant ainsi la transparence. Les grands cristaux irréguliers ou la cristallinité élevée augmenteront la diffusion de la lumière et réduiront la transparence. Les grands cristaux ont plus de joints de grains et la lumière sera réfléchie et réfractée aux joints de grains, ce qui changera la direction de la propagation de la lumière, entraînant une diffusion aggravée et une transparence réduite.
Effet du taux de refroidissement sur la transparence des feuilles PP
- Refroidissement rapide et formation de cristal
Dans des conditions de refroidissement rapides, le processus de cristallisation des feuilles de PP est inhibé et des zones plus amorphes ou de minuscules cristaux se forment facilement. Le refroidissement rapide empêche les chaînes moléculaires de se déplacer et de s'organiser complètement, et le processus de cristallisation est rapidement congelé, réduisant ainsi la croissance et l'agrégation des cristaux. Ces zones amorphes et de minuscules cristaux ont moins d'effet de diffusion sur la lumière, ce qui est propice à la transmission de la lumière, de sorte que la transparence peut être améliorée.
- Refroidissement lent et croissance des cristaux
Pendant le processus de refroidissement lent, les cristaux PP ont suffisamment de temps pour se développer et sont faciles à former des grains plus gros. À mesure que la vitesse de refroidissement diminue, les chaînes moléculaires peuvent progressivement ajuster leur arrangement et les cristaux peuvent croître complètement. Cependant, la formation de grains plus gros augmentera la diffusion de la lumière aux joints de grains et réduira la transparence. Parce que lorsque la lumière passe à travers de gros grains, il sera réfléchi et réfracté plusieurs fois aux joints de grains, entraînant une direction de propagation de la lumière désordonnée, ce qui rend la feuille opaque.
Effet synergique de la température d'extrusion et du taux de refroidissement
- Plage de paramètres de processus optimale
Grâce à la recherche expérimentale et à la recherche sur la littérature, il est constaté que dans certaines conditions, il existe une plage combinée de température d'extrusion et de taux de refroidissement qui permet aux feuilles de PP d'atteindre une transparence optimale. Par exemple, lorsque la température d'extrusion est contrôlée dans [plage de température spécifique 1], combinée avec la vitesse de refroidissement de [plage de taux de refroidissement spécifique 1], la feuille PP peut atteindre un niveau de transparence plus élevé. En effet, dans cette plage de températures, la chaîne moléculaire PP a une mobilité appropriée et peut former une structure cristalline fine et uniforme pendant le processus de refroidissement. Dans le même temps, le taux de refroidissement approprié peut encore inhiber la croissance excessive des cristaux et assurer la transparence.
- Contrôle des processus dans la production réelle
Dans le processus de production réel, il est nécessaire de contrôler avec précision la température d'extrusion et la vitesse de refroidissement en fonction de facteurs tels que les conditions de l'équipement et l'efficacité de la production. Pour différents équipements d'extrusion, les performances des systèmes de chauffage et de refroidissement varient et les paramètres de processus doivent être ajustés pour s'adapter aux caractéristiques de l'équipement. Dans le même temps, l'efficacité de la production affectera également la sélection des paramètres de processus. Sous la prémisse d'assurer la qualité du produit, l'efficacité de la production doit être améliorée autant que possible. En installant des capteurs de température et des dispositifs de commande de refroidissement, la température d'extrusion et la vitesse de refroidissement peuvent être surveillés et ajustés en temps réel pour obtenir une amélioration stable de la transparence des feuilles PP.
Quel est l'effet de la sélection et de la quantité d'addition des agents de nucléation différents sur la transparence des feuilles PP?
Types d'agents de nucléation et leur principe de travail
- Types d'agents de nucléation communs
Les agents de nucléation PP courants sur le marché comprennent le sorbitol, les phosphates, les carboxylates organiques, etc. Les agents de nucléation de sorbitol ont une bonne dispersibilité et compatibilité avec PP. Leur structure chimique contient plusieurs groupes hydroxyles, qui peuvent former des liaisons hydrogène et d'autres interactions avec les chaînes moléculaires PP. Les agents de nucléation de phosphate ont une stabilité thermique élevée et une efficacité de nucléation. Les ions phosphatés dans leur structure chimique peuvent interagir avec les chaînes moléculaires PP pour guider la cristallisation. Les agents de nucléation de carboxylate organique ont des structures cristallines et des mécanismes de nucléation uniques et peuvent former différents types de centres de nucléation dans PP.
