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一、引言 　　 由于復(fù)合薄膜可以把各層薄膜材料的優(yōu)異性能結(jié)合起來(lái)，所以，這種復(fù)合材料在包裝行業(yè)以及工農(nóng)醫(yī)等其他行業(yè)中都得到廣泛應(yīng)用。 　　在包裝行業(yè)，一種常用包裝袋復(fù)合材料就是紙／PE／鋁箔／PE四層材料的復(fù)合。不少工廠在這種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中三個(gè)界面上使用粘合劑，而在某些場(chǎng)合下，在粘合這四種基材時(shí)，使用了三個(gè)不同的工藝程序或在順列式層合機(jī)上完成復(fù)合過(guò)程。有些工廠則通過(guò)擠出工序把紙張復(fù)合到金屬箔上去。同時(shí)，這種復(fù)合材料還要經(jīng)過(guò)PE層的擠出涂布工序，或者使得原有基材與PE層之間實(shí)施粘結(jié)層合。 　　在醫(yī)藥行業(yè)，常用的一種復(fù)合材料是通過(guò)聚酯／PE／鋁箔／PE的組合而成。這種組合加工情況與上述相似。所有這四種基材的復(fù)合結(jié)構(gòu)都可以經(jīng)過(guò)粘結(jié)層合工藝方法加工?？赡懿煌幘褪蔷埘ィ疨E的復(fù)合可以采用共擠層合新工藝。而這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的最后工序仍然可能是擠出涂布或粘結(jié)層合，把PE層復(fù)合上去。 　　從以上兩個(gè)應(yīng)用實(shí)例中可以看出，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)薄膜材料是一種鮮明特色的加工模式。同時(shí)，復(fù)合材料中都包含有PE層，因而必然會(huì)存在這樣一個(gè)問(wèn)題，如何選擇最合適的加工操作工藝及方法。另外，PE可以是單層，也可能是多層；而PE材料的引入，可以是在粘結(jié)層合中使用PE薄膜，也可在擠出工藝中使用PE顆粒。 　　二、復(fù)合薄膜加工特點(diǎn) 　　多層復(fù)合薄膜的加工方法很多，歸納起來(lái)主要有涂布法、層壓法和共擠法等。在加工制備這種復(fù)合材料時(shí)，既可以用塑料薄膜與另一種塑料薄膜或涂料復(fù)合，也可以與紙張、布料和金屬箔（如鋁箔）等非塑料材料通過(guò)加熱或粘接作用粘合在一起。 　　涂布法中常見(jiàn)的有輥筒涂布法和擠出涂布法等。輥筒涂布法就是使用輥筒涂布機(jī)把粘性涂料定量地涂覆到薄膜表面。下輥從涂槽中沾起涂料把它傳給第二輥或直接涂到移動(dòng)的薄膜上，而此時(shí)的薄膜夾在涂膠輥和壓緊輥之間，涂層厚度取決于涂料的粘性及薄膜所通過(guò)的兩輥筒間的間隙。為了精確控制涂層厚度，制成很薄的涂層時(shí)，可采用三輥或四輥涂布機(jī)，其余兩輥的作用是精確地計(jì)算涂料用量，因而就稱(chēng)為計(jì)量輥。涂層厚度的控制就取決于計(jì)量輥的間隙和輥筒的轉(zhuǎn)速等因素。擠出涂布法就是把熔融的擠出層復(fù)合到基材上的一個(gè)過(guò)程?；目梢允羌垙?、金屬箔或者塑料薄膜，只要它們都能經(jīng)受得住擠出的熔融聚合物的溫度即可。熔融聚合物實(shí)際上是一種可以在基材上流動(dòng)的高粘性液體。正是由于這個(gè)流動(dòng)過(guò)程，聚合物才能完全均勻地覆蓋整個(gè)基材表面。對(duì)于像紙張那樣的多孔基材而言，也能進(jìn)入不怎么平滑的空隙中。上述兩種物理現(xiàn)象對(duì)于提高粘合力都是十分重要的。 　　層合法中常見(jiàn)的有擠出展合法和薄膜層合法等。擠出層合的加工操作過(guò)程就是通過(guò)熔融聚合物兩種基材的復(fù)合。在這種復(fù)合工序中，擠出物進(jìn)入兩個(gè)輥筒之間的間隙后再相互結(jié)合一起。兩種基材也經(jīng)過(guò)每個(gè)輥筒進(jìn)入間隙。所以，擠出物就處于這兩層基材中間。從這個(gè)加工過(guò)程中可以看到，擠出層合法與擠出涂布法一樣，聚合物流動(dòng)、基材均勻性以及特有的粘結(jié)力，是控制最終復(fù)合材料三層結(jié)構(gòu)之間復(fù)合程度和性能的主要因素。 　　薄膜層合法的加工工藝與上述幾種加工工藝完全不同，這種方法是通過(guò)層合粘結(jié)劑使一層薄膜與另一層基材——薄膜、紙張或金屬箔結(jié)合起來(lái)。