Дихаюча ПЕ мембрана – це новий тип водонепроникного полімерного матеріалу. Технічні вимоги до виробничого процесу набагато вищі, ніж до звичайних водонепроникних матеріалів. Водночас, з точки зору якості, дихаюча мембрана також має функціональність, якої не мають інші водонепроникні матеріали.

Дихаюча плівка PE – це новий матеріал, який швидко розвивається у світі. Її називають дихаючою плівкою. Вона широко використовується в різних галузях завдяки своїм дихальним та непроникним характеристикам.

1. Структура дихаючої мембрани з ПЕ
Основним компонентом дихаючої мембрани з ПЕ є поліетилен, полімерний матеріал, синтезований з поліетилену. У виробництві поліетилену невелика кількість 4-вуглецевого або 8-вуглецевого α-олефіну додається як співмономер. Однак, оскільки кількість використовуваного α-олефіну мінімальна, багато характеристик поліетилену все ще зберігаються.

Лінія виробництва дихаючої плівки з поліетилену

Поліетилен — це білий воскоподібний напівпрозорий матеріал, гнучкий та міцний, який можна розділити на поліетилен низької щільності (ПЕНЩ) та поліетилен високої щільності (ПЕНЩ).

ПЕНЩ виготовляється з етилену під високим тиском (98-250 МПа), з щільністю приблизно 0.91-0.92 г/м3. ПЕНЩ виготовляється з етилену, полімеризованого під тиском 1.0 МПа, з вищою щільністю, скрізь 0.94-0.96 г/м3.

Поліетилен нетоксичний і має чудові діелектричні властивості. Його температура склування становить близько -125℃. Поліетилен має чудову хімічну стабільність, стійкий до кислот і лугів за кімнатної температури, але легко окислюється під дією світла та тепла, а також може піддаватися фотодеградації під дією ультрафіолетового світла. Поліетилен також має чудові механічні властивості. Кристалічна частина надає поліетилену вищу міцність, а некристалічна частина — хорошу гнучкість.

2. Особливості дихаючої мембрани PE
Порівняно з недихаючими мембранами, дихаючі мембрани з ПЕ мають такі характеристики:
1. Він може проникати через газ, але не через воду, тому його можна використовувати як водонепроникний матеріал з вологостійкістю;
2. Це може належним чином покращити конвекцію повітря в середовищі користувача, що корисно для дихання шкіри;
3. Завдяки характеристикам сировини, дихаюча мембрана з ПЕ є новим, екологічно чистим матеріалом і не забруднює навколишнє середовище.

3. Процес виробництва дихаючої плівки з ПЕ
З точки зору технології обробки, існує два основних методи обробки повітропроникних мембран: метод лиття плоскої плівки та метод видувної плівки, з яких метод лиття використовується частіше.
Основний технологічний процес методу лиття виглядає наступним чином:
ПЕ сировина + пороген-змішування та дозування-екструзія, грануляція-екструзія, лиття-розтягування та затвердіння-охолодження-обрізка-змотування.
У процесі виробництва ПЕТ-плівки процес розтягування на виробничій лінії ПЕ-плівки для дихання суттєво впливає на її характеристики.
Під час процесу розтягування, коли сила зв'язку між частинками порогену caco3 та навколишнім полімером PE менша за силу деформації полімеру PE, спричинену розтягуванням, полімер розділяється по краях caco3, в результаті чого утворюються крихітні частинки. Порожнини не пропускають молекули рідини, а лише молекули газу, завдяки чому розтягнута плівка виконує водонепроникну та повітропроникну функцію.
Розмір порожнини можна регулювати залежно від умов процесу, таких як розмір, форма, метод розтягування та коефіцієнт розтягування частинок CaCO3.
Коли температура розтягування досягає певного значення, зі збільшенням коефіцієнта розтягування збільшується діаметр порожнин дихаючої поліетиленової плівки, а повітропроникність зростає, тоді як характеристики розтягування погіршуються; зі збільшенням товщини повітропроникність зменшується.

