Исследования многослойного материала, полученного в условиях ООО "Московский картонажно-полиграфический комбинат"

Предельно достижимой прочностью у_п называют прочность идеальной полимерной структуры при данных температуре и времени деформирования образца.

Одним из методов расчета теоретической прочности у_теор является определение напряжения, при котором происходит одновременный разрыв химических связей молекулярных цепей, приходящихся на единицу площади поперечного сечения полимера с идеальной структурой.

Предельно достижимую прочность часто рассчитывают по экспериментальным зависимостям напряжения разрушения от степени ориентации и степени кристалличности с последующей экстраполяцией до значений, соответствующих 100%-ноой ориентации и кристалличности.

Технической прочностью у_тех называют прочность реальных материалов в стандартных условиях испытаний.

Реальные материалы разрушаются при значительно более низких напряжениях у_тех, чем у_п. Это объясняется их неоднородной структурой, наличием локальных напряжений, микротрещин и других дефектов.

Оценка механической прочности материалов

Традиционно, для количественной оценки механической прочности - способности тела сопротивляться разрушению под действием механических сил - используют различные характеристики, которые можно разделить на следующие группы: силовые (разрушающее напряжение, разрушающее усилие, усталостная прочность), временные (долговечность, сопротивление утомлению) и энергетические (ударная вязкость, поверхностная энергия разрушения).

В каждом отдельном случае, исходя из условий эксплуатации, хранения и транспортировки упаковки к МПМ предъявляют определенный комплекс технических требований.

Правильный выбор необходимого МПМ для конкретных условий применения должен базироваться, с одной стороны, на знании основных параметров свойств, регламентированных действующей нормативно-технической документацией на производство этих материалов, а с другой стороны, на зависимости этих параметров от различных факторов, которые могут изменяться в процессе эксплуатации изделий. Результаты комплексных испытаний ложатся в основу инженерной оценки свойств МПМ в изделии.

В отличие от стандартных методов испытания, позволяющих характеризовать каждое свойство МПМ (КПМ) одним показателем, инженерная оценка материала производится путем получения серии зависимостей, на основании которых можно судить о возможном поведении материала при эксплуатации. Стандартные методы испытаний регламентируют форму, размеры и число образцов, порядок и условия испытания, прибор или испытательное оборудование, схему вычисления значения определенного показателя. Зависимости строятся с учетом влияния температуры, напряжения, времени, частоты воздействия (например, скорости нагревания), влияния среды, излучений и т. д. Методы таких испытаний в большинстве своем нестандартизованы, а часть из них находится в стадии разработки.

Результаты, полученные при комплексной инженерной оценке МПМ в изделии, могут быть использованы для прогнозирования их поведения в различных условиях эксплуатации.

Свойства МПМ (КПМ) определяются: природой полимерных и неполимерных слоев, молекулярной массой, молекулярно-массовым распределением, степенью полидисперсности, наличием добавок; межслойной адгезионной прочностью; надмолекулярной структурой в полимерных слоях, определяемой технологией их получения; специфическими особенностями таких материалов, связанных с их малой толщиной, большой удельной поверхностью и степенью ориентации.

В процессе эксплуатации происходит изменение свойств материала во времени либо в связи с постепенным изменением структуры полимерных слоев, либо вследствие релаксации напряжений или химического течения полимера, что следует учитывать при обосновании областей их применения.

Основы расчета прочности в многослойных материалах

МПМ представляют собой новый класс композиционных материалов (КМ). В отличие от традиционных КМ, МПМ не имеют непрерывной матрицы и представляют собой чередующиеся слои соединенных между собой одноименных или различных пленок полимеров. Соответственно различают гомогенные и гетерогенные МПМ.

Анализ взаимосвязей свойств и строения МПМ - одна из актуальных проблем полимерного материаловедения, решение которой предопределяет пути создания МПМ и КПМ с требуемым комплексом эксплуатационных свойств.

Из многочисленных работ, посвященных рассмотрению указанной проблемы, следует, что одни свойства МПМ аддитивны свойствам входящих в них индивидуальных пленочных слоев, другие - не аддитивны. Деформационно-прочностные свойства пленочных композитов, например, не аддитивны свойствам составляющих их компонентов, и могут как улучшаться, так и ухудшаться по сравнению со свойствами индивидуальных пленок той же толщины. Определяющую роль в этом случае играет соотношение прочности и деформируемости отдельных слоев с адгезионным взаимодействием между ними.

В линейной области механические свойства пленочного композита аддитивны свойствам составляющих его слоев. Так, например, модуль сдвига является аддитивной величиной по отношению к свойствам исходных компонентов. Эффективный модуль упругости Е_эф многослойных пленочных материалов также является аддитивной величиной и может быть рассчитан по правилу фаз:

Е_эф = Е₁•S₁+E₂•S₂ (2.5.1)

где S₁, S₂-толщины индивидуальных слоев,

Е₁, Е₂ - эффективный модуль упругости 1-го и 2го слоев.

Правило фаз при оценке свойств пленочного композита может применяться в случае, когда составляющие композит слои имеют близкие значения коэффициента Пуассона. (Коэффициентом Пуассона называют соотношение поперечной деформации сжатия е_поп к продольной деформации удлинения е_прод при растяжении образцов в пределах пропорциональности между напряжением и деформацией: м=е _поп/е _прод.)

При этом не учитывается вклад межфазных слоев в свойства МПМ. Проведенная экспериментальная проверка правила фаз подтвердила аддитивность нагрузки составляющих ее слоев. На основании этих данных был сделан вывод об отсутствии заметного вклада межфазных слоев в общую нагрузку.

В то же время было показано, что предельные характеристики деформационно-прочностных свойств МПМ (однотипных или разнородных, но близких по свойствам) - разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве - не аддитивны соответствующим свойствам индивидуальных и правилу фаз не подчиняются. Установлено, что в таких системах проявляется эффект упрочнения многослойного материала, обусловленный согласованной работой адгезионно связанных слоев.

При изучении поведения двухслойных композитов, состоящих из одноименных слоев (ПЭ, целлофан или ПС), соединенных через слой вязкоэластичного связующего, прочность которого значительно ниже прочности индивидуальных слоев, было установлено, что разрушающее напряжение при растяжении двухслойного материала превышает разрушающее напряжение однослойного материала. Эффект упрочнения предложено оценивать так называемым коэффициентом упрочнения К_упр:

К _упр = (у_р-у_о)/у_о•100% (2.5.2)

где у_р - разрушающее напряжение при растяжении двухслойного материала,

у_о - разрушающее напряжение при растяжении индивидуальной пленки.

