Alongamento biaxial do filme
A produção defilmes esticados biaxialmentenormalmente envolve dois métodos: estiramento de filme plano e método de bolha dupla ou tripla. O processo geral de estiramento de filme plano envolve a extrusão de um polímero de uma máquina, aquecendo-o até derreter e, em seguida, permitindo que o material fundido flua para fora da matriz para formar uma folha espessa. Esta folha é imediatamente temperada para solidificá-la. Dentro de uma faixa especificada de temperatura e velocidade (alta temperatura elástica e velocidade de alongamento), o material é então esticado nas direções longitudinal e transversal em uma determinada proporção. Este alongamento promove o arranjo ordenado das cadeias poliméricas ou cristais ao longo da direção plana. A estrutura esticada é então fixada num estado esticado ou relaxado (termoformação). Posteriormente, o material passa por tratamentos de resfriamento e recozimento para produzirfilmes esticados biaxialmente. O método de filme plano pode ainda ser categorizado em alongamento síncrono ou alongamento assíncrono.
Alongamento síncrono"refere-se ao processo de orientar e esticar simultaneamente a película em ambas as direções longitudinal e transversal na mesma máquina de estiramento. Durante este processo de estiramento, a rápida velocidade de cristalização e o alto grau de cristalinidade contribuem para uma melhoria significativa na transparência do filme. Este método permite a produção de filmes ultrafinos. A experiência prática na produção confirma que se a orientação em ambas as direcções longitudinal e transversal puder ser equilibrada, as propriedades mecânicas da película são relativamente uniformes. Quando a orientação em ambas as direções é igual, o filme apresenta propriedades isotrópicas, enquanto que se a orientação em uma direção for maior que a outra, as propriedades do filme tornam-se anisotrópicas.
O alongamento assíncrono envolve dois processos: Orientação na direção da máquina (MDO) e Orientação na direção transversal (TDO). Um dos exemplos mais típicos é o BOPP (Polipropileno Biaxialmente Orientado), onde o filme é primeiro estirado na direção da máquina e depois na direção transversal. Este método é relativamente fácil de operar e as propriedades do produto são facilmente controláveis. Os tratamentos de aquecimento e resfriamento necessários podem ser concluídos na mesma máquina de alongamento após o alongamento.
Contudo, o tratamento térmico durante o estiramento transversal pode danificar a orientação longitudinal das moléculas do polímero. Isto torna um desafio produzir filmes com propriedades mecânicas significativamente mais altas na direção longitudinal do que na direção transversal, ou filmes com retração térmica longitudinal zero.
O processo de estiramento biaxial permite que os polímeros formem pequenos cristais e desenvolvam esferulitas ao longo da direção do estiramento, melhorando assim a tenacidade do filme. Este processo aumenta significativamente a resistência à tração, o brilho, a dureza, as propriedades de barreira e outras características de desempenho do filme.
1.BOPP
O que significa Orientado BiaxialmenteFilme de polipropileno, possui diversas vantagens, incluindo leveza, não toxicidade, inodoro, resistência à umidade, alta resistência mecânica, boa estabilidade dimensional e excelentes propriedades de impressão. É amplamente utilizado em embalagens de alimentos, produtos de higiene pessoal, cigarros, chá, sucos de frutas, têxteis e muito mais.
O processo geral de produção do BOPP envolve preparação de matéria-prima, fusão e extrusão, filtração, estiramento longitudinal, estiramento transversal, tratamento corona, enrolamento, recozimento e corte em produtos acabados. Ao empregar o estiramento biaxial passo a passo, filmes de BOPP com espessura variando de 10 a 60 micrômetros podem ser produzidos.
Os filmes de BOPP apresentam alta transparência, bom brilho, excelente resistência à água, alta rigidez e boa resistência ao calor. Eles são adequados para diversas aplicações, embora possam sofrer um ligeiro encolhimento durante a selagem a quente, o que pode ser vantajoso em aplicações como películas termorretráteis para embrulhar cigarros.
