Полимерные пленки. Свойства и область применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки российской федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский государственный университет дизайна и технологии

Кафедра технологии химических волокон и наноматериалов

Курсовая работа

Тема ”Полимерные пленки. Свойства и область применения”

Исполнитель:

Николаева Т.А., гр. 26-12

Руководитель:

Чернухина А.И.

Москва 2013 г.

Содержание

1. Общая характеристика полимерных пленок

2. Методы получения полимерных пленок

Литература

1. Общая характеристика полимерных пленок

Полимерные пленки - это сплошные слои полимеров толщиной до 0,2--0,3 мм. Изготавливают главным образом из синтетических полимеров.

Также полимерные пленки получают из природных полимеров, например белков, целлюлозы. Наибольшее распространение получили гидратцеллюлозные пленки, из которых широко известен целлофан.

Также полимерные пленки получают из искусственных полимеров, например из простых и сложных эфиров целлюлозы, так называемые эфироцеллюлозные пленки, например ацетатные.

Большое значение приобрели многослойные пленки из синтетических полимеров, состоящие из 2-х ,3-х, 5-и и более монослоев различной природы. Наибольшее распространение из этой группы получили плёнки на основе полиолефинов, поливинилхлорида, полиамидов, поливинилдиенхлорида, полистирола, полиэтилентерефталата, полиимидов.

Всего несколько лет назад российская промышленность упаковочных материалов была ориентирована главным образом на выпуск традиционных однослойных пленок. В настоящее время, бурный рост пищевой промышленности и розничных сетей привели к резкому повышению интереса к барьерным материалам с различными свойствами защиты продуктов. Многослойные полимерные пленки доминируют среди барьерных материалов, используемых в упаковочной промышленности, а также, находят все большее применение в других отраслях благодаря своим уникальным качествам и низкой цене.[1]

2. Методы получения полимерных пленок

полимерный пленка целлофан

В промышленности для получения пленок полимерных (монопленок) используют следующие методы:

Экструзия расплава полимера

Полив раствора или суспензии (например, латекса) полимера.

Каландрование

Строгание, прокатка

Сочетание различных методов

Метод экструзии полимеров наиболее экономически выгодный и технологически рациональный способ производства пленок. Этим методом перерабатывают термопластичные полимеры в вязкотекучем состоянии. Полимер в экструдере расплавляется. Методом экструзии пленки полимерные изготовляют, например, из следующих полимеров: полиолефинов-полиэтилена высокой и низкой плотности, сополимеров этилена с винилацетатом или виниловым спиртом, пластифицированного поливинилхлорида, полиэтилентерефталата и др.

Метод полива раствора или суспензии полимеров- один из старейших промышленных способов, включающий три последовательные операции:

приготовление раствора (или суспензии) полимера;

полив на холодную или нагреваемую полированную поверхность (бесконечная металлическая лента или барабан);

отделение растворителя.

Во многих случаях для повышения физических и механических, характеристик и снятия внутренних напряжений пленки полимерные подвергают термической обработке. Этим способом получают пленки, например, из поликарбоната, полиарилатов, ацетатов целлюлозы, поливинилфторида.

Методом каландрования полимерные пленки образуются при проходе пластические массы полимера через несколько зазоров между последовательно расположенными валками. Имеются также приспособления для одно- и двухосной вытяжки пленки, ее термофиксации и другого. Каландрованием получают пленки из жесткого и полужесткого ПВХ, ацетатов целлюлозы, полистирола ударопрочного, полиуретанов.

Получение пленок методом строгания или прокатки применяют для изготовления пленок из неплавких полимеров, например из политетрафторэтилена.

Получение пленок путем сочетания различных методов, например экструзией каландрованием, применяют для синтеза толстых полимерных пленок из ударопрочного полистирола, полипропилена, которые подвергают глубокой вытяжкой.

Многослойные пленки полимерные изготовляют методами:

а) соэкструзии расплавов различных полимеров через кольцевую или плоскую многоканальную головку (число каналов определяется числом слоев); в формующей головке потоки расплавов соединяются, не перемешиваясь, в результате на выходе из нее получается многослойная полимерная пленка; для улучшения адгезии между разнородными расплавами полимеров может быть использован синтетический клей, поступающий в канал формующей головки в виде потока расплава полимера;

б) каширования-соединения различных готовых пленок полимерных между собой или с бумагой, фольгой, тканью при помощи клея-расплава. Процесс нанесения на готовую пленку (или бумагу) слоя расплава другого полимера с последующим охлаждением, называемым ламинированием.[2]

Свойства полимерных пленок

Полимерные пленки обладают целым рядом положительных свойств, благодаря которым они находят широкое применение в различных промышленных областях. Основными достоинствами полимерных пленок являются:

Гибкость пленок и их хорошая сопротивляемость (по сравнению с бумагой и картоном) - причем это последнее свойство особенно касается термопластиков.

