軟塑復(fù)合包裝材料熱封工藝及其機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，包裝向分包化和保鮮功能化的方向發(fā)展，單層的塑料薄膜往往不能滿足使用要求，于是，軟塑復(fù)合包裝膜在食品、藥品、農(nóng)作物和畜產(chǎn)品加工包裝等各方面的應(yīng)用快速增長(zhǎng)起來(lái)，應(yīng)用范圍日益廣泛。而復(fù)合包裝袋的熱封封口質(zhì)量對(duì)包裝過(guò)程、運(yùn)輸過(guò)程、儲(chǔ)存過(guò)程以及產(chǎn)品分銷(xiāo)等各個(gè)環(huán)節(jié)都有很大的影響。因此，本文針對(duì)PET/A1/PE與BOPP/PE兩種有代表性的復(fù)合包裝薄膜，進(jìn)行熱封性能檢測(cè)試驗(yàn)，并深入研究了其熱封過(guò)程的導(dǎo)熱機(jī)理，具體包括以下工作： 首先

2、，利用熱封試驗(yàn)儀與萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)制備熱封樣品并對(duì)其進(jìn)行熱封強(qiáng)度檢測(cè)試驗(yàn)，分析了熱封主要工藝參數(shù)分別對(duì)兩種復(fù)合薄膜熱封性能的影響，結(jié)果表明熱封溫度、時(shí)間與壓力是完成基本封合的必要條件；在達(dá)到熱封起始溫度之后，熱封溫度成為影響熱封強(qiáng)度的最顯著因素；繼續(xù)升溫到一定溫度后，熱封強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。 其次，采用差示掃描量熱法(DSC)對(duì)兩種薄膜進(jìn)行熱分析，獲得內(nèi)部熱封層材料PE的熔點(diǎn)：對(duì)薄膜熱封試樣的熱封區(qū)域截面的微觀照片(TEM)和拉伸破壞模

3、式進(jìn)行表觀判定評(píng)價(jià)，并結(jié)合工程實(shí)際，確定PET/A1/PE與BOPP/PE復(fù)合薄膜各自有效的熱封溫度范圍。 同時(shí)，考慮實(shí)際生產(chǎn)中生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的問(wèn)題，分別以縮短熱封時(shí)間和提高熱封強(qiáng)度為目標(biāo)，借助于SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件來(lái)優(yōu)化三種熱封參數(shù)，并通過(guò)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其統(tǒng)計(jì)結(jié)果使熱封溫度、時(shí)間和壓力基本達(dá)到了最優(yōu)配比。 最后，依據(jù)傳熱學(xué)中非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的經(jīng)典理論，結(jié)合復(fù)合薄膜熱封特點(diǎn)，研究復(fù)合薄膜熱封過(guò)程中的熱傳導(dǎo)機(jī)理，建立了PET/A1

4、/PE復(fù)合薄膜的導(dǎo)熱模型，得出薄膜內(nèi)部熱封層溫度與外部試驗(yàn)儀所設(shè)定的熱封溫度之間的變化關(guān)系。并利用有限元軟件ANSYS，對(duì)PET/A1/PE與BOPP/PE復(fù)合薄膜分別建立二維模型，模擬熱傳導(dǎo)過(guò)程。通過(guò)施加熱載荷并求解，得出不同時(shí)刻或不同熱載荷下的溫度分布、內(nèi)部熱流矢量分布圖，獲得復(fù)合薄膜內(nèi)表面溫度與外表面溫度之間的具體差異和復(fù)合薄膜內(nèi)表面溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系曲線。同時(shí)利用分析結(jié)果，對(duì)之前的PET/A1/PE復(fù)合薄膜的導(dǎo)熱理論模型進(jìn)行驗(yàn)