Além disso, os filmes de BOPP oferecem efeitos de impressão excepcionais, com propriedades físicas representativas, incluindo baixo embaçamento (menos de 1,5%), brilho superior a 85%, resistência à tração (longitudinal/transversal) superior a 120/20 MPa, alongamento na ruptura (<180%/ 65%) e módulo de elasticidade variando de 1700 a 2500 MPa. A temperatura de fragilidade é de -50°C.
Embora o BOPP sirva como uma barreira eficaz contra a umidade, suas propriedades de barreira ao oxigênio são relativamente fracas. Vários métodos industriais, como a metalização do alumínio e a deposição de óxido de alumínio, são empregados para melhorar seu desempenho de barreira ao oxigênio.
2. CRIAR
Orientado biaxialmenteFilme de poliamida, é conhecido por sua alta resistência, excelente brilho, baixa turbidez, excelente tenacidade e resistência a perfurações. Apresenta propriedades moderadas de barreira a gases e excelente retenção de aroma. Os filmes BOPA encontram amplas aplicações em embalagens de processamento de alimentos, produtos farmacêuticos, produtos químicos, produtos eletrônicos e itens essenciais para o dia a dia. Eles são particularmente adequados para embalagens congeladas, embalagens a vácuo e embalagens para cozinhar, oferecendo recursos superiores de frescor e preservação de aroma em comparação com o BOPP.
A produção de filmes BOPA pode ser obtida através do método de filme tubular ou do método de filme plano. O método de filme tubular envolve sopro de bolha dupla e, no método de filme, tanto o estiramento síncrono quanto o estiramento assíncrono podem ser empregados.
Diferentes processos resultam em variações nas propriedades físicas dos filmes de náilon produzidos:
As propriedades físicas dos filmes de náilon produzidos por diferentes processos são as seguintes
| Tipo de filme | Resistência à tração MD/TD (N/mm2) | Módulo de elasticidade MD/TD (N/mm2) | Encolhimento MD/TD (%) | Taxa de estiramento MD/TD |
| Filme Elenco | 70~110 | 600/850 | <3 | - |
| Filme soprado (não esticado) | 95/90 | 1600/1600 | 5/1,0 | - |
| Bolha Dupla | 220/190 | 2500/2300 | 1,5/1,0 | 2,7/12,5 |
| Dois passos | 250/260 | 3500/3000 | 1,4/0,8 | 3,0/3,3 |
| Síncrono (Mecânico) | 250/270 | 3600/3500 | 1,0/0,8 | 3.3/3.3 |
| Síncrono (Motor Linear) | 350/350 | 3700/3700 | 0/0,0 | 3,0-3,5/3,0-3,5 |
Comparação de desempenho entre filme de nylon orientado biaxialmente (BOPA), polipropileno orientado biaxialmente (BOPP) e poliéster orientado biaxialmente (BOPET):
Comparação de desempenho de diferentes filmes
| Propriedade | CRIAR | BOPP | BOPET |
| Resistência à tração (MPa) | 196~245 | 127~294 | 157~245 |
| Módulo Elástico (MPa) | 1372~2150 | 1960~2940 | 3920 ~ 4900 |
| Resistência ao rasgo (KN/m) | 7,86 ~ 10,8 | 1,54~5,79 | 3,86~7,72 |
| Resistência ao Impacto (kJ/m) | 96,5 | 14,9 | 96,5 |
| Confusão (%) | 0,078 | 0,039 ~ 0,078 | 0,039 ~ 0,195 |
| Retração Térmica a 100°C (10μm) (%) | 2 | 0-8 | - |
| Temperatura operacional (°C) | 60 ~ 130 | -50~130 | -70~150 |
| Permeabilidade ao vapor de água a 40°C 90% UR [0,1g mm/(d·m3)] | 40 | 1,5 | 5.5 |
| Permeabilidade ao oxigênio a 28°C 0,1% MPa [0,1·mm/(d·m)] | 6 | 240 | 9 |
BOPA com propriedades de barreira moderadas pode ser melhorada em termos de resistência ao oxigênio através do revestimento de PVDC (Cloreto de Polivinilideno). No entanto, devido a considerações ambientais, estes materiais de barreira foram substituídos por filmes alternativos.
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