Пленки реже рвутся, чем бумага, и не бьются как стекло

Химическая инертность пленок выше, чем у металлов

Хорошая барьерная способность препятствовать проникновению газа

Выборочная проницаемость к газам определенных видов полимеров

Уникальная способность пленки к сжатию и растягиванию

Герметичность и формовочные свойства (при высоких температурах)

Мягкость при прикосновении

Кроме того:

Легкими способами обработки - нанесение надписей, придание определенной формы.

Хорошей адаптацией к массовому производству и небольшим сериям.

Отличной защитной способностью: герметичность и непроницаемость ко многим химическим веществам гарантируют безопасность окружающей среды и обеспечивают защиту товаров от бактерий.

Механическими показателями пленок и их возможностями по дизайну.

Легким весом: пластиковая упаковочная пленка, которую используют при доставках, в 85% случаев легче пластиковой бутылки того же объема. Кроме того, цены на материалы для полимерной пленки и расходы на переработку отходов меньше. За 10 лет установлено, что пластиковая упаковка уменьшилась в объемах на 28% благодаря усовершенствованным технологиям. Без полимерной упаковки вес любых упаковок увеличился бы в 4 раза как минимум.

Возможностью для повторной герметичной укупорки.

Низкой стоимостью: благодаря удобному обращению и снижению материального веса и транспортных расходов. Без полимеров объемы отходов возросли бы на 150%, а производственные затраты и расходы на энергию удвоились бы.[4]

Также, полимерные пленки обладают сопротивляемостью ударам:

Уменьшение неудач при транспортировке товаров и повреждений товаров на складах.

Уменьшение случаев повреждений упаковки (например, разбитое стекло).

Возможность объединить некоторые полимеры друг с другом для интеграции их свойств и функций (например, совместить PVAL - барьер к маслам и полиэтилен - барьер к воде).

Химическое сопротивление: сопротивляемость кислотам, ржавчине, органическим соединениям, инертность к содержимому, например, к продуктам питания.

Возможность стерилизации продукта.

Эластичность, прозрачность, возможность нанесения печати, др.[5]

Области применения полимерных пленок

В основном полимерные пленки : полиолефиновые, поли-винилхлоридные, поливинилиденхлоридные, полиамидные и многослойные - применяют как упаковочный материал для пищевых продуктов (мясных, рыбных полуфабрикатов, сосисок, колбас, вторых блюд, масла, молока, соков и др.), товаров широкого потребления, жидких и сыпучих химических и нефтехимических товаров, для бытовых целей.

Полистирольные, поликарбонатные, полиэтилентерефталатные, полиимидные, полипропиленовые и полиамидные пленки широко используют для электроизоляции обмоточных и монтажных проводов, кабелей, обмоток трансформаторов, двигателей и др. электрических машин. Все вышеперечисленные полимерные пленки в сочетании с фольгой - хорошие диэлектрики для конденсаторов, а подвергнутые металлизации, применяют в конденсаторах. Они служат также световодами, регуляторами солнечной радиации в помещениях.

Полиэтилентерефталатные пленки, кроме того, используют при изготовлении кино-, фото- и рентгеновских пленок, магнитных носителей информации, фотоматриц миниатюрных печатных плат, полупроводниковых переключателей, фоторезисторов, для замены кальки и ватмана (матовая пленка), как чертежные пленки в компьютерно управляемых системах черчения. Для этих же целей при температурах выше 1300C используют пленки из полиимидов, полифениленсульфидов, полисульфонов.

Полиамидные и полиимидные пленки применяют для автоклавного прессования крупногабаритных деталей, полистирольные-как облицовочный материал для панелей холодильников, прозрачные "окна" в упаковке, полиолефиновые пленки применяют для укрытия теплиц, пропаривания и мульчирования почвы.[6]

Литература

1.Электронная энциклопедия «Химик.ру» (http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3407.html)

2. Полимерные пленки. Е.М. Абдель-Бари (ред); пер. с анг. Под ред. Г.Е. Заикова. СПб.: Профессия, 2005г. 480с.

3. Андрианова Г.П., Калашников В.Г., Полякова К. А. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи, М. Наука, 1981., 528с.

4.Гуль В. Е., Дьяконова В.П. Физико-химические основы производства полимерных пленок. М.: Наука, 1978г., 489с.

5. Липатов Ю.С. «Новые методы исследования полимеров», К: «Наука», 1975г., 278с.

6. Николаев А. Ф.,. В. Крыжановский и др. «Технология полимерных материалов», СПб.: Профессия, 2005г., 430с.

Размещено на Allbest.ru