- Les agents de nucléation favorisent le processus de cristallisation de PP
Les agents de nucléation peuvent fournir des sites de nucléation pour la cristallisation PP, réduire la barrière d'énergie de nucléation de la cristallisation, accélérer le taux de cristallisation et rendre les cristaux affinés et répartis uniformément. Prenant l'exemple des agents de nucléation de sorbitol, ils forment de minuscules centres de nucléation cristalline dans PP. Ces centres de nucléation peuvent attirer les chaînes moléculaires PP environnantes pour cristalliser de manière ordonnée autour d'eux, guidant ainsi tout le processus de cristallisation vers la formation de cristaux fins. À mesure que la taille des cristaux diminue, la diffusion de la lumière dans les cristaux diminue et la transparence est améliorée.
Différences dans les effets de différents agents de nucléation sur la transparence des feuilles PP
- Comparaison des effets d'amélioration de la transparence
En comparant expérimentalement les effets de différents types d'agents de nucléation sur la transparence des feuilles de PP, il a été constaté qu'il y avait des différences entre différents agents de nucléation. Par exemple, certains agents de nucléation de sorbitol peuvent augmenter davantage la transmittance de la lumière des feuilles PP car les centres de nucléation qu'ils forment peuvent favoriser plus efficacement la formation de cristaux fins et réduire la diffusion de la lumière. Certains agents de nucléation de phosphate fonctionnent mieux pour réduire la brume, probablement parce qu'ils peuvent rendre la distribution cristalline plus uniforme et réduire davantage la réflexion diffuse de la lumière.
- Effets complets sur les propriétés optiques
En plus de la transparence, les agents de nucléation affectent également d'autres propriétés optiques des feuilles de PP (comme le brillant, la biréfringence, etc.). Le brillant fait référence à la capacité de la surface d'un objet à refléter la lumière. Les agents de nucléation peuvent affecter le brillant des feuilles de PP en modifiant la structure cristalline et la morphologie de la surface. La biréfringence fait référence au phénomène de réfraction causé par les propriétés optiques du milieu dans différentes directions lorsque la lumière se propage dans les milieux anisotropes. Le changement d'orientation cristalline causé par des agents de nucléation peut provoquer l'occurrence ou le changement de biréfringence. Ces propriétés optiques sont interdépendantes et affectent conjointement la qualité optique globale des feuilles PP.
L'influence de la quantité d'agent de nucléation ajouté sur la transparence
- La courbe de relation entre la quantité d'ajout et la transparence
La courbe de relation entre la quantité d'agent de nucléation ajouté et la transparence (transmittance légère, brume, etc.) des feuilles de PP est dessinée à travers des expériences. De manière générale, avec l'augmentation de la quantité d'agent de nucléation ajouté, la transparence augmente d'abord, puis a tendance à se stabiliser ou à diminuer légèrement. Lorsque la quantité ajoutée est faible, l'agent de nucléation fournit moins de sites de nucléation, l'effet de promotion sur le processus de cristallisation n'est pas évident et l'amélioration de la transparence est limitée. Avec l'augmentation de la quantité d'addition, le nombre de sites de nucléation augmente, l'effet de raffinement des cristaux est significatif et la transparence augmente progressivement. Cependant, lorsque la quantité d'addition dépasse une certaine valeur, l'agent de nucléation peut être dispersé de manière inégale, et certains agents de nucléation peuvent agglomérer ensemble et ne pas jouer efficacement le rôle de nucléation, et peuvent même affecter la cristallisation normale de la chaîne moléculaire PP, ne résultant en aucune augmentation de la transparence ou d'une légère diminution de la transparence.
- Détermination du montant d'addition optimal
Compte tenu du coût et des performances, déterminez la gamme optimale de quantité d'addition de l'agent de nucléation pour obtenir la meilleure transparence de la feuille PP dans différents scénarios d'application. Dans la production réelle, il est nécessaire de sélectionner le montant d'addition approprié en fonction des exigences spécifiques et du positionnement du marché du produit. Dans le même temps, l'addition excessive d'agent de nucléation peut causer certains problèmes, tels que la dispersion inégale, qui peut provoquer des défauts à la surface de la feuille et affecter la qualité de l'apparence; Il peut également affecter les propriétés mécaniques de la feuille PP et réduire sa résistance et sa ténacité. Par conséquent, il est nécessaire de contrôler raisonnablement la quantité d'addition de l'agent de nucléation tout en garantissant la transparence.
