Estiramiento biaxial de película.
La producción depelículas estiradas biaxialmenteNormalmente implica dos métodos: estiramiento de película plana y el método de doble o triple burbuja. El proceso general de estiramiento de película plana implica extruir un polímero de una máquina, calentarlo hasta que se derrita y luego permitir que el material fundido fluya fuera del molde para formar una lámina gruesa. Esta lámina se enfría inmediatamente para solidificarla. Dentro de un rango específico de temperatura y velocidad (alta temperatura elástica y velocidad de estiramiento), el material se estira luego en la dirección longitudinal y transversal en una proporción determinada. Este estiramiento promueve la disposición ordenada de cadenas o cristales de polímeros a lo largo de la dirección del plano. A continuación, la estructura estirada se fija en un estado tenso o relajado (termoformado). Posteriormente, el material se somete a tratamientos de enfriamiento y recocido para producirpelículas estiradas biaxialmente. El método de película plana se puede clasificar además en estiramiento sincrónico o estiramiento asincrónico.
Estiramiento sincrónico"se refiere al proceso de orientar y estirar simultáneamente la película en dirección longitudinal y transversal en la misma máquina de estiramiento. Durante este proceso de estiramiento, la rápida velocidad de cristalización y el alto grado de cristalinidad contribuyen a una mejora significativa en la transparencia de la película. Este método permite la producción de películas ultrafinas. La experiencia práctica en producción confirma que si se puede equilibrar la orientación tanto en dirección longitudinal como transversal, las propiedades mecánicas de la película son relativamente uniformes. Cuando la orientación en ambas direcciones es igual, la película exhibe propiedades isotrópicas, mientras que si la orientación en una dirección es mayor que la otra, las propiedades de la película se vuelven anisotrópicas.
El estiramiento asincrónico implica dos procesos: Orientación en dirección de la máquina (MDO) y Orientación en dirección transversal (TDO). Uno de los ejemplos más típicos es el BOPP (polipropileno orientado biaxialmente), donde la película se estira primero en la dirección de la máquina y luego en la dirección transversal. Este método es relativamente fácil de utilizar y las propiedades del producto son fácilmente controlables. Los tratamientos de calentamiento y enfriamiento necesarios se pueden completar en la misma máquina de estiramiento después del estiramiento.
Sin embargo, el tratamiento térmico durante el estiramiento transversal puede dañar la orientación longitudinal de las moléculas de polímero. Esto dificulta la producción de películas con propiedades mecánicas significativamente mayores en la dirección longitudinal que en la transversal, o películas con cero contracción térmica longitudinal.
El proceso de estiramiento biaxial permite que los polímeros formen pequeños cristales y desarrollen esferulitas a lo largo de la dirección de estiramiento, mejorando así la dureza de la película. Este proceso mejora significativamente la resistencia a la tracción, el brillo, la dureza, las propiedades de barrera y otras características de rendimiento de la película.
1.BOPP
Que significa Orientado Biaxialmentepelícula de polipropileno, posee varias ventajas, incluyendo peso ligero, no toxicidad, inodoro, resistencia a la humedad, alta resistencia mecánica, buena estabilidad dimensional y excelentes propiedades de impresión. Se utiliza ampliamente en el envasado de alimentos, productos de cuidado personal, cigarrillos, té, zumos de frutas, textiles y más.
El proceso de producción general de BOPP implica la preparación de la materia prima, fusión y extrusión, filtración, estiramiento longitudinal, estiramiento transversal, tratamiento corona, bobinado, recocido y corte para obtener productos terminados. Al emplear estiramiento biaxial paso a paso, se pueden producir películas de BOPP con espesores que oscilan entre 10 y 60 micrómetros.
Las películas de BOPP exhiben alta transparencia, buen brillo, excelente resistencia al agua, alta rigidez y buena resistencia al calor. Son adecuados para diversas aplicaciones, aunque pueden experimentar una ligera contracción durante el termosellado, lo que puede resultar ventajoso en aplicaciones como películas termocontraíbles para envolver cigarrillos.