Для объяснения эффекта упрочнения двухслойных материалов, состоящих из однотипных слоев, соединенных посредством адгезива, было выдвинуто предположение о блокировке опасных дефектов одного слоя прилегающими к ним бездефектными участками второго. В связи с этим напряжения, концентрирующиеся при растяжении материалов вокруг дефекта одного слоя, воспринимаются при достаточно высокой прочности связи бездефектным участком другого слоя. Наличие определенного уровня адгезионного взаимодействия между слоями является необходимым условием для реализации перераспределения напряжений, а следовательно, и для синхронизации работы отдельных слоев в материале. При этом, с увеличением адгезионной прочности связи и когезионной прочности связующего усиливается эффект упрочнения двухслойного материала.

Упрочнение двухслойных разнородных пленочных материалов типа А-С-В, где А и В пленки различной химической природы с различными физико-механическими свойствами и С-слой связующего между ними, имеет место только в том случае, когда разрушающие напряжения обеих пленок, А и В, близки.

И в этом случае эффект упрочнения МПМ, состоящих из пленок-слоев разной химической природы, принято оценивать коэффициентом упрочнения К_упр, который определяется уравнением:

К_упр=(у_р-у_р,т)/у_р,т (2.5.3)

где у_р - фактическое разрушающее напряжение при растяжении многослойного материала,

у_р,т - теоретическое среднее разрушающее напряжение при растяжении, рассчитано по формуле:

у_р,т =У₁^і=n у_р,і • S_i/S (2.5.4)

где S - общая толщина многослойного материала,

S_i - толщина i-го индивидуального слоя.

Значение у_р,т характеризует то среднее напряжение при растяжении, которое вызывало бы разрушение материала, если бы все пленки разрушались при одном и том же относительном удлинении, при котором разрушился многослойный материал, что в действительности не выполняется. Поэтому формула (2.5.4), видимо, не строгая. Постоянство относительных удлинений при разрыве не имеет и не может иметь места даже при разрушении пленок одной и той же химической природы в силу статистического характера дефектности материала, определяющего условия разрушения параллельных образцов.

Более строгая формула:

у_р,т =У₁^і=n у_р,і • S_i/S ? в_i (2.5.5)

где в_i - доля разрушающего напряжения индивидуального слоя, противодействующая разрушению МПМ в момент разрыва. Однако методика определения в_i в литературе отсутствует.

Отражая сложный комплекс явлений на границе раздела адгезив - субстрат, коэффициент комбинационного упрочнения может служить для сравнительной оценки многослойных материалов и выявления влияния на их качество технологических режимов производства. Результаты экспериментальных исследований эффекта комбинационного упрочнения многослойных пленочных материалов отражены в главе 3.

Было установлено, что и при сочетании в МПМ сильно различающихся по своим деформационно-прочностным свойствам пленок также может иметь место эффект упрочнения. Его объясняют локализацией возникающих при больших деформациях в более жестком полимере микротрещин за счет бездефектных участков более эластичного полимера.

Установлено, что в линейной области деформаций механические свойства пленочного композита аддитивны свойствам составляющих его слоев, если эти слои имеют близкие значения коэффициента Пуассона. Эффективный модуль упругости может быть рассчитан по правилу фаз.

В то же время показано, что предельные характеристики деформационно-прочностных свойств МПМ (прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве) не аддитивны соответствующим свойствам индивидуальных слоев и правилу фаз не подчиняются. Обнаружен эффект самоупрочнения МПМ, который объясняют блокировкой опасных дефектов одного слоя бездефектными участками соседних слоев.

3. Методика проведения исследований

3.1 Методика получения образцов

Методика получения однослойных образцов

По ГОСТ 14236-81 для испытания применяют образцы в форме прямоугольника шириной от 10 до 25 мм, длиной не менее 100 мм. Предельные отклонения по ширине образца должны быть ±0,2 мм. Края образцов должны быть ровными, гладкими, без зазубрин и других видимых дефектов. Ширина образца должна быть указана в нормативно-технической документации на материал. Для проверен качества кромок образцов рекомендуется пользоваться лупой с не менее 8^х - увеличением.

Для испытания изотропный материалов используют не менее пяти образцов, для испытания анизотропных - не менее пяти образцов, отобранных в направлениях, которые должны быть указаны в нормативно-технической документации на материал.

Образцы кондиционируют не менее 16 ч по ГОСТ 12423-66 при температуре (23±2)°С, относительной влажности (50±5)%, если в нормативно-технической документации на материал нет других указаний.

Настоящий стандарт распространяется на полимерные пленки и пленочные материалы толщиной до 1 мм и устанавливает метод испытания на растяжение.

Метод основан па растяжении испытуемого образца с определенной скоростью деформирования для определения показателей, указанных в справочном приложении.

Настоящий стандарт не распространяется на пленки, изготовленные из армированных материалов или имеющие неровную поверхность.

Для испытания были взяты две однослойных пленки: металлизированная ПП и предварительно запечатанная ПЭТФ, - которые впоследствии пошли на изготовление многослойной пленки. От каждой пленки было отобрано по 20 образцов: 10 - в направлении движения полотна (продольном или машинном), 10 - по ширине рулона (поперечное направление). Предварительно было произведено взвешивание обеих пленок на электронных весах ВЛР-200 (взвешивалось одновременно по 4 образца каждой пленки размером 100х100 мм).

В данных условиях измерений были взяты образцы 15х100 мм, которые были получены на специальном ручном резальном станке гильотинного типа.

За толщину образца была принята толщина испытуемого материала, которая была измерена в десяти точках по всей ширине материала на электронном толщиномере фирмы Twing-Albert Instrument Company, USA. Указанный толщиномер измеряет в автоматическом режиме толщину материала в 10 точках, а затем выдает среднее значение и статистические величины отклонения.