粘結(jié)劑涂復(fù)到層合基材的表面，如果它含有溶劑或水時(shí)，需要置于爐子上烘干，然后，使其在加熱的輥筒間隙中通過(guò)加壓后使其與另一基材相結(jié)合。如果最終復(fù)合材料超過(guò)兩層以上，那么需要另外的層合加工工序。薄膜層加工操作過(guò)程中的粘接力取決于層合粘結(jié)劑的性能。首先，它必須具有足夠的凝聚強(qiáng)度和必要的粘合強(qiáng)度，這樣才能確保每一層基材相互牢固結(jié)合起來(lái)。此外，其他的一些參數(shù)，諸如涂布重量、輥隙溫度、操作水平等同樣也會(huì)影響到復(fù)合材料的最終結(jié)合程度。 　　共擠法是一種較新的加工工藝，這種方法將多種聚合物熔體由一個(gè)特殊模頭匯集在一起，成為由多層不同聚合物熔融體構(gòu)成的薄膜狀熔體流，經(jīng)冷卻得到兩層、三層或更多層的共擠出復(fù)合薄膜材料。由于每一種樹(shù)脂分別在獨(dú)立的擠出機(jī)中熔融，再通過(guò)共擠出模具并使熔體保持在均勻一致的各層中而不混合，因此，在設(shè)計(jì)共擠出工藝過(guò)程及其專(zhuān)用模具時(shí)，必須很好地應(yīng)用聚合物流變學(xué)理論及技術(shù)。共擠法經(jīng)常聯(lián)合使用幾個(gè)不同尺寸的擠出機(jī)同時(shí)向模頭中輸送熔體，因而，模頭結(jié)構(gòu)是一關(guān)鍵裝置，此外，擠出機(jī)尺寸及螺桿轉(zhuǎn)速、熔體壓力、熔體溫度擠出機(jī)功率等都會(huì)影響到復(fù)合薄膜中各層厚度。 　　三、充分利用涂層功能 　　對(duì)于上述涂布法、層壓法及共擠法中，都要涉及到一個(gè)在擠出工藝操作中十分重要的因素——使用涂層而提高復(fù)合粘接力，因而它也稱(chēng)為粘合層。再以上述醫(yī)藥包裝中常用的復(fù)合薄膜聚酯／PE／鋁箔／PE為例，這實(shí)際上是一種簡(jiǎn)化了的表示方式，這種復(fù)合薄膜材料的結(jié)構(gòu)應(yīng)是聚酯／涂層／PE／鋁箔／涂層／PE。要使聚酯層牢固地粘合到PE層上，兩者之間有必要增加一層涂料，同理，鋁箔層與PE層之間也必須有涂層，才能在這兩層基材之間形成足夠強(qiáng)度的粘接力。 　　在復(fù)合操作工序進(jìn)行之前，在一個(gè)基材上施加涂層需要某些專(zhuān)用設(shè)備，例如，涂覆機(jī)和干燥機(jī)等。在很多情況下，像聚氨酯（Polyurethane）或聚酯（polyester）等熔劑那樣的層合粘結(jié)劑可以作為涂層。按照一般的使用經(jīng)驗(yàn)知道，把它們用作粘結(jié)劑時(shí)，其用量大約是普通涂料的一半。此外，聚乙烯亞胺（PEimine）或乙烯丙烯酸（ethylene acrylic acid）等聚合物也可用于專(zhuān)門(mén)的粘結(jié)劑涂料。 　　與涂布法和層壓法等工藝相比，共擠法可以免掉涂布粘結(jié)劑的這一步驟，或者可以大大減少粘結(jié)劑用量，這樣，可以有效地避免粘合劑干燥時(shí)的溶劑污染或引起著火的嚴(yán)重缺陷，因此，共擠法的加工工藝有著可能替代其他復(fù)合工藝的趨勢(shì)。但是，許多層材料共擠壓在一起，如果兩種聚合物之間粘性不足，影響到最終薄膜產(chǎn)品的整體粘合效果，也就是說(shuō)在受到足夠大外力作用下，層與層之間仍然有可能分離開(kāi)的后果。在這種情況下，就得增加粘合層，也就是涂料。通過(guò)它緊密粘接兩種材料層，即能保證多層材料的結(jié)構(gòu)完整性。粘合層也必須在一個(gè)專(zhuān)用擠出機(jī)中熔化，作為單獨(dú)增加的一層送入模具。在復(fù)合結(jié)構(gòu)上，除共擠出三層結(jié)構(gòu)薄膜，即兩層基材之間增加粘合層作為粘結(jié)材料以外，超過(guò)四層的共擠薄膜也已很常見(jiàn)。例如，已知EVOH薄膜材料具有優(yōu)異的防潮性，如果需要用它作為可防止潮氣滲透層，那么，就要讓它夾在兩層聚合物薄膜之間，再加上兩層粘合涂層，實(shí)際上此復(fù)合結(jié)構(gòu)是由五層組成了。盡管來(lái)自單臺(tái)擠出機(jī)的樹(shù)脂熔體可以供給共擠薄膜的結(jié)構(gòu)為雙層或更多層，但每種新型樹(shù)脂都必須有專(zhuān)用的擠出機(jī)。 　　