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

Приведенные примеры получения МПМ и КПМ подчеркивают перспективность направления реализации уникального комплекса свойств полимеров при создании МПМ и намечают пути придания заранее заданных свойств.

Выбор способа получения зависит от физического состояния композиции, подлежащей нанесению на субстрат, и структуры МПМ.

Анализ условий образования надмолекулярных структур позволяет определить воздействия, способствующие возникновению и сохранению оптимальной надмолекулярной структуры той формы и степени упорядоченности, которые обеспечивают эксплуатационные свойства пленок, необходимые для конкретного применения.

Формирование требуемой надмолекулярной структуры может быть достигнуто за счет следующих приемов: обоснованного выбора способа получения полимера или сополимеризации, приводящей к нарушению регулярности строения цепи макромолекулы за счет введения второго мономера; подбора растворителя введения пластификатора, а также составления смесей полимеров; регулирования температурного режима при переработке и ориентации.

6. В настоящее время метод каширования является самым перспективным направлением в создании полимерных пленочных материалов в условиях полиграфических предприятий. Благодаря особенностям технологии методом каширования позволяет получать качественную межслойную печать на МПМ для производства гибкой упаковки.

7. 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.

8. Для практического подтверждения существования эффекта самоупрочнения были изучены данные, собранные на ООО «Московский картонажно-полиграфический комбинат» за три года, отсортированы по степени надежности, и собраны в таблицы по типу полимеров.

Обзор результатов испытаний многослойных материалов, проведенных за три года показал наличие у них эффекта упрочнения, что подтвердило обоснованность более детальных исследований прочностных свойств кашированных материалов.

В данных, собранных на ООО «Московский картонажно-полиграфический комбинат» существует 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. Кроме неточностей измерений имеет место несовершенство технологического процесса каширования, так как используется несколько устаревшее оборудование.

9. В целях проверки изученной статистики были проведены исследования многослойного материала, полученного в условиях ООО «Московский картонажно-полиграфический комбинат».

Для испытаний были взяты две однослойных пленки: металлизированная ПП и предварительно запечатанная ПЭТФ, - которые впоследствии пошли на изготовление многослойной пленки. В соответствие с требованиями ГОСТ были подготовлены образцы этих пленок в машинном и поперечном направлении. Предварительно было произведено взвешивание обеих пленок и измерена их толщина.

Многослойный материал был получен кашированием металлизированной ПП и запечатанной флексографским способом ПЭТФ пленок на машине марки Simplalam фирмы Bielloni (Италия).

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. Однако слои печати и металлизации вносят малый вклад в прочностные свойства многослойной пленки на данном этапе изучения прочностных свойств МПМ.

Подготовка образцов многослойного материала также велась по аналогии с однослойными пленками с соблюдением тех же требований ГОСТ.

10. Результаты испытания на одноосное растяжение, полученные в данной дипломной работе, можно считать достоверными, так как испытание проводилось на высокоточном оборудовании в соответствии с ГОСТ. Использовалась универсальная испытательная машина EJA Tensile Tester фирмы Twing Albert с электронным блоком считывания данных.

11. Из полученных результатов испытаний на одноосное растяжение однослойных ПЭТ и ПП пленок видно, что оба исследованных пленочных материала имеют близкие прочностные свойства. ПЭТ пленка имеет более высокую прочность, а ПП - сильнее деформируется, что соответствует их назначению в составе многослойного материала.

12. В процессе испытаний кашированного материала на одноосное растяжение были получены следующие результаты: 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. 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.

13. В процессе исследований была проведена оценка погрешности результатов, в ходе которой была подтверждена надежность полученных результатов. Большой разброс величины погрешности обусловлен малым количеством испытаний и неоднородностью пленочных материалов по длине и ширине.

14. Пути совершенствования конструирования многослойных материалов заключаются в уменьшении толщины индивидуальных слоев в многослойном материале и повышении качества процесса каширования. Именно применяя более применение нового более совершенного оборудования возможно производство кашированного материала из более тонких пленок. При этом достигается оптимизация запаса прочности в материале и уменьшение его стоимости.