Методика получения многослойных образцов

Получение многослойного материала в данных производственных условиях

Многослойный материал был получен кашированием металлизированной ПП и запечатанной флексографским способом ПЭТФ пленок на машине марки Simplalam фирмы Bielloni (Италия) на производственной базе ООО «Московский картонажный полиграфический комбинат» (рис. 3.1.2.1.1). Технологическая схема процесса каширования аналогична рис. 2.3.6.3.

Технические характеристики машины:

- Максимальный формат применяемых материалов: 1400 мм.

- Максимальный диаметр рулона на размотке: 600 мм.

- Максимальный диаметр рулона на намотке: 800 мм.

- Наносимый материал: двухкомпонентный клей без растворителя.

- Внутренний диаметр гильзы: - размотка 76, 152 мм.

- намотка 152 мм.

Для получения качественного кашированного материала необходимо соблюдение оптимальных цеховых условий. В помещении цеха температура воздуха должна быть в пределах 18-22°С и относительная влажность 50-65%. Помещение цеха должно иметь местное и общее освещение, искуственное - лампами дневного света и естественное. Освещение должно обеспечивать нормальные условия для наладочных работ и процесса каширования. Помещение цеха должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

Рис. 3.1.2.1.1. Общий вид кашировальной машины марки Simplalam фирмы Bielloni (Италия)

1 - секция подачи пленки-основы (ПЭТФ);

2 - секция подачи второго слоя (ПП);

3 - узел нанесения клея;

4 - сушильная секция;

5 - прижимное устройство.

Технологический процесс каширования включает следующие стадии:

a. Подготовка материала к кашированию.

Запечатанный материал, поступающий из печатного отделения, должен сопровождаться карточкой движения рулона.

Материал без печати для кэширования, поступивший на склад, проходит входной контроль на соответствие нормативно-технической документации, который осуществляет инженер отдела контроля качества.

Материал поступивший со склада, должен пройти акклиматизацию в условиях цеха не менее 24 часов в амбалаже и не менее 48 часов в зимний период.

Акклиматизированный материал оператор освобождает от амбалажа, удаляет пробки из втулок не повреждая их. Если втулка деформирована и не подлежит исправлению, рулон должен быть забракован актом и возвращен на склад. При повреждении поверхности рулона (разрывы, складки, морщины), все срывы выше утвержденных норм регистрируются.

b. Подготовка машины к работе.

Машину обслуживает бригада в составе двух человек: машинист 5 разряда и машинист 3 разряда.

Машину смазывают в соответствии с инструкцией по смазке, проверяют работу основных узлов, включив машину на холостой ход. Запечатанный материал, устанавливают на узел автоматической размотки, расположенный рядом с системой нанесения клея. Материал, полученный со склада, устанавливается на узел автоматической размотки, расположенный на стороне, противоположной узлу нанесения клея. В том случае, когда кашируются материалы без печати, полиэтиленовые пленки обязательно устанавливаются на узел автоматической размотки, расположенный на стороне противоположной узлу нанесения клеящего покрытия.

Секция размотки представляет собой систему «без вала» с боковыми конусообразными захватами и обеспечивают подъем рулонов с пола. Размотка может производиться как сверху, так и снизу рулона. Применяются втулки с внутренним диаметром 76 мм и 152 мм.

Машинист 3-го разряда проверяет активацию пленки и правильность установки материала на машину. Коронная обработка пленки должна быть не менее 38 дин. Полотно запечатанного материала проводиться через устройство управления боковыми кромками, между передающим и прижимным валами, затем соприкасается со вторым материалом, далее проходит через прижимной вал на устройство автоматической намотки. Секция намотки представляет собой систему «без вала» с боковыми захватами и обеспечивает опускание рулона на пол. Намотка производиться только сверху рулона. Применяются втулки с внутренним диаметром 152 мм.

Температура на передающем и прижимном валах должна быть в интервале от 40 до 55°С.

Машинист 5-го разряда, с помощью щупа, устанавливает зазор 0,15 мм между дозирующим и передающим цилиндрами, бегунок, ограничитель, таким образом, чтобы по краям материала образовались кромки без клея не менее 5 мм с каждой стороны, дозирующую гильзу в соответствии с форматом сырья. Дозирующая гильза не должна иметь царапин, вмятин и других повреждений, должна быть чистой от клея, пыли и грязи.

c. Процесс нанесения акдгезива.

Каширование проводилось с использованием двухкомпонентного безрастворного адгезива на основе полиуретана фирмы Мортон марка Мор-Фри 402А - основной компонент, 79С - отвердитель.

Данный клеящий состав помещают в подогревающиеся емкости на станции смешивания. В них поддерживается постоянная температура 40-45°С. Температура задается и считывается по приборам, расположенным на панели управления. Основной компонент и отвердитель помещаются в разные емкости. После чего компоненты смешиваются в определенной пропорции и через шланги подаются в полость между дозирующим и передающим валом. Затем с помощью передающих и распределяющих валов клеевая композиция наноситься на материал.

Соотношение задается через компьютер станции смешивания отдельно для каждого компонента.

Наносимое количество клея определяется зазором между дозирующим и передающим валами в соответствии с типом соединяемых материалов (рис. 3.1.2.1.2). Регулировка зазора между валами производиться с помощью ручных маховичков слева и справа от дозирующего вала. Регулировка скорости вращения передающего вала осуществляется с помощью регулятора, расположенного на панели управления машиной. На регуляторе имеется поворотная шкала для того, чтобы можно было повторить прежнюю установку.

Рис. 3.1.2.1.1. Секция нанесения клея:

1 - дозирующий вал;

2, 4 - передающие валы;

3 - распределительный вал;

5, 8 - прижимные валы;

6 - давящий цилиндр;

7 - вал противодавления.

d. Технологические режимы каширования.

- Температура прижимных валов: 40 - 45°С.

- Температура передающих валов: 40 - 55°С.

- Скорость каширования: 150-180 м/мин.

e. Получение контрольных оттисков.

После проведения всех подготовительных операций машинист 5-го разряда включает машину на тихий ход и делает приладку.

На рабочей скорости получают пробный оттиск, проверяет натяжение материала и количество клея.

Получают контрольный оттиск и передают мастеру смены на утверждение «в работу» подписного листа заказа.

f. Выход готовой продукции.