Además, las películas BOPP ofrecen efectos de impresión excepcionales, con propiedades físicas representativas que incluyen baja turbidez (menos del 1,5%), brillo superior al 85%, resistencia a la tracción (longitudinal/transversal) superior a 120/20 MPa, alargamiento a la rotura (<180%/ 65%), y un módulo elástico que oscila entre 1700 y 2500 MPa. La temperatura de fragilidad es de -50°C.
Si bien el BOPP sirve como una barrera eficaz contra la humedad, sus propiedades de barrera contra el oxígeno son relativamente pobres. Se emplean varios métodos industriales, como la metalización del aluminio y la deposición de óxido de aluminio, para mejorar su rendimiento de barrera al oxígeno.
2. CREAR
Orientado biaxialmentePelícula de poliamida, es conocido por su alta resistencia, excelente brillo, baja turbidez, excelente tenacidad y resistencia a las perforaciones. Presenta propiedades moderadas de barrera a los gases y una excelente retención de aroma. Las películas BOPA encuentran amplias aplicaciones en el envasado de procesamiento de alimentos, productos farmacéuticos, productos químicos, productos electrónicos y artículos de primera necesidad. Son particularmente adecuados para envasado de congelados, envasado al vacío y envasado de cocina, y ofrecen capacidades superiores de conservación de frescura y aroma en comparación con el BOPP.
La producción de películas BOPA se puede lograr mediante el método de película tubular o el método de película plana. El método de película tubular implica soplado de doble burbuja, y en el método de película, se pueden emplear tanto estiramiento sincrónico como asincrónico.
Diferentes procesos dan como resultado variaciones en las propiedades físicas de las películas de nailon producidas:
Las propiedades físicas de las películas de nailon producidas por diferentes procesos son las siguientes
| Tipo de filme | Resistencia a la tracción MD/TD (N/mm2) | Módulo elástico MD/TD (N/mm2) | Contracción MD/TD (%) | Relación de estiramiento MD/TD |
| Película repartida | 70~110 | 600/850 | <3 | - |
| Película soplada (sin estirar) | 95/90 | 1600/1600 | 5/1.0 | - |
| Doble Burbuja | 220/190 | 2500/2300 | 1,5/1,0 | 2,7/12,5 |
| Dos pasos | 250/260 | 3500/3000 | 1,4/0,8 | 3.0/3.3 |
| Sincrónico (Mecánico) | 250/270 | 3600/3500 | 1.0/0.8 | 3.3/3.3 |
| Síncrono (motor lineal) | 350/350 | 3700/3700 | 0/0.0 | 3,0-3,5/3,0-3,5 |
Comparación del rendimiento entre la película de nailon orientada biaxialmente (BOPA), el polipropileno orientado biaxialmente (BOPP) y el poliéster orientado biaxialmente (BOPET):
Comparación de rendimiento de diferentes películas.
| Propiedad | CREAR | BOPP | BOPET |
| Resistencia a la tracción (MPa) | 196~245 | 127~294 | 157~245 |
| Módulo elástico (MPa) | 1372~2150 | 1960~2940 | 3920 ~ 4900 |
| Resistencia al desgarro (KN/m) | 7,86 ~ 10,8 | 1,54~5,79 | 3,86~7,72 |
| Resistencia al impacto (kJ/m) | 96,5 | 14.9 | 96,5 |
| Bruma (%) | 0,078 | 0,039 ~ 0,078 | 0,039 ~ 0,195 |
| Contracción térmica a 100°C (10μm) (%) | 2 | 0-8 | - |
| Temperatura de funcionamiento (°C) | 60 ~ 130 | -50~130 | -70~150 |
| Permeabilidad al vapor de agua a 40°C 90% RH [0,1 g mm/(d·m3)] | 40 | 1.5 | 5.5 |
| Permeabilidad al oxígeno a 28°C 0,1% MPa [0,1·mm/(d·m)] | 6 | 240 | 9 |
La BOPA con propiedades de barrera moderadas se puede mejorar en términos de resistencia al oxígeno mediante un recubrimiento de PVDC (cloruro de polivinilideno). Sin embargo, debido a consideraciones medioambientales, estos materiales de barrera han sido sustituidos por películas alternativas.
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