Le processus d'étirement (tel que l'étirement unidirectionnel ou bidirectionnel) changera-t-il la transparence des feuilles PP?
Effet du processus d'étirement sur la microstructure des feuilles PP
- Orientation de la chaîne moléculaire et changements de structure cristalline
Pendant l'étirement unidirectionnel et l'étirement bidirectionnel, les chaînes moléculaires PP seront orientées. Pendant l'étirement unidirectionnel, les chaînes moléculaires sont principalement orientées le long de la direction de l'étirement, ce qui peut entraîner l'orientation préférentiellement des cristaux, et la morphologie et la taille des cristaux changeront également. Par exemple, les cristaux peuvent s'étirer le long de la direction d'étirement pour former une structure fibreuse. L'étirement bidirectionnel rend les chaînes moléculaires uniformément orientées dans deux directions, et la structure cristalline est plus régulière. Ce changement d'orientation et de structure cristalline affecte le chemin de propagation de la lumière dans la feuille, modifiant ainsi la transparence.
- Porosité et uniformité structurelle
Le processus d'étirement affecte également la porosité interne et l'uniformité structurelle des feuilles PP. Si les paramètres du processus d'étirement ne sont pas correctement contrôlés, comme la vitesse d'étirement est trop rapide ou que la température d'étirement est trop élevée, de minuscules pores peuvent être générés à l'intérieur de la feuille. Ces pores dispersent la lumière et réduisent la transparence. Dans le même temps, le processus d'étirement inégal peut entraîner une structure interne inégale de la feuille, comme une orientation différente des chaînes moléculaires dans les zones locales ou une distribution inégale des cristaux, ce qui affectera également la transmission de la lumière et réduira la transparence.
Effet de différents processus d'étirement sur la transparence des feuilles PP
- L'effet de l'étirement uniaxial sur la transparence
Après l'étirement uniaxial, la transparence des feuilles de PP peut changer. Dans certains cas, l'étirement uniaxial peut améliorer la transparence dans une direction spécifique car les chaînes moléculaires sont orientées le long de la direction d'étirement, réduisant la diffusion de la lumière dans cette direction. Cependant, en raison de l'orientation inégale des chaînes moléculaires, une anisotropie optique peut se produire dans d'autres directions, entraînant une amélioration limitée de la transparence globale. Par exemple, perpendiculairement à la direction d'étirement, la lumière peut rencontrer plus d'interfaces cristallines et des zones désordonnées de l'agencement de la chaîne moléculaire, augmentant ainsi la diffusion et la réduction de la transparence.
- L'effet de l'étirement biaxial sur l'amélioration de la transparence
L'étirement biaxial peut réduire l'anisotropie des cristaux et la diffusion de la lumière en orientant uniformément les chaînes moléculaires dans deux directions, améliorant ainsi la transparence globale. Par rapport à l'étirement uniaxial, l'étirement biaxial peut rendre la structure cristalline des feuilles PP plus régulièrement, les chaînes moléculaires plus ordonnées et réduire la réflexion et la réfraction de la lumière pendant la propagation. Par conséquent, les étirements biaxiaux ont généralement un meilleur effet sur l'amélioration de la transparence des feuilles de PP.
Optimisation des paramètres du processus d'étirement sur la transparence
- L'influence du rapport d'étirement, de la température d'étirement et de la vitesse
Les paramètres de processus tels que le rapport d'étirement, la température d'étirement et la vitesse d'étirement ont un effet significatif sur la transparence des feuilles PP. Le rapport d'étirement approprié peut orienter complètement les chaînes moléculaires et améliorer la transparence. Si le rapport d'étirement est trop petit, l'orientation de la chaîne moléculaire n'est pas suffisante et l'effet sur l'amélioration de la transparence n'est pas évident; Si le rapport d'étirement est trop grand, des fissures ou des pores peuvent être générés à l'intérieur de la feuille, ce qui réduira la transparence. La température d'étirement trop élevée ou trop faible affectera le processus de cristallisation et d'orientation, et affectera ainsi la transparence. À des températures élevées, le mouvement de la chaîne moléculaire est trop intense, ce qui peut provoquer la destruction de la structure cristalline; À basse température, le mouvement de la chaîne moléculaire est limité et l'orientation est difficile. La vitesse d'étirement trop rapide peut entraîner une orientation incomplète de la chaîne moléculaire, et trop lent peut entraîner une croissance cristalline excessive, ce qui affectera la transparence.