Откашированный материал должен сопровождаться ярлыком, с указанием даты и времени окончания каширования. Места склейки при обрывах и смене рулона, а так же места приладок и другие дефекты должны отмечаться сигналами. Кашированный материал должен выдерживаться в подвешенном состоянии не менее 36 часов для комбинации с ПЭ и БОПП металлизированным, для всех остальных комбинаций не менее 24 часов. В зимнее время материал должен быть выдержан в подвешенном состоянии не менее 36 часов.

g. Контроль качества.

Контроль количества нанесения клея производит инженер ОКК с каждого ролика.

Откашированный материал не должен иметь складок, морщин, пузырьков воздуха, непокрытых адгезивом участков и других дефектов.

В процессе изготовления МПМ возможны следующие дефекты:

§ непроклеенные полосы (образуются в результате кристаллизации клея при простое машины более 15 минут);

§ плохо проклеенные участки (вследствие плохой работы дозатора смесевой станции);

§ склеивание рулона (происходит при затекании клея в кромки полотна);

§ сладки или скручивание материала (образуются при неравномерном натяжении полотна материала).

Контроль качества осуществляют: машинист постоянно; сменный мастер регулярно не реже 3-5 раз в смену; контролер ОКК выборочно не реже 2 раз в смену.

Кашированный продукция должна соответствовать требованиям нормативных документов.

Подготовка образцов кашированного материала

Полученный материал представляет собой многослойную конструкцию, в которой можно выделить основные слои: ПП со слоем металлического покрытия, ПЭТФ, с нанесенной флексографическим способом многокрасочной печатью, а также слой адгезива. Таким образом, данная многослойная пленка содержит не три слоя, как может показаться на первый взгляд, а пять слоев (рис. 3.1.2.2.1). Однако слои печати и металлизации вносят малый вклад в прочностные свойства многослойной пленки на данном этапе изучения прочностных свойств МПМ. Как видно из схемы в дальнейшем будем рассматривать слои ПП и ПЭТФ с нанесенными на них покрытиями как отдельные слои.

Дальнейшая подготовка образцов многослойного материала велась по аналогии с однослойными пленками с соблюдением тех же требований.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3.1.2.2.1. Схема расположения слоев кашированного материала:

1 - ПЭТФ;

2 - слой многокрасочной печати;

3 - слой адгезива;

4 - слой металла;

5 - ПП.

3.2 Испытание на одноосное растяжение

Испытания полимерных пленок на растяжение проводились на универсальной испытательной машине EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert. Эта машина обладает широким спектром возможностей для испытания различных пленочных материалов:

§ испытание на одноосное растяжение;

§ испытание на одноосное сжатие;

§ испытание на прогиб;

§ испытание на поверхностное трение материала;

§ испытание на износ (поверхностное истирание и раздир);

§ испытания на циклические нагрузки;

§ определение разрывной длины.

Каждое испытание включает описание процесса изменения образца, параметров входных данных теста и расчетных результатов испытаний.

Конструкция машины (рис. 3.2.1) включает разрывную машину и прибор для измерения усилия при растяжении и относительного удлинения, а программное обеспечение позволяет получить расчетные значения таких величин, как: предел прочности при разрыве, прочность при растяжении, относительное удлинение при разрыве (растяжении), касательный модуль, модуль Юнга, предел текучести.

Пульт управления (рис. 3.2.2) позволяет откалибровать машину и установить необходимые параметры испытаний (в данном случае, испытание на одноосное растяжение): толщину материала, расчетную длину образца, скорость нагружения.

После ввода необходимых установок образец закрепляется в зажимах и проводится испытание, входе которого в автоматическом режиме постоянно измеряется нагрузка и удлинение образца. Общий вид зависимости «нагрузка-удлинение» показан на рис 3.2.4. Значения усилия фиксируются до области чувствительности на разрыв (Fail sensitivity), установленной предварительно.

Результаты испытания на одноосное растяжение, полученные в данной дипломной работе были, можно считать достоверными, так как испытание проводилось на высокоточном оборудовании в соответствии с ГОСТ:

- использовалась универсальная испытательная машина с электромеханическим приводом;

- зажимы испытательной машины обеспечивали надежное крепление образцов, совпадение продольной оси образца с направлением растяжения и не вызывали разрушение образца.

- погрешность измерения не более 1% от предела измерения;

- испытания проводились при температуре (23±2)°С и относительной влажности (50±5)%;

- испытание проводились при скорости раздвижения зажимов испытательной машины, предусмотренной в нормативно-технической документации на материал;

- расстояние между зажимами испытательной машины в соответствие с нормативно-технической документацией составило 50 мм.



Рис. 3.2.1. Испытательная мамшина EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert:

1 - стойка;

2 - направляющая с ограничителем высоты подъема зажима;

3 - подвижный зажим;

4 - передатчик нагрузки;

5 - адаптор для изменения конфигурации зажима;

6 - панель управления;

7 - дисковод для гибких дисков;

8 - регулируемые опоры;

9 - датчик нагружения;

10 - пневмо-клапаны;

11 - шкала положения зажима;

12 - монитор;

13 - системный блок.

Рис. 3.2.2. Панель управления испытательной машины EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert:

1 - кнопка включения в сеть;

2 - ручки установки нуля;

3 - цифровая клавиатура;

4 - управляющий курсором шар;

5 - кнопки управления испытанием;

6 - аварийное выключение.

Рис.3.2.3. Вид меню выбора метода испытаний на мониторе EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert.

Рис. 3.2.4. Общий вид зависимости усилия при растяжении от относительного удлинения при разрыве:

DISTANSE - относительное удлинение при разрыве;

FORCE - усилие при растяжении;

3.3 Fail Sensitivity - чувствительность на разрыв

Анализ статистических данных за три года

Ситуация на рынке такова, что свыше половины общего объема производства гибкой упаковки приходится на 12-15 крупных производителей (см. рис. 5). Одним из этих предприятий является ООО «Московский картонажный комбинат», на базе которого проводились исследования. Процесс каширования на данном предприятии отвечает общероссийским тенденциям в этот области, поэтому результаты анализа статистических данных за три года, полученные на ООО «Московский картонажный комбинат», можно считать общими и достоверными.

Московский картонажно-полиграфический комбинат специализируется на выпуске различной упаковочной продукции. Основными направлениями его деятельности является производство упаковки из картона и гофрокартона, гибкой полимерной упаковки, этикеток и жестяной тары. Кроме того, предприятие занимается выпуском различных рекламных материалов из бумаги и картона.