4. Проблеми та контрзаходи, що часто виникають у процесі виробництва дихаючої плівки з ПЕ.

1 З'єднання не є міцним
Міцність композиту дихаючої поліетиленової плівки дуже низька або нульова, що взагалі не може задовольнити вимоги клієнтів, що призводить до браку продукції. Через особливості виробничого процесу дихаючої поліетиленової плівки низький поверхневий натяг, високий вміст ковзного агента та забруднення поверхні можуть призвести до слабких композитів.
Низький поверхневий натяг
За нормальних обставин поверхневий натяг поліетиленової повітропроникної плівки для сухого компаундування повинен бути вище 38 дин/см, перш ніж її можна буде використовувати.
Практика довела, що якщо значення поверхневого натягу дихаючої ПЕ-мембрани нижче 38 дин/см, це може призвести до низької міцності композиту. Нижче 36 дин/см сумарна потужність буде надзвичайно низькою або нульовою.
Водночас, міцність композиту також пов'язана з товщиною дихаючої поліетиленової плівки. Якщо вона менше 30 мікрон, її можна композицувати лише з товщиною 36-38 дин/см. Якщо товщина становить 30-50 мікрон, а значення поверхневого натягу становить 37 дин/см, то вважається, що це композитна структура. Наприклад, OPP/PE, комбінований ефект може задовольнити вимоги. Але якщо товщина перевищує 50 мікрон, то вона непридатна для використання, якщо товщина менше 38 дин/см.
Ось кілька наборів даних для довідки:
Значення поверхневого натягу дихаючої ПЕ-мембрани є величезним на момент її щойно виготовлення, але з часом значення поверхневого натягу поступово зменшується. Зазвичай дихаючу ПЕ-мембрану можна зберігати 3-6 місяців, але її також можна зберігати 3-6 місяців влітку. Термін зберігання у вологий сезон не повинен перевищувати двох місяців.
Практика довела, що значення поверхневого натягу дихаючої поліетиленової плівки має тісний зв'язок з її товщиною та навколишнім середовищем. Чим вища температура та вологість навколишнього середовища, тим швидше зменшується значення поверхневого натягу, і чим товща плівка, тим швидше воно зменшується.
Тому розміщення ПЕ-плівки, що дихає, зазвичай не повинно перевищувати трьох місяців, особливо в сезон дощів. Слід приділяти більше уваги вентиляції та провітрюванню сховища, якщо з якоїсь причини час зберігання занадто тривалий, а під час повторного використання, окрім перевірки рулону за рулоном, необхідно всебічно розглянути питання про подальше використання композитного продукту відповідно до призначення змішаного продукту, щоб уникнути втрат.