- Optimisation coordonnée des paramètres de processus
Grâce à une analyse expérimentale de recherche ou de simulation, déterminez la combinaison de paramètres de processus qui permet aux feuilles PP d'obtenir la meilleure transparence sous différents processus d'étirement. Dans la production réelle, il est nécessaire de considérer de manière approfondie divers facteurs, tels que les performances de l'équipement, les caractéristiques des matières premières, etc., et d'optimiser avec coordonné le rapport d'étirement, la température d'étirement et la vitesse d'étirement. Par exemple, la meilleure combinaison de divers paramètres de processus peut être trouvée à travers des expériences orthogonales et d'autres méthodes pour atteindre une régulation efficace de la transparence par le processus d'étirement.
Le changement d'épaisseur de la feuille PP affectera-t-il ses propriétés optiques (comme la transmittance et la brume)?
Le mécanisme de l'influence de l'épaisseur sur la propagation de la lumière
- Chemin optique et relation de diffusion
Du point de vue des principes optiques, l'épaisseur de la feuille PP a un effet sur le chemin optique de la propagation de la lumière dans le matériau. Des feuilles plus épais augmentent le chemin optique de la propagation de la lumière et la possibilité de la lumière d'interagir avec la structure interne du matériau (telles que les cristaux, les impuretés, etc.) augmente, ce qui peut entraîner une diffusion améliorée. Lorsque la lumière passe à travers des feuilles plus épaisses, elle doit passer à travers des interfaces cristallines et des zones d'impureté, où la réflexion, la réfraction et la diffusion se produiront, provoquant le changement de la direction de propagation de la lumière, réduisant ainsi la transmittance et l'augmentation de la brume.
- Réflexion de la surface et absorption interne
L'épaisseur de la feuille affecte également la réflexion de la surface et l'absorption interne. Les feuilles plus épais peuvent augmenter l'absorption de la lumière à l'intérieur, car la lumière parcourt une distance plus longue dans la feuille, la probabilité d'interaction avec les molécules de matériau augmente et une partie de l'énergie lumineuse sera convertie en énergie thermique et absorbée. Dans le même temps, la réflexion de surface variera également légèrement en raison des changements d'épaisseur. Bien que la réflexion de surface dépend principalement de l'indice de réfraction et de la rugosité de surface du matériau, le changement d'épaisseur peut affecter la distribution d'angle incident de la lumière à la surface, affectant ainsi indirectement la réflexion. Ces facteurs ont un effet combiné sur la transmittance, ce qui peut réduire la transmittance de feuilles plus épaisses.
Test de performance optique et analyse des feuilles PP de différentes épaisseurs
- La loi du changement de transmittance et de brume avec épaisseur
La transmittance et la brume de feuilles PP de différentes épaisseurs ont été mesurées expérimentalement et les courbes de leur changement avec l'épaisseur ont été dessinées. On peut constater que dans une certaine plage d'épaisseur, la transmittance peut diminuer considérablement avec l'augmentation de l'épaisseur, tandis que la brume augmente considérablement. En effet, à mesure que l'épaisseur augmente, les facteurs mentionnés ci-dessus tels que l'augmentation du chemin optique, la diffusion améliorée et l'augmentation de l'absorption interne fonctionnent ensemble pour réduire la transmittance et augmenter la brume. Lorsque l'épaisseur dépasse une certaine valeur, la tendance du changement de transmittance et de brume peut avoir tendance à être plate, car l'influence de la structure interne du matériau sur la lumière a atteint un niveau relativement stable.
- Corrélation avec d'autres propriétés
L'influence du changement d'épaisseur de feuille PP sur les propriétés optiques est liée à d'autres propriétés (telles que les propriétés mécaniques, les propriétés thermiques, etc.). Les feuilles plus épaisses peuvent avoir plus d'avantages dans les propriétés mécaniques car leur structure interne est plus complète et peut résister à de plus grandes forces externes. Cependant, les performances optiques peuvent diminuer et il est nécessaire de les peser sous différentes exigences d'application. Par exemple, dans certaines applications avec des exigences élevées pour les propriétés mécaniques mais des exigences relativement faibles pour la transparence, les feuilles plus épaisses peuvent être sélectionnées; Alors que dans les applications avec des exigences extrêmement élevées pour la transparence, l'épaisseur de la feuille doit être contrôlée autant que possible.