15. Обобщая результаты проведенных исследований, а также на основании анализа статистики за три года, можно отметить широкие перспективы повышения качества многослойных пленочных материалов, получаемых методом каширования.

Список литературы

полимерный пленочный многослойный тара

1. Адамович А.Г., Уржумцев Ю.С. Механика композиционных материалов. 1973, № 4. - 694с.

2. Аскадский А.А. Деформация полимеров. М.: Химия, 1973, 448с.

3. Берлин А.А., Васин В.Е. Основы адгезии полимеров. М.: Химия, 1974. - 392с.

4. Гуль В.Е., Дворецкая Н.М., Шапкина Л.Н. Исследование прочности двухслойных разнородных пленочных материалов. Механика полимеров, 1967, №5, с.833-839.

5. Гуль В.Е., Дворецкая Н.М., Попова Г.Г., Раевский В.Г. Об упрочнении комбинированных материалов. ДАН ССР, 1967, т.172, №3, с.637-640.

6. Гуль В.Е., Беляцкая О.Н. Пленочные полимерные материалы для упаковки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1968.-278с.

7. Гуль В.Е. Прочность полимеров. М.-Л.: Химия, 1964.-228с.

8. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. М.: Химия, 1978. - 327с.

9. Гуль В.Е., Дьякова В.П. Физико-химические основы полимерных пленок. М.: Высшая школа, 1978, 279с.

10. Гуринович Л.Н., Коврига В.В., Лурьев Е.Г. Механические свойства и температуры переходов комбинированной полиимидной пленки. Механика композит. материалов, 1987, №1, с.136-142.

11. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство. - М.: Книга, 2001.-311с.

12. Каган Д.Ф., Кнебельман А.М. Комбинированные пленочные материалы, получаемые с помощью клеев и адгезивов. - М.: НИИТЭХИМ, 1976 г.

13. Каган Д.Ф., Гуль В.Е., Самарина Л.Д. Многослойные и комбинированные пленочные материалы. - М.: Химия, 1989. - 288с.

14. Каган Д.Ф. Многослойные рулонные пленочные материалы, получаемые экструзионным способом и кашированием. - М.: НИИТЭХИМ, 1976 г.

15. Каган Д.Ф., Кантор Л.А. В сб.: Физика прочности композиционных материалов. Л.: ЛИЯФ, 1973. - 264с.

16. Кауш Г. Разрушение полимеров. М.: Мир, 1981, 440с.

17. Коровина Е.А. «Оберточная» пластмасса. Обзор российского рынка гибкой упаковки // Пластикс. 2002, № 3, с.28-35.

18. Кристенсен Р. Введение в механику композитов. М.: Мир, 1982, 334с.

19. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерc Г.А. Сопротивление жестких полимерных материалов. Изд. 2-е перераб. дополн. Рига: Зинатне, 1972. - 698 с.

20. Муравин Л.Г., Толмачева М.Н., Додонов А.М. Применение полимерных и комбинированных материалов для упаковки пищевых продуктов. М.: Агропромиздат, 1985. - 189с.

21. Нарисава И. Прочность полимерных материалов. М.: Химия, 1987, 400с.

22. Обрядчикова К.Н., Коврига В.В. Механика полимеров, 1972, №2, с. 257-260; Пласт. массы, 1969, № 11, с. 65-67.

23. Патрикеев Г.А., Савченко А.К., Шихов Г.Л. В кн.: Переработка пластмасс. М.: Химия, 1966.

24. Патрикеев Г.А. и др. Пласт. массы, 1972, № 1, с. 54-56.

25. Прокофьева Т. Комбинированные и многослойные материалы // Сибирская упаковка и оборудование. 2002, № 9 (10), с.26.

26. Смышляев А. упаковочный фарватер // The Chemical Journal. 2002, №4, с.24-25.

27. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник. М.: Машиностроение, 1985, 232с.

28. Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение. ГОСТ 14236-81.

29. Рекомендации по хранению ламинированных материалов // ROHM and HAAS. 2001.

30. Технологическая инструкция по кашированию пленочных и бумажных материалов на кашировальной машине Simplalam Bielloni // ОАО «Московский картонажно-полиграфический комбинат». 2002.

Размещено на Allbest.ru