Гибкая упаковка производится из готовых полимерных пленок и многослойных материалов изготавливаемых на предприятии методом каширования. Эта упаковка предназначена в основном для пищевых продуктов различного агрегатного состояния (упаковка для чипсов и упаковка для майонеза).

Качество выпускаемой продукции соответствует действующим ГОСТам, так как проверяется на всех стадиях производственного процесса отделом технологического контроля качества (ОКК).

Были изучены данные, собранные на предприятии за три года, отсортированы по степени надежности, и собраны в таблицы по типу полимеров.

Данные предприятия содержали следующую информацию:

§ тип однослойной полимерной пленки, ее марка, толщина, усилие при разрыве Р (Н) и относительное удлинение при разрыве е_р (%) в двух взаимно перпендикулярных направлениях (табл. 3.3.1, табл. 3.3.2);

§ марка клея, используемого в процессе каширования, и его расход на производство конкретного МПМ (табл. 3.3.3);

§ структура слоев многослойного материала, его толщина и масса 1кв. м, усилие при разрыве Р (Н) и относительное удлинение при разрыве е_р (%) в двух взаимно перпендикулярных направлениях (табл. 3.3.3).

С помощью компьютерной программы Microsoft Excel, были подсчитаны значения:

a. Предел прочности у_р (MПа) по формуле 3.3.1:

у_р = Р/ S_сеч (3.3.1)

где S_сеч - начальное поперечное сечение образца (мм кв.), рассчитываемое по формуле3.3.2:

S_сеч = h • b (3.3.2)

где h - средняя толщина пленки (мм),

b - ширина образца, равная 15 мм по ГОСТ.

b. Теоретический предел прочности у_р,т (MПа) для многослойных материалов по формуле 2.5.4, которая для МПМ из двух полимерных слоев будет иметь вид 3.3.3:

у_р,т = у_р,т • h₁/h_1,2 + у_р,т• h₂/h_1,2 (3.3.3)

где h₁ и h₂ - толщины индивидуальных слоев (мм),

h_1,2 - толщина многослойного материала (мм).

c. Коэффициент упрочнения материала К_упр по формуле 2.5.3:

К_упр=(у_р - у_р,т)/у_р,т (2.5.3)

где у_р - практически полученный предел прочности многослойного материала (МПа).

d. Коэффициент увеличения относительного удлинения при разрыве К_ув, % по формуле3.3.4:

К_ув = (е_р - е_р,max)/е_р,max (3.3.4)

где е_р - относительное удлинение при разрыве многослойного материала (%),

е_р,max - наибольшее из двух индивидуальных слоев относительное удлинение при разрыве (%).

Обзор результатов испытаний многослойных материалов за три года показал наличие у них эффекта упрочнения, что подтвердило обоснованность более детальных исследований прочностных свойств кашированных материалов, рассмотренных в следующем разделе. Кроме того, из приведенных ниже таблиц 3.3.4 и 3.3.5 виден большой разброс коэффициентов усиления предела прочности и уменьшения относительного удлинения, что объясняется отсутствием грамотного технического руководства по работе на разрывной машине EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert.

Таблица 3.3.1. Характеристики первого слоя МПМ

Марка исходной пленки	Уралпластик	Тайланд	Гранбрас	Wentofan
Тип пленки	OPP 20	OPP 20	PP 25	PP 25
Толщина, мкм	20,00	19,00	23,00	35,00
Машинное направление	Усилие при разрыве Р, Н	45,00	55,00	18,00	20,00
	Предел прочности ур, MПа	150,00	192,98	52,17	38,10
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	24,00	15,00	396,00	421,00
Поперчное направление	Усилие при разрыве Р, Н	18,00	26,00	16,00	18,00
	Предел прочности ур, MПа	60,00	91,23	46,38	34,29
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	88,00	80,00	400,00	634,00

Таблица 3.3.2. Характеристики второго слоя МПМ

Марка исходной пленки	Technopol	Полипак	Полипак	Flexoland	Flexoland
Тип пленки	PE 40	PE 40	PE 45	PE 60	PE 70
Толщина, мкм	44,30	37,00	39,40	60,30	70,00
Машинное направление	Усилие при разрыве Р, Н	10,00	17,00	18,00	19,00	20,00
	Предел прочности ур, MПа	15,05	30,63	30,46	21,01	19,05
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	565,00	221,00	633,00	299,00	337,00
Поперчное направление	Усилие при разрыве Р, Н	11,00	15,00	20,00	14,00	15,00
	Предел прочности ур, MПа	16,55	27,03	33,84	15,48	14,29
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	718,00	452,00	222,00	510,00	686,00

Таблица 3.3.3. Расход клея МОР-ФРИ 402А+С79 (2-х компонентный) на производство многослойного кашированного материала

Расход клея, г/м кв.	1,50	2,30	1,30	1,50
Многослойная пленка	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 25 (Wentofan)	1) PP 25 (Гранбрас) 2) PP 25 (Wentofan)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) OPP 20 (Уралпластик)
Расход клея, г/м кв.	1,50	1,30	2,70	1,30
Многослойная пленка	1) OPP 20 (Тайланд) 2) OPP 20 (Тайланд)	1) OPP 20 (Тайланд) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 25 (Гранбрас)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)

Таблица 3.3.4. Характеристики многослойных материалов в машинном направлении

Многослойная пленка	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 20 (Wentofan)	1) PP 25 (Гранбрас) 2) PP 25 (Wentofan)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) OPP 20 (Уралпластик)
Толщина, мкм	41,50	60,50	60,00	43,50
Масса 1м кв., г/м кв.	40,00	47,50	58,00	36,65
Усилие при разрыве Р, Н	41,00	45,00	35,00	58,00
Предел прочности ур, MПа	65,86	49,59	40,23	105,50
Теоретический предел прочности ур,т, MПа	54,62	46,28	34,44	95,02
Коэффициент усиления предела прочности ур, %	20,58	7,15	16,81	11,03
Относительное удлинение при разрыве ер, %	160,00	80,00	160,00	130,00
Теоретическое относительное удлинение при разрыве ер, %	265,18	324,51	342,9	22,07
Коэффициент уменьшения относительного удлинения при разрыве Кум, %	39,66	75,35	53,34	-489,03
Многослойная пленка	1) OPP 20 (Тайланд) 2) OPP 20 (Тайланд)	1) OPP 20 (Тайланд) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 25 (Гранбрас)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)
Толщина, мкм	42,00	63,00	46,30	61,50
Масса 1м кв., г/м кв.	38,00	61,00	42,00	50,00
Усилие при разрыве Р, Н	55,00	42,00	44,00	40,00
Предел прочности ур, MПа	87,30	44,44	63,35	43,36
Теоретический предел прочности ур,т, MПа	82,54	41,27	57,6	33,6
Коэффициент усиления предела прочности ур, %	5,77	7,69	9,99	29,05
Относительное удлинение при разрыве ер, %	140,00	170,00	132,00	152,00
Теоретическое относительное удлинение при разрыве ер, %	13,57	4,52	207,08	321,25
Коэффициент уменьшения относительного удлинения при разрыве Кум, %	-931,69	-3661,06	36,26	52,68