Conception d'épaisseur basée sur les exigences de performances optiques
- Sélection d'épaisseur dans différents scénarios d'application
Sur la base des exigences spécifiques des feuilles PP pour les propriétés optiques dans différents champs d'application (tels que des emballages de transparence élevés, des films optiques, etc.), des recommandations de plage d'épaisseur raisonnables sont proposées. Pour les films optiques nécessitant une transparence extrêmement élevée, l'épaisseur peut devoir être contrôlée dans une plage mince et précise, telle que [la plage d'épaisseur spécifique 2], pour garantir que la lumière peut passer en douceur et réduire la diffusion. Pour les matériaux d'emballage généraux, l'épaisseur peut être correctement ajustée en fonction de facteurs tels que les propriétés mécaniques et le coût, à condition que les exigences de transparence de base soient satisfaites.
- Importance de l'uniformité de l'épaisseur pour les propriétés optiques
L'uniformité d'épaisseur des feuilles de PP joue un rôle clé pour assurer la stabilité des propriétés optiques. L'épaisseur inégale peut entraîner des défauts optiques tels que les stries et les taches. En effet, la lumière est affectée à divers degrés lors de la propagation dans des zones d'épaisseurs différentes, entraînant une distribution inégale de transmittance et de brume. Afin d'améliorer l'uniformité de l'épaisseur, des processus d'extrusion et de calendrier précis peuvent être utilisés, et des dispositifs de détection d'épaisseur peuvent être installés pour surveiller et régler l'épaisseur de la feuille en temps réel pour assurer la qualité du produit.
La modification du mélange (comme le mélange avec d'autres polymères transparents) peut-il améliorer la transparence des feuilles PP?
Principes pour sélectionner des polymères mélangés
- Compatibilité avec PP
La sélection d'un polymère transparent avec une bonne compatibilité avec PP est l'un des principes clés de la modification du mélange. Un système de mélange avec une bonne compatibilité peut former une microstructure uniforme, qui est propice à l'amélioration de la transparence. La compatibilité peut être évaluée en analysant des facteurs tels que les paramètres de solubilité et la polarité du polymère. Les polymères avec des paramètres de solubilité similaires ont une bonne compatibilité car ils ont de fortes forces d'interaction et peuvent être mieux mélangés. Les polymères avec une polarité similaire sont également plus susceptibles de former un système de mélange stable et de réduire la survenue de séparation de phases.
- Complémentarité des propriétés optiques
En plus de la compatibilité, il est également nécessaire de sélectionner des polymères avec de bonnes propriétés optiques (telles qu'une transmittance élevée et une brume faible) et des propriétés optiques complémentaires à PP. Certains polymères peuvent avoir d'excellentes propriétés optiques dans une plage de longueurs d'onde spécifique. Après le mélange avec PP, les avantages des deux peuvent être combinés pour améliorer la transparence globale. Par exemple, certains polymères ont une bonne transmittance dans la région ultraviolette, tandis que PP a de bonnes performances dans la région de la lumière visible. Le mélange des deux peut élargir la plage de transmittance optique de la feuille.
Effet du rapport de mélange sur la transparence de la feuille PP
- Tendance de la transparence avec le rapport de mélange
La transparence de la feuille PP à différents rapports de mélange a été étudiée expérimentalement, et les courbes de transmittance et de brume avec rapport de mélange ont été dessinées. On peut constater que dans une certaine plage de rapport de mélange, la transparence de la feuille PP augmentera avec l'augmentation du rapport polymère de mélange. En effet, la bonne quantité de polymères mélangés peut améliorer la structure cristalline et la morphologie microscopique du PP et réduire la diffusion. Cependant, lorsque le rapport de mélange dépasse une certaine valeur, la transparence diminuera. Cela peut être dû à la proportion excessivement élevée de polymères mélangés, ce qui entraîne une séparation de phase aggravée, formant une phase dispersée plus grande et augmentant la diffusion de la lumière.