Вплив добавок
Коли з ПЕ-плівки формують повітропроникну плівку, зазвичай потрібно додавати певні добавки, такі як антистатичні агенти, агенти, що покращують ковзання, та антистатики, залежно від її використання.
Ці добавки не є статичними після утворення плівки або змішування, особливо ковзні агенти, в яких зазвичай використовуються ерукамід або олеамід.
Існує дві причини зниження міцності композиту внаслідок ковзних агентів:
① Після короткочасного розміщення дихаючої поліетиленової плівки, ковзний агент мігрує на поверхню дихаючої поліетиленової плівки, утворюючи тонкий щільний шар. Цей товстий шар блокує зчеплення клею та дихаючої поліетиленової плівки, що призводить до втрати взаємодії з поверхнею дихаючої поліетиленової плівки. Молекули поліетилену контактують, початкова адгезія композиту є неглибокою, зі збільшенням часу затвердіння комбінована міцність майже не змінюється, а комбінована міцність завжди залишається низькою або нульовою.
Для особливих потреб необхідно використовувати висококовзку дихаючу поліетиленову плівку, і її не слід залишати надовго за нормальних обставин. Якщо дихаюча поліетиленова мембрана з якоїсь причини використовується протягом тривалого періоду, найкраще помістити її при температурі 60-70℃ на більше ніж 8 годин перед компаундуванням. У цей час ковзний агент частково втрачає свою здатність, тому слід повторити спробу. Ламінування не має проблеми низької міцності композиту, але дихаючі поліетиленові мембрани більше не мають високих ковзних властивостей.
②Початкова адгезія композиту є прийнятною, але зі збільшенням часу затвердіння комбінована міцність стає все нижчою, а між двома шарами з'являється біла порошкоподібна речовина.
Це пояснюється тим, що у виробництві дихаючої ПЕ-плівки використовуються висококовзкі ПЕ-сировини. Через високий вміст ковзного агента в плівці, рух молекул ковзного агента в плівці посилюється під час процесу затвердіння за високих температур (40-50℃). Велика кількість молекул ковзного агента мігрує в обидва боки плівки. Зі збільшенням часу кількість міграції на поверхню поступово збільшується. Її міграція руйнує процес фізичного зв'язку між клеєм та молекулами ПЕ, що призводить до утворення слабкого зв'язку. Чим довший час, тим сильніша руйнівна сила та нижча міцність композиту.
У цьому випадку підвищення температури затвердіння зазвичай застосовується для прискорення швидкості зшивання клею, щоб швидкість реакції перевищувала швидкість міграції ковзного агента, щоб компенсувати надлишок ковзного агента в дихаючій ПЕ-плівці. Негативний вплив.

Поверхневе забруднення
Повітропроникні ПЕ мембрани зазвичай не забруднюються під час виробничого процесу, але одне з них легко не помітити: забруднення рідиною для дину.
Багато виробників дихаючих ПЕ-мембран використовують самостійно приготовані розчини дину для перевірки поверхневого натягу мембрани. Рідина дину зазвичай являє собою суміш моноетилового ефіру етиленгліколю, безбарвної та прозорої рідини. Якщо вона випадково забрудниться напрямним роликом через його повільну швидкість випаровування, плівка руйнуватиметься під час проходження через напрямний ролик. Розчин дину проникає на поверхню дихальної ПЕ-мембрани та щільно з'єднується з молекулами ПЕ. Після змішування він не зшивається з молекулами сполучного матеріалу, що призводить до нульової локальної міцності композиту. Таку ситуацію важко виявити під час попереднього огляду.

2 сполуки білої точки.
Це явище легко спостерігається на молочно-білій поліетиленовій плівці; зазвичай до молочно-білої плівки додають певну кількість білого маткового змішувача: концентрованого діоксиду титану. Через різну якість кольорового маткового змішувача, розмір частинок та твердість діоксиду титану, що міститься в ньому, відрізняються, що призводить до різної якості молочно-білої плівки, отриманої після компаундування, та різної яскравості поверхні. Якщо поверхня молочно-білої плівки шорстка на дотик та має бокові ямки, більшість виробів, компаундованих з такою плівкою, матимуть білі плями. Звичайні рішення цієї проблеми такі: одне – збільшити кількість клею. Друге – повторно нанести шар білого чорнила. Незалежно від того, який метод використовується, вартість зросте, тому поліетиленову плівку необхідно ретельно перевірити перед використанням.

3 Після змішування готовий продукт стає в'яжучим
Це явище спостерігається у багатьох виробників. Автоматична пакувальна машина для композитного продукту працює нерівномірно, або виготовлений пакет важко відкрити.
Сухе компаундування зазвичай використовує двокомпонентні реактивні клеї, які повинні затвердіти при високій температурі після компаундування для досягнення найвищої міцності. Клизький агент у дихаючій поліетиленовій плівці змінюватиметься через зміну температури затвердіння. За певної температури ковзний агент зазнаватиме хімічних змін і втрачатиме свою ковзну здатність. Чим вища температура, тим більша різниця. Чим більші втрати, тим кінцевий продукт стане в'яжучим і не буде використовуватися.