四、加工方法選擇因素 　　如何選擇合適的復(fù)合塑料薄膜，這是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題，在選擇復(fù)合薄膜加工方法時(shí)，要考慮下述各項(xiàng)因素。 　　1．首要的選擇因素就是加工方法的確定，要取決于現(xiàn)有的設(shè)備狀況。如果包裝材料廠目前只配置層合薄膜生產(chǎn)線，那么，只能根據(jù)這種設(shè)備利用層壓法加工復(fù)合薄膜材料。同理，如果只具備擠出機(jī)的工廠必然應(yīng)用擠出涂布或擠出層合法加工各種復(fù)合結(jié)構(gòu)的薄膜。但是，對(duì)于既具備層合機(jī)又具備擠出機(jī)的那些工廠而言，則有必要認(rèn)真考慮應(yīng)該選擇何種加工技術(shù)為主，此時(shí)，經(jīng)濟(jì)性總是第一位的。 　　2、從降低成本和提高效率的角度出發(fā)，擠出加工工藝以長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)為宜。有時(shí)候，材料加工廠需要完成小批量生產(chǎn)任務(wù)，甚至只要幾個(gè)小時(shí)即可實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，應(yīng)用薄膜層合法的加工工藝是可以選擇的一種合適方法。因?yàn)?，擠出加工工藝生產(chǎn)線必須有較長(zhǎng)時(shí)間的不停運(yùn)轉(zhuǎn)才能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。要使擠出工藝過(guò)程中所有工藝參數(shù)處于相對(duì)協(xié)調(diào)平衡條件時(shí)，所需必要時(shí)間總是比薄膜粘結(jié)層合法工藝過(guò)程長(zhǎng)得多。所以，每當(dāng)擠出工藝生產(chǎn)線達(dá)到平衡協(xié)調(diào)狀態(tài)后，就得讓它連續(xù)不停地運(yùn)轉(zhuǎn)盡可能長(zhǎng)的時(shí)間。 　　3、對(duì)于一個(gè)正欲購(gòu)置新加工設(shè)備的材料加工廠而言，設(shè)計(jì)出來(lái)的生產(chǎn)線可使用薄膜層合法，也可使用工藝法，此時(shí)，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)理論分析，肯定會(huì)起到很大作用。雖然，擠出工藝設(shè)備的投資費(fèi)用要比簡(jiǎn)單的薄膜層合工藝設(shè)備更貴，但是，具備多種選擇或輔助設(shè)備的大型薄膜層合設(shè)備就有可能比大多數(shù)普通擠出生產(chǎn)線還要貴。 　　不過(guò)，擠出工藝可能提供材料加工廠使用多樣聚合物的廣泛機(jī)會(huì)。薄膜使用部門(mén)受到了薄膜加工部門(mén)供應(yīng)薄膜類(lèi)型的限制。裝備擠出機(jī)的工廠可以選擇各種類(lèi)型的PE材料。他們可以使用共擠物，甚至可以使用混合物，因而獲得了更多的材料選擇機(jī)會(huì)。 　　4、一個(gè)材料加工廠在選擇薄膜復(fù)合加工技術(shù)時(shí)，要完成的工藝程序與次數(shù)也是一項(xiàng)很重要的因素。層合法加工工藝在生產(chǎn)多層薄膜結(jié)構(gòu)材料時(shí)很可能需要比擠出工藝法更多的加工程序，而在與共擠法相比時(shí)，這種情況尤為突出。共擠加工過(guò)程實(shí)際上是兩種或更多種熔融聚合物組合成單一擠出物。共擠法具有很多優(yōu)點(diǎn)，其中包括可能降低高檔聚合物的使用量，可使用再循環(huán)聚合物和減小薄膜厚度等等。值得指出的是，共擠法加工工藝的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)就是可以減少加工最終復(fù)合薄膜材料所必要的工藝次數(shù)。從理論上講，在打開(kāi)模具次數(shù)為常數(shù)條件下，單臺(tái)擠出機(jī)可以生產(chǎn)出很多不同層的復(fù)合薄膜材料。 　　縱觀以上討論的各種復(fù)合薄膜材料的加工方法及特點(diǎn)，要實(shí)現(xiàn)合理的選擇必須考慮到很多影響因素，這意味著很難說(shuō)有一種適應(yīng)任何加工專(zhuān)門(mén)包裝復(fù)合薄膜材料的最佳方法。因此，在具體選擇何種最佳加工方法時(shí)，全面地仔細(xì)分析各種影響因素是非常必要的。