Таблица 3.3.5. Характеристики многослойных материалов в поперечном направлении.

Многослойная пленка	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 20 (Wentofan)	1) PP 25 (Гранбрас) 2) PP 25 (Wentofan)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) OPP 20 (Уралпластик)
Толщина, мкм	41,50	60,50	60,00	43,50
Масса 1м кв., г/м кв.	40,00	47,50	58,00	36,65
Усилие при разрыве Р, Н	45,00	43,00	45,00	44,00
Предел прочности ур, MПа	72,29	47,38	50,00	67,43
Теоретический предел прочности ур,т, MПа	57,83	37,47	44,44	55,17
Коэффициент усиления предела прочности ур, %	25,00	26,46	12,51	22,23
Относительное удлинение при разрыве ер, %	21,00	25,00	20,00	25,00
Теоретическое относительное удлинение при разрыве ер, %	424,34	414,05	189,91	80,92
Коэффициент уменьшения относительного удлинения при разрыве Кум, %	95,05	93,96	89,47	69,11
Многослойная пленка	1) OPP 20 (Тайланд) 2) OPP 20 (Тайланд)	1) OPP 20 (Тайланд) 2) PE 40 (Полипак)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PP 25 (Гранбрас)	1) OPP 20 (Уралпластик) 2) PE 40 (Полипак)
Толщина, мкм	42,00	63,00	46,30	61,50
Масса 1м кв., г/м кв.	38,00	61,00	42,00	50,00
Усилие при разрыве Р, Н	44,00	47,00	48,00	43,00
Предел прочности ур, MПа	69,84	49,74	69,11	46,61
Теоретический предел прочности ур,т, MПа	54,29	42,33	60,48	34,69
Коэффициент усиления предела прочности ур, %	28,64	17,49	14,28	34,37
Относительное удлинение при разрыве ер, %	21,00	20,00	23,00	44,00
Теоретическое относительное удлинение при разрыве ер, %	72,38	24,13	236,72	420,88
Коэффициент уменьшения относительного удлинения при разрыве Кум, %	70,99	17,12	90,28	89,55

3.4 Результаты исследования

Свойства индивидуальных слоев

Исследования свойств индивидуальных слоев проводилось с помощью испытания на одноосное растяжение, описанного в разделе 3.2.

Перед испытанием образцы материалов прошли предварительную подготовку (см. раздел 3.1.1). Были измерены параметры материалов: масса одного метра квадратного m и средняя толщина пленки h.

Для ПЭТ пленки эти величины составили:

m_пэт = 229,42 г/м.кв;

h_пэт = 13,4 мкм.

Параметры ПП пленки:

m_пп = 167,81 г/м.кв;

h_пп = 12,3 мкм.

Каждая пленка прошла серию из 20 испытаний на разрыв: по 10 в машинном и поперечном направлении. Полученные результаты представлены в таблицах 3.4.1.1 - 3.4.1.4. На рис. 3.4.1.1 - 3.4.1.4 представлены примеры зависимостей прочности у от относительной деформации при растяжении е.

Из полученных результатов видно, что оба исследованных пленочных материала, ПЭТ и ПП, имеют близкие прочностные свойства.

Таблица 3.4.1.1. Свойства запечатанной ПЭТ пленки в машинном направлении

№ измерени	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	28,78	14,32	80,77	765,33
2	23,47	11,68	38,06
3	23,96	11,93	46,05	715,71
4	24,21	12,05	40,04	808,82
5	21,12	10,51	23,97	721,06
6	22,85	11,37	36,74	750,24
7	23,22	11,56	40,73	668,17
8	22,48	11,19	30,67	677,36
9	19,76	9,84	7,33
10	30,26	15,06	106,74	669,23
среднее арифметическое	24,011	11,951	45,11	721,99
min	19,76	9,84	7,33	668,17
max	30,26	15,06	106,74	808,82
дисперсия	9,287469	2,296409	731,8166	22409,41

Таблица 3.4.1.2. Свойства запечатанной ПЭТ пленки в поперечном направлении

№ измерений	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	31,74	15,80	66,04
2	24,33	12,11	30,69	793,48
3	24,33	12,11	29,37	670,41
4	30,76	15,31	62,04	689,52
5	24,09	11,99	32,05	638,55
6	28,04	13,95	50,06	754
7	19,27	9,59	8,71
8	30,01	14,94	52,0414	752,62
9	31,5	15,68	62,04	721,19
среднее арифметическое	27,11889	13,49778	43,67127	717,11
min	19,27	9,59	8,71	638,55
max	31,74	15,8	66,04	793,48
дисперсия	16,59428	4,114106	335,1599	25123,49

Таблица 3.4.1.3. Свойства металлизированной ПП пленки в машинном направлении

№ измерений	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	29,89	16,20	24,71	775,46
2	30,76	16,67	34,75	810,42
3	36,07	19,55	63,38	944,02
4	31,5	17,07	37,37	824,33
5	32,86	17,81	42,08	736,63
6	36,31	19,68	70,05	812,18
7	32,24	17,47	42,06
8	30,01	16,27	30,02
9	28,16	15,26	21,4
10	26,68	14,46	7,36
средне арифметическое	31,448	17,044	37,318	817,17
min	26,68	14,46	7,36	736,63
max	36,31	19,68	70,05	944,02
дисперсия	8,613896	2,530844	316,5459	40731,51

