Полиэтиленовые пакеты типа «Майка»

Правила приемки: пленку принимают  партиями (количество пленки одного размера, сорта и марки, изготовленной  из полиэтилена одной марки, массой не менее 50 кг и не более 60 тонн, сопровождаемой одним документом о качестве).

Для проведения испытаний  от каждого рулона отрезают по две  полосы и измеряют толщину, а также  минимальное и максимальное отклонения от номинальной толщины. Затем определяют также ширину пленки, длину, внешний  вид, прочность при растяжении и  др. Пленку наматывают в рулоны на пластмассовые  втулки, шпули картонно-бумажные, стержни. Рулоны пленки упаковывают в один–два слоя бумаги или пленочных отходов  от производства полиэтиленовой пленки. Пленку транспортируют всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах  в соответствии с правилами перевозок  грузов. Изготовитель должен гарантировать  соответствие пленки требованиям настоящего стандарта при соблюдении условий  упаковки, транспортирования и хранения. Гарантийный срок хранения пленки — 3 года со дня изготовления.

Для усовершенствования материала необходимо ввести в состав дополнительные добавки, которые позволят упрочнить материал, а также позволит переносить покупателю пакеты большей массы. Также прочность увеличит поставки и снизит стоимость на затрату некоторого количества полиэтилена на производстве. Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путем получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом, полиизобутиленом, каучуками и т.п.

На основе полиэтилена  могут быть получены многочисленные модификации – привитые сополимеры с активными группами, улучшающими  адгезию к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т.д.

 

 

 

1.3 Преимущества  и недостатки выбранного материала  тары

Пакеты типа «майка» изготавливаются  из двух видов полиэтилена: высокого давления и низкого давления.

Полиэтилен  высокого давления (ПВД)

Получают полиэтилен методом  радикальной полимеризации этилена  в реакторах трубчатого и автоклавного типов при давлении от 1600 до 2100 атм. Выпускается в виде базовых марок  и композиций.

Особняком стоят модификации  так называемого «сшитого» полиэтилена  ПЭ-С (PE-X). Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются  не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют  цепочки между собой, за счет этого  достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.

Различают 4 вида сшитого  полиэтилена (по способу производства): пероксидный, силановый, радиационный и азотный. Наибольшее распространение  получил РЕх-b, как наиболее быстрый  и дешёвый в производстве.

Достоинства ПВД:

• Стоек к парам и воде
• Устойчив к разрывам и ударам
• Высокая пластичность
• Выдерживают достаточно большой вес

Недостатки ПВД:

• Низкая прочность
• Пониженная морозостойкость

Небольшой недостаток полиэтилена  высокого давления заключается в  том, что пакеты из этого материала  приходится делать толще, так как  у них меньше изначальная прочность, что в свою очередь приводит к  повышению цены изготовления, в отличии  от пакетов, изготовленных из полиэтилена  низкого давления. Также, есть и достоинства, такие пакеты меньше подвержены деформации и логотип, или реклама смотрятся на таком типе пакета гораздо эффектнее и живут намного дольше.

Полиэтилен  низкого давления (ПНД) применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твердых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды.

Переработка ПНД.

Полиэтилен (кроме сверхмолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как  экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена  возможна на оборудовании с установленным  «универсальным» червяком.

Область применения ПНД:

• изготовление пленок и пленочных изделий для упаковки промышленных товаров, пищевых, фармацевтических, сельскохозяйственных продуктов и реактивов;
• выдувных изделий, напорных труб;
• литьевых мало- и крупногабаритных, профильно-погонажных изделий;
• антикоррозионное покрытие аппаратов и труб, работающих в агрессивных сред.

Достоинства ПНД:

• Низкая степень ветвления молекул (большие межмолекулярные силы и прочность на разрыв)
• Более жесткий
• Устойчив к высоким температурам
• Устойчив к различным маслам и химикатам
• Малый вес
• Пыле- и водонепроницаемость
• Высокие теплоизолирующие свойства
• Низкая стоимость

Недостатки ПНД:

• Непрозрачный
• Высокая хрупкость

Однако существует еще  один материал для пакетов типа «Майка», он называется вторичный полиэтилен. Минус таких пакетов – менее  презентабельный вид. Пакеты из вторичного полиэтилена, далеко не всегда обладают ровной структурой. Основной довод  в пользу материала – большая  денежная экономия, а в финансовом деле это далеко немаловажно.

Также на рынке существует множество пакетов, изготовленных  из других материалов:

• мелованная бумага (применяется для более высококачественного и полноцветного изображения на пакете, однако такой пакет нее выдержит больших нагрузок, что является основным недостатком)
• картона (основные плюсы – высокое качество и прочность, однако при намокании такой пакет не будет годен к эксплуатации)
• фактурной бумаги Imitlin (целлюлозная влагостойкая бумага с тиснением «под лен»)
• крафт-бумаги (бумага из слабопроваренной длинноволокнистой сульфатной целлюлозы )

В настоящее время существует два основных способа производства пленки методом экструзии: получение  рукава с раздувом и плоскощелевая  экструзия методом полива на охлаждаемый  барабан или через каландровые  валы.