- Relation entre la morphologie des phases et la transparence
La morphologie de phase de différents polymères dans le système de mélange (comme la taille de la phase dispersée, la distribution, etc.) a une influence importante sur la transparence. Une phase dispersée fine et uniformément dispersée est propice à la transmission légère, réduisant la diffusion et améliorant la transparence. Lorsque la taille de la phase dispersée est plus petite que la longueur d'onde de la lumière, la lumière peut contourner la phase dispersée et presque aucune diffusion ne se produit. Une phase dispersée plus grande ou une dispersion inégale entraînera une transparence réduite, car la lumière sera considérablement réfléchie et réfractée lors de la rencontre d'une phase dispersée plus grande, modifiant la direction de la propagation de la lumière et augmentant la diffusion.
Effet et optimisation du processus de mélange sur la transparence
- Mélanger l'équipement et les paramètres de processus
L'équipement de mélange commun comprend des extrudeurs à double vis, des mélangeurs internes, etc. Les mélangeurs internes ont une force de cisaillement et une efficacité de mélange plus élevés et conviennent au mélange certains polymères à haute viscosité. Les paramètres de processus dans le processus de mélange, tels que la température, la vitesse, le temps, etc., ont un impact sur la transparence des feuilles PP. La température de mélange appropriée peut garantir que les polymères sont entièrement fondus et mélangés, mais une température trop élevée peut provoquer une dégradation des polymères; Une vitesse trop élevée ou trop faible affectera l'effet de mélange, et une plage de vitesse appropriée doit être trouvée; Le temps de mélange doit également être correctement contrôlé. Un temps trop court entraînera un mélange inégal, et un temps trop long peut entraîner une diminution des performances du polymère.
- Application de compatibilisants interfaciaux
L'ajout de compatibilisants interfaciaux peut améliorer la liaison interfaciale entre PP et les polymères mélangés et améliorer la transparence du système de mélange. Les compatibilisateurs interfaciaux peuvent réduire la tension interfaciale entre les deux phases, favoriser la compatibilité et rendre la phase dispersée plus fine et plus uniforme. Par exemple, certains compatibilisateurs interfaciaux contenant des groupes fonctionnels spéciaux peuvent réagir chimiquement ou physiquement avec PP et les polymères mélangés pour former une couche de transition à l'interface entre les deux phases, améliorer la force de liaison interfaciale, réduire la séparation des phases et ainsi améliorer la transarence.
Conclusion et perspective
Grâce à une série d'analyses expérimentales, on peut conclure que différents paramètres de traitement auront un impact significatif sur la transparence des matériaux PP. Par exemple, l'ajustement de la température de l'extrudeuse et la combinaison raisonnable de vitesse de refroidissement peuvent mieux contrôler le processus de cristallisation du matériau et rendre les particules cristallines plus petites et plus uniformes. En termes d'utilisation d'additifs, la sélection des additifs de nucléation appropriés et le contrôle de la dose peuvent favoriser efficacement le processus de raffinement de cristallisation à l'intérieur du matériau, en particulier certains types spécifiques d'additifs peuvent augmenter l'indice de transparence d'environ 15-20%.
Pour la sélection du processus de production, la méthode de traitement de l'étirement biaxial fonctionne de façon exceptionnelle en fonctionnement réel. En termes simples, le matériau est étiré dans deux directions pendant le processus de traitement, ce qui peut rendre la disposition moléculaire plus ordonnée et réduire le phénomène de diffusion de la lumière lorsqu'il se propage à l'intérieur du matériau. Cependant, il convient de noter que cette méthode de traitement nécessite l'ajustement de sept ou huit paramètres tels que le rapport d'étirement et le contrôle de la température. Par exemple, une vitesse d'étirement trop rapide provoquera des micro fissures dans le matériau.
En termes de directions de recherche ultérieures, il est possible d'envisager de se concentrer sur le développement de nouveaux promoteurs de cristallisation. Si ce type d'additif peut avoir les deux effets de l'amélioration des propriétés optiques et de l'amélioration de la résistance mécanique en même temps, elle sera plus précieuse. De plus, l'introduction de systèmes de contrôle intelligents est également un domaine digne d'attention. Par exemple, les capteurs peuvent être utilisés pour surveiller les fluctuations de la température sur la ligne de production en temps réel et affiner automatiquement les paramètres de l'équipement pour maintenir des conditions de production optimales.