Таблица 3.4.1.4. Свойства металлизированной ПП пленки в поперечном направлении

№	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	32,49	17,61	34,02	626,44
2	29,27	15,87	22,69
3	28,29	15,33	18,7
4	31,87	17,27	28,7	790,05
5	32,49	17,61	36,03	799,09
6	27,05	14,66	20,71
7	33,47	18,14	38,01	733,75
8	28,41	15,40	19,33
9	29,89	16,20	22,74
10	28,9	15,67	21,37
средне арифметическое	30,213	16,376	26,23	737,33
min	27,05	14,66	18,7	626,44
max	33,47	18,14	38,01	799,09
дисперсия	4,339401	1,273324	48,4706	47258,77

Рис. 3.4.1.1. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПЭТ в машинном направлении

Рис. 3.4.1.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПЭТ в поперечном направлении



Рис. 3.4.1.3. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПП в машинном направлении

Рис. 3.4.1.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении ПП в поперечном направлении

Свойства многослойного материала

Исследования свойств многослойного материала проводилось аналогично разделу 3.4.1. Пленка прошла серию из 20 испытаний на разрыв: по 10 в машинном и поперечном направлении. Параметры кашированного материала:

m_каш = 352,03 г/м.кв;

h_каш = 26,7 мкм.

Таким образом, при примерная толщина клеевого слоя составляет 1мкм.

Результаты испытаний представлены в таблицах 3.4.2.1 и 3.4.2.2. На рис. 3.4.2.1 и 3.4.2.2 показаны примеры зависимостей прочности у от относительной деформации при растяжении е.

Увеличение прочностных свойств многослойного материала по сравнению с индивидуальными слоями в обоих направлениях представлено на рис. 3.4.2.3 и 3.4.2.4.

Из полученных результатов видно, что прочность многослойного материала многократно увеличивается по сравнению с однослойными пленками, и кроме того присутствует эффект упрочнения, составляющий 23% в машинном направлении и 18% - в поперечном. Анализ деформационных свойств так же показал изменение деформируемости материала по сравнению с теоретической на 143% и 109% в машинном и поперечном направлениях соответственно, что при наличии увеличения модуля упругости (11% - машинное направление, 14% - поперечное) свидетельствует об усилении прочностных свойств кашированного материала.

Такое поведение многослойного кашированного материала явно не связано с наличием тонкого слоя адгезива, а скорее всего обусловлено эффектом блокировки, упомянутом в разделе 2.5.3. Подробное рассмотрение этого явления требует детальных исследований прочности многослойных полимерных материалов с точки зрения механизма развития разрушения в вершинах микротрещин.

Анализируя свойство кашированных материалов упрочняться, можно сделать вывод о том, что для выполнения требований к многослойному материалу для производства мягкой тары нет необходимости в таком запасе прочности. Следовательно, в дальнейшем можно рассматривать вопросы о сокращении толщины индивидуальных слоев в многослойном материале, и совершенствовании технологии и оборудования для процесса каширования.

Таблица 3.4.2.1. Свойства кашированного многослойного материала в машинном направлении

№	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	57,56	14,37	68,71	1541,53
2	68,06	16,99	90,76	1543,48
3	63,24	15,79	75,4	1529,4
4	71,76	17,91	114,13	1666,25
5	74,48	18,59	124,73	1583,14
6	76,33	19,05	126,12	1572,94
7	76,46	19,08	137,47	1536,41
8	63,49	15,85	70,77
9	64,11	16,00	80,08	1568,08
10	65,71	16,40	80,07	1340,63
средне арифметическое	68,12	17,003	96,824	1542,43
min	57,56	14,37	68,71	1340,63
max	76,46	19,08	137,47	1666,25
дисперсия	36,93156	2,294861	611,4621	66123,21
Теоретическое значение величины	26,54	13,85	39,83	738,8
Коэффициент усиления свойства, %	156,67	22,77	143,09	10,88

Таблица 3.4.2.2. Свойства кашированного многослойного материала в поперечном направлении

№	Усилие при разрыве Р, Н	Предел прочности ур, MПа	Относительное удлинение при разрыве ер, %	Модуль упругости Е, МПа
1	32,49	17,76	76,72	1698,87
2	29,27	18,01	85,36	1549,32
3	28,29	20,16	108,8	1746,25
4	31,87	17,67	80,1	1565,96
5	32,49	18,87	88,75	1782,88
6	27,05	17,67	78,12	1728,8
7	33,47	15,14	44,02	1681,44
8	28,41	13,84	38,68	1778,36
9	29,89	18,71	91,4	1688,06
10	28,9	10,54	19,38
средне арифметическое	30,213	16,837	71,133	1691,11
min	27,05	10,54	19,38	1549,32
max	33,47	20,16	108,8	1782,88
дисперсия	4,339401	7,381321	696,9445	62694,62
Теоретическое значение величины	27,53	14,32	34	699,57
Коэффициент усиления свойства, %	9,75	17,58	109,21	14,17

Рис. 3.4.2.1. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении кашированного материала в машинном направлении

Рис. 3.4.2.2. Зависимость прочности от относительной деформации при растяжении кашированного материала в поперечном направлении



Рис. 3.4.2.3. Зависимости прочности от относительной деформации при растяжении для индивидуальных слоев и многослойного материала в машинном направлении

Рис. 3.4.2.3. Зависимости прочности от относительной деформации при растяжении для индивидуальных слоев и многослойного материала в поперечном направлении

Оценка погрешности

По теории математической статистики за лучшую оценку истинного значения результата измерений величины х_i принимается среднее арифметическое значение {х}, вычисляемое по формуле 3.4.3.1:

 (3.4.3.1)

где x_i - результат i - го измерения;

n - число измерений (n =10, в данном случае).

Для оценки случайной погрешности измерения существует несколько способов. Наиболее распространена оценка с помощью стандартной или средней квадратичной погрешности у (ее часто называют стандартной погрешностью или стандартом измерений).

Средней квадратичной погрешностью называется величина S_n, вычисляемая по формуле 3.4.3.2:

(3.4.3.2)

Если число наблюдений очень велико, то подверженная случайным колебаниям величина S_n стремится к постоянному значению у (формула 3.4.3.3):

(3.4.3.3)

Квадрат этой величины у называется дисперсией измерений. Таким образом, по результатам измерений всегда вычисляется не у, а ее приближенное значение S_n, которое, вообще говоря, тем ближе к у, чем больше n.

