Quels sont les principaux facteurs qui influencent la résistance à la traction et les propriétés d'allongement des films coextrudés PE ​​/ PP?

La résistance à la traction et les propriétés d'allongement des films co-examinés PE ​​/ PP sont des propriétés mécaniques cruciales qui déterminent comment le film fonctionne sous le stress, sa capacité à s'étirer sans se casser et sa durabilité dans diverses applications. Plusieurs facteurs influencent ces propriétés, en particulier la combinaison de PE (polyéthylène) et de PP (polypropylène) dans le processus de co-extrusion. Les principaux facteurs comprennent:

1. Composition et rapport des polymères
Ratio PE / PP: la proportion de PE et PP dans le film co-examiné joue un rôle significatif dans la détermination de ses propriétés mécaniques. L'EP a tendance à être plus flexible, tandis que PP est plus rigide. Une proportion plus élevée d'EP dans les couches externes peut augmenter la flexibilité et l'allongement du film, tandis qu'une proportion plus élevée de PP peut améliorer la rigidité et la résistance à la traction du film.
Les niveaux de résine: différents grades de PE et PP, tels que le polyéthylène à basse densité (LDPE), le polyéthylène haute densité (HDPE) ou le polypropylène isotactique (IPP), offrent différentes propriétés mécaniques. Par exemple, le HDPE fournit une résistance et une rigidité à la traction plus élevées, tandis que le LDPE contribue à la flexibilité et à l'allongement.

2. Conditions de processus d'extrusion
Température d'extrusion: la température à laquelle le PE et le PP sont extrudés affectent l'orientation moléculaire et la cristallinité des polymères. Des températures d'extrusion plus élevées peuvent réduire l'enchevêtrement de la chaîne moléculaire, conduisant potentiellement à un allongement plus élevé mais à une résistance à la traction plus faible.
Vitesse et pression d'extrusion: des vitesses d'extrusion élevées peuvent entraîner une épaisseur inégale ou une mauvaise fusion des couches, ce qui peut affecter négativement la résistance à la traction et l'allongement. La pression appliquée pendant l'extrusion influence également la cristallisation et l'alignement moléculaire, ce qui a un impact sur les propriétés mécaniques finales.
Liaison de la couche: La résistance de la liaison entre les couches PE et PP (adhérence entre les deux matériaux) est critique. Une mauvaise adhérence peut entraîner un délaminage, ce qui réduira la résistance globale à la traction et les propriétés d'allongement du film.

3. Distribution du poids moléculaire et du poids moléculaire
Poids moléculaire de PE et PP: Le poids moléculaire des polymères a un impact sur leurs propriétés mécaniques. Les polymères de poids moléculaire élevé ont généralement une meilleure résistance à la traction, car les longues chaînes de polymère fournissent plus d'intrication et de résistance plus élevée au stress.
Distribution du poids moléculaire (MWD): un MWD plus large (la plage de poids moléculaires dans le polymère) peut améliorer l'équilibre entre la résistance à la traction et l'allongement. Un MWD étroit peut entraîner un matériau plus cassant avec une résistance à la traction plus élevée mais un allongement plus faible.

4. Crystallinité des polymères
Degré de cristallinité: PE et PP ont des structures cristallines qui contribuent à leur résistance à la traction. Une cristallinité plus élevée entraîne généralement une résistance à la traction plus élevée mais un allongement plus faible. En contrôlant la vitesse de refroidissement pendant l'extrusion, les fabricants peuvent influencer la cristallinité des polymères. Le refroidissement lent entraîne une cristallinité plus élevée et une meilleure résistance, tandis que le refroidissement rapide entraîne une cristallinité plus faible et un meilleur allongement.
Régions amorphes: La quantité de régions amorphes (non cristallines) dans les polymères affecte également la flexibilité et l'allongement. Une proportion plus élevée de matériaux amorphes entraîne généralement une plus grande allongement mais une résistance à la traction réduite.

5. Traitement des additifs
Plastifiants et stabilisateurs: des additifs tels que les plastifiants peuvent améliorer la flexibilité et l'allongement, tandis que les stabilisateurs peuvent améliorer la durabilité globale et la résistance à la dégradation. Le type et la concentration des additifs peuvent influencer les propriétés mécaniques du film.
Charges et renforts: dans certains cas, des charges (telles que des minéraux, des fibres de verre ou du noir de carbone) sont ajoutées pour améliorer la résistance ou la résistance aux UV. Cependant, l'ajout de certains charges peut réduire l'allongement car ils peuvent restreindre la capacité du polymère à s'étirer.

6. Étirement et orientation pendant la production
Orientation moléculaire: la mesure dans laquelle les chaînes de polymère sont alignées pendant le processus d'extrusion peuvent avoir un impact significatif sur la résistance à la traction et l'allongement. Les films orientés (étirés) dans une ou plusieurs directions pendant la production ont généralement une résistance à la traction améliorée, mais peuvent montrer une allongement réduit dans le sens de l'orientation. L'équilibre entre la force et l'allongement dépend fortement de la façon dont le film est orienté.
Processus de film soufflé: dans le cas de l'extrusion de films soufflés, le processus d'inflation (soufflant de l'air dans le tube de film extrudé) peut induire une orientation biaxiale des chaînes polymères, améliorant à la fois la force et l'allongement. Le degré d'orientation dans la machine et les directions transversales influence les propriétés finales.

7. Épaisseur du film
Épaisseur de chaque couche: L'épaisseur des couches PE et PP affecte les propriétés mécaniques du film. Des films plus épais peuvent présenter une plus grande résistance, tandis que les films plus minces peuvent offrir une meilleure flexibilité et allongement. L'épaisseur globale du film doit être optimisée en fonction de l'application prévue.
Distribution de l'épaisseur de la couche: Si les couches ne sont pas réparties uniformément, cela peut entraîner de mauvaises performances dans la résistance à la traction et l'allongement, car une couche peut dominer, provoquant des faiblesses ou des déséquilibres dans le film global.

8. Température et humidité pendant le stockage et l'utilisation
Conditions environnementales: la résistance à la traction et les propriétés d'allongement de Films co-examinés PE ​​/ PP Peut être affecté par l'exposition à des températures extrêmes, à l'humidité ou au rayonnement UV au fil du temps. Une exposition prolongée à la chaleur peut adoucir le film et réduire sa résistance à la traction, tandis que l'exposition aux températures froides peut rendre le film plus cassant, diminuant l'allongement.

9. Traitements post-extrusion
Traitements thermiques et mécaniques: les processus post-extrusion, tels que le réglage de la chaleur ou le traitement de la corona, peuvent également influencer les propriétés du film. Le réglage de la chaleur peut se verrouiller dans l'orientation moléculaire, améliorant la résistance à la traction, tandis que le traitement à la corona peut améliorer les propriétés de surface pour l'impression ou l'adhésion, bien qu'elle n'affecte pas de manière significative les propriétés mécaniques du film en vrac.