2.2.2. Обробка результатів випробувань

За результатами вимірювань розраховують відносну ступінь усадки Е зразка плівки в % після нагрівання протягом різного часу (окремо для повздовжнього (MD) і поперечного (СD) напрямків) за формулою, наведеною у п.2.1.2.

Результати розрахунків записують у таблицю 21.

Таблиця 21

Лінійна деформація полімерної плівки при її нагріванні протягом різного часу

№ з/п	Показники	Тривалість нагрівання плівки,хв
		2	4	6	8	10	2	4	6	8	10
		Повздовжній напрям					Поперечний напрям
1	2	3					4
1.	Початкова довжина зразка плівки 1о, мм
2.	Довжина зразка плівки після нагріван-ня і охолодження 11, мм
3.	Відносна деформація полімерної плівки (термоусадка) ε, %

Будують графічні залежності ступеня усадки полімерної плівки від часу і температури нагрівання (окремо для повздовжнього і попереч-ного напряму).

3. Питання для самоперевірки

1. Які полімерні плівки називають термоусадними?

2. Яке їх призначення і в чому перевага порівняно із звичай-ними полімерними плівками?

3. Як і з яких полімерів виготовляють ТУП?

4. Які основні вимоги ставляться до ТУП?

5. Якими технічними параметрами вони характеризуються?

6. Як визначають ступінь усадки ТУП? Від яких факторів він залежить і на що впливає?

7. Яке має значення показник напруження усадки? Який він має бути для різних плівок? Від чого залежить?

8. Яке значення має показник температурного діапазону усадки ТУП?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №7

Визначення основних технічних показників стретч-плівок

Мета роботи. Визначення основних технічних показників стретч-плівок різного призначення.

Прилади і матеріали: розривна машина; товщиномір; торзійна вага; ножиці або ніж; лінійка металева з ціною ділення 1 мм; фломастер або інший маркер; стретч-плівки.

1. Теоретичні положення

Стретч-плівки – це одновісно орієнтовані тонкі, гнучкі, прозорі і пружні плівки з термопластичних полімерів з елементами липкості зовнішнього шару і антиадгезійними властивостями іншої сторони плівки. Їх застосовують для ручного або машинного обгортання про-дукції в картонній тарі або на піддонах, індивідуальної упаковки м’я-са, птиці, риби, хліба тощо.

Основними перевагами стретч-плівок у порівнянні з термоусад-ковими є менша енергоємність процесу пакування за рахунок здат-ності до усадки при кімнатній температурі після їх попереднього розтягу, а також більш просте устаткування, вартість якого в 10–15 разів менша вартості обладнання при використанні ТУП.

Більшість (70–80%) стретч-плівок виробляються у вигляді полотна товщиною 10–120 мкм методом поливного формування (каст-спосіб) через плоскощілинну фільєру на охолоджувальний барабан з наступ-ним розтягом при нагріванні в повздовжньому напрямі (МD). Решта – рукав або напіврукав.

Стретч-плівки виготовляють з поліетилену низької і середньої густини, полівінілхлориду, кополімеру етилену з вінілацетатом тощо.

Найбільш поширені плівки з поліетилену.

Більшість сучасних поліетиленових стретч-плівок формується в три шари: А / В / С.

Шар А забезпечує ефект склеювання ділянок плівки між собою. Його формують з металоценового поліетилену ультранизької густини (мПЕУНГ); поліетилену ультранизької густини (ПЕУНГ); лінійного поліетилену низької густини (ЛПЕНГ) і поліізобутилену (ПІБ) або кополімеру етилену і вінілацетату (СЕВ).

Шари В і С забезпечують механічну міцність і пружність плівки, тому їх виготовляють з ЛПЕНГ або мПЕУНГ.

Антиадгезійний ефект шару С створюється при змішуванні ЛПЕНГ, ПЕНГ і/або поліпропілену (ПП).

Готові стретч-плівки можуть в процесі пакування попередньо розтягуватися на 20...300%. При цьому зменшується товщина і механічна міцність плівки. Так, при розтягу на 200...300% товщина зменшується з 23 мкм до 9 мкм, опір розтягу в машинному напрямі зменшується на 50% , а міцність на розрив зростає.