Систематическая погрешность, как правило, указана в паспорте или на шкале прибора, а в простейших случаях может быть принята равной половине цены деления младшего разряда шкалы. Обычно (хотя, строго говоря, и неверно) суммарная погрешность определяется как корень квадратный из суммы квадратов случайной и систематической погрешностей:

(3.4.3.4)

Определенная согласно (3.4.3.4) величина Дx является абсолютной погрешностью. Относительная погрешность д определяется по формуле 3.4.3.5:

(3.4.3.5)

и выражается, обычно, в процентах. Как видно, выражение (3.4.3.5) позволяет оценить величину погрешности по отношению к самой измеряемой величине.

В ходе испытаний на одноосное растяжение было проведено по 10 измерений для каждого из шести видов образцов однослойных и многослойного материалов. Все расчеты погрешностей были проведены в программе Microsoft Excel, по указанным выше формулам (табл. 3.4.3.1 и 3.4.3.2).

Максимальная величина погрешности не превышает 30%, что допустимо при измерениях подобного рода. Таким образом результат оценки погрешности подтверждает надежность данных, полученных в ходе испытаний.

Большой разброс величины погрешности обусловлен малым количеством испытаний и неоднородностью пленочных материалов по длине и ширине.

Таблица 3.4.3.1. Оценка погрешности измерений в машинном направлении

Материал Погрешность	ПЭТ	ПП	Многослойный материал
Абсолютная погрешность Дx	Усилие при разрыве Р, Н	3,212	2,196	6,406
	Предел прочности ур, MПа	1,597	1,189	1,597
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	8,515	7,339	26,065
	Модуль упругости Е, МПа	44,632	45,830	81,315
Относительная погрешность	Усилие при разрыве Р	13,38	7,27	9,40
	Предел прочности ур	13,37	7,26	9,39
	Относительное удлинение при разрыве ер	30,21	27,98	26,92
	Модуль упругости Е,	6,18	6,22	5,27

Таблица 3.4.3.1. Оценка погрешности измерений в машинном направлении

Материал Погрешность	ПЭТ	ПП	Многослойный материал
Абсолютная погрешность Дx,	Усилие при разрыве Р, Н	4,074	2,196	2,196
	Предел прочности ур, MПа	2,378	1,189	2,864
	Относительное удлинение при разрыве ер, %	21,416	7,339	27,828
	Модуль упругости Е, МПа	50,630	45,830	79,180
Относительная погрешность, %	Усилие при разрыве Р	21,14	7,27	7,27
	Предел прочности ур	24,80	7,26	8,01
	Относительное удлинение при разрыве ер	24,58	27,98	29,12
	Модуль упругости Е	7,93	6,22	4,68

Общие выводы по работе

1. Обзор рынка упаковки за последние годы демонстрирует, что мягкая тара является сегодня одним из наиболее распространенных видов упаковки. Она широко используется для дозирования, транспортировки, хранения продуктов растительного и животного происхождения различной формы и агрегатного состояния: твердых, жидких, пастообразных, сыпучих и т.п.

2. Постоянно возрастающие требования к прочностным характеристикам, долговечности, а также другим эксплуатационным свойствам упаковки, заставляют совершенствовать известные способы их получения и искать новые возможности.

3. Производство тары и упаковки из многослойных пленочных материалов с возможностью сочетания различных полимерных и неполимерных слоев открывает перспективы целенаправленного проектирования и получения композиционных материалов нового класса с заранее прогнозируемым комплексом свойств.

За счет применения МПМ достигается оптимальный для заданных целей уровень следующих свойств: прочности при разрыве, удлинения при растяжении, стойкости к проколу, надрыву, раздиру; непроницаемости для водяного пара, воды, газов, ароматических веществ, масел и жиров, УФ-излучения; термических свойств - диапазона рабочих температур, усадки при повышенных температурах; перерабатываемости - хорошей термосвариваемости, возможности нанесения печати, термоформования, способности перерабатываться на различных фасовочно-упаковочных автоматах.

Использование для упаковки оптимально сконструированных МПМ не только гарантирует сохранение качества и предотвращение потерь продуктов, но и способствует коренному совершенствованию технологического процесса расфасовки и упаковки, обеспечивает более рациональное хранение и транспортирование продуктов, уменьшает естественную убыль продуктов, сокращает расход упаковочных материалов.

4. Высокая эффективность применения полимерных пленочных материалов практически во всех отраслях народного хозяйства, возможность с их помощью решать многие задачи технического прогресса предопределили постоянно растущий спрос на многослойные полимерные пленочные материалы и высокие темпы развития их производства. Однослойные пленки, несмотря на широкий ассортимент полимеров, имеют ограниченные области применения. Использование МПМ позволяет преодолеть эти ограничения.

Широкая сырьевая база, сочетание ценных физико-механических, электрических и химических свойств, относительно низкая стоимость явились благоприятными технико-экономическими предпосылками для быстрого развития производства пленок из ПЭ, ПП и их модификаций. Слои из этих полимеров при производстве МПМ обеспечивают технологичность мягкой тары, так как обладают хорошей свариваемостью.

Полиэфирные пленки обладают высокими прочностными показателями. В МПМ эти материалы образуют несущий слой, обеспечивающий необходимую прочность при производстве многослойных пленок и увеличивающий надежность мягкой тары.

Для повышения герметичности МПМ используют металлизированные пленки.

Таким образом, необходимо минимум три основных слоя, обеспечивающих прочность, герметичность и технологичность МПМ как упаковочного материала.

5. Многообразие многослойных пленочных материалов, широкий ассортимент входящих в их состав компонентов, а также постоянная тенденция к снижению их стоимости предопределили появление и развитие различных технологических процессов их получения. Одни из этих процессов универсальны, другие - специфичны для определенных комбинаций субстратов некоторые способы требуют создания специального оборудования и использования сложных методов обработки соединяемых поверхностей. Из этих способов основными являются следующие: нанесение покрытий из растворов и суспензий; соэкструзия; экструзионное ламинирование; получение многослойных и комбинированных материалов каландровым методом; каширование и др. Следует отметить, что способ получения комбинированных пленок, последовательность соединения слоев и структура каждого из них оказывают существенное влияние на свойства материала.