Метод экструзионной обработки  позволяет получить ряд преимуществ:

• интенсифицировать производственный процесс;
• повысить степень использования сырья;
• получить готовые к применению пищевые продукты или создать для них компоненты, обладающие высокой сгущающей водо- и жироудержи-вающей способностью;
• снизить производственные затраты (расходы тепла, электроэнергии);
• снизить трудовые затраты;
• расширить ассортимент пищевых продуктов;
• повысить усвояемость;
• снизить микробиологическую об-семененность продуктов;
• уменьшить загрязнение окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Физико – механические, запечатываемые свойства материала

Полиэтилен – термопластичный  полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы – СН₂ - СН₂ - СН₂ - , где «-» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Представляет собой воскообразную массу белого цвета, которая является морозостойкой, не чувствительной к ударам, при охлаждении - застывает, при нагревании – размягчается.

Полиэтилен высокого давления образуется при следующих условиях:

• температура 200 – 260 ^оC
• давление 150 - 300 МПа
• присутствие инициатора (кислород или органический пероксид)

Макромолекулы полиэтилена  высокого давления содержат боковые  углеводородные цепи С₁ – С₄

Полиэтилен низкого давления образуется при следующих условиях:

• температура 120 – 150 ^оC
• давление ниже 0,1 - 2 МПа
• присутствие катализатора (катализатор Циглера-Натта, смесь TiCl₄ и AlR₃)

Проведя сравнительный анализ и изучив состав материала, из которого изготавливают пакеты можно сказать, что полиэтилен низкого давления более устойчив к действию воды, не реагирует с щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже концентрированной серной кислоты, но разлагается при действии 50%-ой азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора.

При комнатной температуре данный полиэтилен не растворим, и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 °C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде. Под высоким давлением может быть растворен в перегретой до 180 °C воде.

Со временем, деструктурирует  с образованием поперечных межцепных  связей, что приводит к повышению  хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение  полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др.

Образование в ПЭ пленке при ее эксплуатации значительного  числа карбонильных групп приводит к повышенной способности ПНД поглощать кислород, следствием чего является образование во вторичном сырье винильных и винилиденовых групп, которые значительно снижают термоокислительную стабильность полимера при последующих переработках, инициируют процесс фотостарения таких материалов и изделий из них, снижают срок их службы.

Наличие карбонильных групп  не определяет ни механические свойства (введением их до 9 % в исходную макромолекулу  не оказывает существенного влияния  на механические свойства материала), ни пропускание пленкой солнечного света (поглощение света карбонильными  группами лежит в области длин волн менее 280 нм, а свет такого состава  практически не содержится в солнечном спектре). Однако именно наличие карбонильных групп в ПЭ обусловливает весьма важное его свойство – стойкость к воздействию света.

Инициатором фотостарения ПЭ являются гидропероксиды, образующиеся еще при переработке первичного материала в процессе механохимической деструкции. Их инициирующее действие особенно эффективно на ранних стадиях старения, в то время как карбонильные группы оказывают существенное влияние на более поздних стадиях. Как известно, при старении протекают конкурирующие реакции деструкции и структурирования. Следствием первой является образование низкомолекулярных продуктов, второй – нерастворимой гель-фракции. Скорость образования низкомолекулярных продуктов максимальна в начале старения. Этот период характеризуется низким содержанием геля и снижением физико-механических показателей.

В дальнейшем скорость образования  низкомолекулярных продуктов снижается, наблюдается резкое возрастание  содержания геля и уменьшение относительного удлинения, что свидетельствует  о протекании процесса структурирования. Затем (после достижения максимума) содержание геля в ПНД при его фотостарении снижается, что совпадает с полным израсходованием винилиденовых групп в полимере и достижением предельно допустимых значений относительного удлинения. Такой эффект объясняется вовлечением образовавшихся пространственных структур в процессе деструкции, а также растрескиванием по границе морфологических образований, что приводит к снижению физико-механических характеристик и ухудшению оптических свойств. Скорость изменения физико-механических характеристик ПНД практически не зависит от содержания в нем гель-фракции. Однако содержание геля необходимо всегда учитывать как структурный фактор при выборе способа повторной переработки, модификации и при определении областей использования полимера.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технология изготовления  тары и упаковки

2.1 Описание и принцип действия основного и вспомогательного оборудования производства тары

Для производства пакетов типа «майка» используется одношнековый пленочный экструдер. Сам по себе принцип действия одношнекового пленочного экструдера относительно прост.