Чим більша ступінь розтягу плівки в процесі пакування, тим якіс-нішими повинні бути полімери або їх комбінації, з яких виробляється плівка. Так, для ручного обгортання стретч-плівки виробляють з ЛПЕНГ типу С4 (лінійних бутенових поліетиленів) зі ступенем розтягу 20...100%, а для машинного – з ЛПЕНГ типу С6 (гексенових поліетиленів), С8 (октенових ПЕ) і мЛПЕНГ з попереднім ступенем розтягу від 100 до 300%.

Стретч-плівки з мЛПЕНГ більш якісні порівняно з ЛПЕНГ. Ці плівки характеризуються дуже високою механічною міцністю, стій-кістю на розрив, опором до проколювання в розтягнутому стані (в 3 – 5 разів). Їх можна попередньо розтягнути на 300% без втрат механіч-ної міцності. Це дозволяє використовувати більш тонкі плівки (еко-номія матеріалу, менша ціна). Крім того, плівки характеризуються низьким ступенем розсіювання значень сили (релаксації) розтягнутої плівки, що забезпечує більшу стабільність плівки.

Орієнтаційні ефекти мають критичний вплив на стан стретч-плів-ки. Так, для любого полімеру в розтягнутому стані опір розриву і опір проколу будуть більші при меншій внутрішній орієнтації. Однак, при цьому утримуюча сила буде меншою. Така плівка придатна для паку-вання легких виробів з гострими кутами.

Плівка з більшим ступенем орієнтації необхідна для пакування тяжких предметів, таких як рулони паперу, пакет-піддони тощо.

На орієнтацію плівки можна впливати умовами екструзії і вибором полімеру. Плівки з високим ступенем розтягу і коротким часом сило-вої дії мають високу ступінь орієнтації, проте гірші механічні власти-вості, а саме: прискориться поширення розриву в машинному напрямі, зменшиться опір проколу.

Якість стретч-плівки, як правило, оцінюють показниками товщи-ни, міцності при розтягу і відносного видовження, величини самоадге-зії, опору до проколу та пружного відновлення.

Від товщини плівки залежать її фізико-механічні властивості, а також галузь застосування – для ручного обгортання, машинного або лише для одиничного пакування продуктів харчування. Товщина стретч-плівки переважно складає кілька десятків мікрон (10–120 мкм). Товщину плівки вимірюють товщиноміром або мікрометром.

Показники міцності при розтягу та відносного видовження при розриві стретч-плівки залежать від багатьох факторів, в тому числі від оптимального співвідношення між складовими полімерної композиції, індексу розплаву, температурних режимів відливу плівки, ступеня її орієнтації тощо. Нормативні значення цих показників, наприклад, для стретч-плівки, призначеної для машинного обгортання:

• міцність при розтягу в повздовжньому напрямі – не менше 40 МПа, в поперечному – не менше 24 МПа;

• відносне видовження в повздовжньому напрямі – не менше 300%, в поперечному – не менше 600%.

Самоадгезія стретч-плівки залежить від технологічних параметрів її виробництва та спеціальних добавок. Недостатня адгезія між шара-ми плівки не забезпечить необхідного рівня міцності упаковки, а надто велика може бути причиною утворення зморшок при намотуванні плівки на шпулю або ускладнення роботи з плівкою на пакувальному обладнанні (плівка важко відділятиметься від рулона). Самоадгезію оцінюють навантаженням (в Н), необхідним для повного або часткового (на зазор 1,9 см) розділення зліплених зразків плівки.

Необхідна стійкість до проколювання стретч-плівки забезпечуєть-ся наявністю великосферолітних утворень в її структурі та високим показником відносного видовження при розриві. Опір до проколю-вання оцінюють величиною зусилля проколу (в Н) розтягнутої плівки при постійній швидкості переміщення індентора за ГОСТ 12.4.118. Цей показник для плівки машинного пакування повинен бути не менше 45 Н.

Показник пружного відновлення є визначальним для стійкості запакованої продукції. Завдяки попередньому розтягу плівки перед обгортанням товару та її намаганням вернутися в попередній стан, виникає „утримуюча” сила, яка забезпечує стійке скріплення товару в процесі транспортування і вантажно-розвантажувальних робіт. Величина пружного відновлення для різних стретч-плівок повинна складати не менше 50%.