Тому температуру в камері затвердіння необхідно суворо контролювати на рівні близько 40℃ і не можна довільно підвищувати. Також, залежно від різних застосувань продукту, слід вибирати інші інгредієнти, щоб уникнути його терпкості через неправильний вибір сортів смоли.

4 Погане термозварювання
Після того, як компаунд потрапляє до останнього обробника та потрапляє до рук замовника, іноді локальна температура термозварювання занадто висока, термозварювання неправильне тощо, що неможливо врятувати у важких випадках. Причинами цього є коронний розрив, високий вміст ковзного агента та надмірне додавання перероблених матеріалів.

Розпад коронавірусу
Коли дихаюча ПЕ-плівка проходить через високовольтний розрядний ролик під час виробничого процесу, це може призвести до часткового руйнування плівки з різних причин. Це явище часто проявляється у вигляді поздовжньої смуги, і положення, як правило, фіксоване. Значення поверхневого натягу зазвичай дуже високе. Оскільки гаряче покриття при руйнуванні утворює речовину з полярними групами, подібно до композитної поверхні, ця речовина не має термозварювальних властивостей. Тому її використовують у виробництві пакетів або автоматичному пакуванні. Спостерігається погане часткове термозварювання. Дихаюча ПЕ-мембрана додає складне значення поверхневого натягу до випробувального елемента під час надходження на завод для перевірки, щоб уникнути цього явища.

Вміст агента з високим ковзанням
Через високий вміст ковзного агента в термозварювальному шарі дихаючої ПЕ-плівки, це призведе до його великого осадження на поверхні дихаючої ПЕ-плівки, утворюючи щільний шар, що перешкоджає термозварюванню дихаючої ПЕ-плівки.
Це може статися, якщо використовується прострочена повітропроникна ПЕ-мембрана. Тому необхідно вибирати відповідні марки смоли відповідно до конкретних вимог замовника та намагатися не використовувати мертві плівки для виробів з високим ковзанням. Після виникнення цього явища рекомендується неодноразово протирати гарячу кришку розчинником, і ефект покращиться.

Надмірне додавання перероблених матеріалів
Для економії коштів, до виробництва дихаючих ПЕ-мембран часто додають певну кількість переробленого матеріалу. Перероблені матеріали зазвичай регенеруються за високих температур не менше ніж двічі. При цьому міститься певна кількість домішок. Після повторного виготовлення мембрани її термозварювальні характеристики значно покращуються. Зі зниженням температури термозварювання зазвичай підвищується на 5-10℃. Експерименти показують, що коли кількість доданого регенерованого матеріалу до шару термозварювання становить 30%, температура термозварювання дихаючої ПЕ-плівки підвищується на 3-5℃. Коли кількість доданого матеріалу становить 50%, температура термозварювання підвищується на 6-10℃, і зазвичай виробник плівки вимагає максимального уникнення додавання перероблених матеріалів до шару термозварювання.

5. Діапазон застосування дихаючої ПЕ мембрани
Завдяки своїм м'яким та комфортним фізичним та механічним властивостям, дихаюча ПЕ-мембрана має чудові властивості на розтяг та подовження.

Типові області застосування:
● Щоденні потреби: дощовик, чохол для костюма, маска для очей, скатертина, шапочка для душу, шторка для душу, мішок для води, скатертина тощо;
● Гігієнічні засоби: паперові підгузки, гігієнічні серветки, медико-хірургічні халати, спеціальна упаковка для медичного лікування та упаковка для харчових продуктів тощо;
● Пакувальні матеріали: комп’ютери, кондиціонери, пилозахисні чохли, автомобільні чохли, м’яка косметична упаковка, сумки для покупок, подарункові пакети, папки для файлів тощо;
● Модна упаковка: косметички, високоякісні канцелярські товари, сумки-переноски, шафи, рибальські сумки, сумочки та сумки тощо.