论吹膜会触及的常见指标有哪些？

http://www.packltd.cn 　　时间:2020年5月6日　　关注数:1631 次

摘要：本文将针对吹膜挤出过程中的晶点缺陷数量、低温脆性、光泽度、透明度、雾度、密度、熔融指数、黏度等指标，在具体测试时的考量因素展开分享。

本文将针对吹膜挤出过程中的晶点缺陷数量、低温脆性、光泽度、透明度、雾度、密度、熔融指数、黏度等指标，在具体测试时的考量因素展开分享。

01、晶点（鱼眼）数量（ASTMD3351 和 D3596）

晶点也叫鱼眼，是指薄膜上一些比较硬的点状缺陷，影响薄膜外观和机械性能，因为晶点会导致应力集中。即使是全新的原料也会产生晶点，其原因可以是加工过程中过渡加热或者熔体滞留。

晶点的成分是一些高度降解的原料成团或者是超高分子量聚集，比如交联。但有时候晶点看起来就像是水汽在膜泡上形成的团状或雾状缺陷，或者像塑化不良的原料未熔融就被挤出来的样子。

晶点标准测试方法ASTMD3351使用高射投影将膜样放大观察，这样可以很方便的数清楚膜样上的晶点数量。由于聚氯乙烯降解过快，测试方法比较特殊（ASTMD3596），要使用双辊压机的相关设备。

02、低温脆性（ASTMD1790）

吹膜产品有些应用环境温度较低。举个例子，NASA科研气球要穿越对流层，环境温度可以达到零下80度。因此需要知道低温环境下哪些材料会产生脆性。

低温脆性测试有多种方法。在ASTM标准中，膜样是一个环形薄膜，并承受冲击载荷。在不同温度下进行测试，直至膜样显示脆性损毁。另一种测试方法使用的原理类似，是将具有椭圆开口的膜样压紧在桌面上进行充气直至损毁。由于开口是个椭圆形，这个测试又叫做赛道测试。

03、光泽度（ASTMD2457）

薄膜的光学性能决定其外观质量。光泽度表征薄膜表面反射性能。反射光越多，越像镜面，则光泽度越高。而吸收的光线越多则光泽度越低。光泽度的测试受薄膜表面平整度和平面度的影响。

标准测试方法是使用光源沿某一角度，比如60度，照射膜样表面。角度的选择取决于薄膜是高光泽度还是低光泽度。光泽度数值确定是使用一个光敏物质及相关配件来测定的。

04、透明度（ASTMD1746）

透明度表征膜样的光线透过率。通过透明薄膜我们可以看到另一侧的场景。这是因为光线可以透过膜样进入我们的眼睛。有时候薄膜表面有雾状缺陷，则光线无法透过。透明度高度取决于薄膜的结晶程度。实践中可以提高薄膜的冷却效率来减小结晶度，从而提高透明度。

透明度测试是一种测量入射光线透过膜样而不被散射的透光量的方法。在标准测试方法中，光源发出的光束非常窄，照射在膜样上。膜样另一侧有一个光敏装置测量光线透过膜样并留存在一个狭窄角度范围内的量。有些半透明材料，光线穿过膜样后并没有在透光角度范围内，而是被折射出去，这部分光线无法被光敏装置接收到。所以透明度是指光源透过膜样后被光敏装置接收到的光量占光源的百分比。

05、雾度（ASTM D1003）

雾度是衡量光线透过薄膜散射光量的指标。标准测试方法中，使用雾度测量装备检测光线透过薄膜后散射到设定角度范围外的光线量。测量以薄膜光线入射面为基准。散射光量所占入射光量比重越高，则雾度越大。

06、密度（ASTM D1505）

密度是材料的内在属性，定义为单位体积材料的重量。对于所有材料而言，密度都是跟温度相关的，因为温度能够改变分子空间分布，也就是改变了体积。对于固态高分子，尤其是聚乙烯薄膜，密度也受到结晶度的重大影响。高结晶度意味着分子排列紧密，密度更高。高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的区别就是结晶度的不同。

吹塑薄膜密度测试受多个因素的影响。为了控制薄膜产品质量，加工工艺必须科学合理，但不是完全稳定的。加工过程的加热，冷却熔体挤出过程等因素的波动，都会带来结晶度的不同，从而改变制品的密度。同时，配方各成分的混合和喂料偏差也会带来制品密度的波动。最后，不同原料的密度大有不同，密度测试可以用于判定制品所使用的原料。

标准测试方法使用密度梯度柱（图1）测试密度。两种不同密度的液体倒进管里。管子底部液体密度大，顶部密度小。密度从底部到顶部线性分布。将若干已知密度的柱子放入管中，这些珠子将悬浮在其密度对应的高度上。由此形成密度与高度对应的刻度尺。此时加入未知密度的样品，该样品将悬浮在与其密度对应的高度上。这个测试需要经验和耐心。但是一旦做好了准备工作，这个装置可以非常快速准确的测量未知物质的密度。

图1

07、熔融指数（ASTMD1238）

流变数据描述熔体在工况条件下的流变行为。熔融指数可以说是最重要的测试。虽然流变学专家不太认可，但是几乎所有使用或制造挤出机，注射模，吹塑模的厂家都使用这个测试方法和概念。

实际上，流变学专家不认可是有道理的。熔融指数测试只是提供了原料流变性能相关的很少部分的参数。甚至，熔融指数测试还会做出错误的数据结论。其它实验分析技术，比如毛细管流变仪，则可以提供非常有用的数据。

反过来说，虽然熔指测试仪作用有限，但它提供了单一数据表征单位时间内熔体在工况条件下的挤出量，测试成本低廉，操作非常简单。这对于厂家而言是有利的，熔指测试让他们对自身原料在挤出系统中的流变有了一个简单大概的认知。熔指的单位是g/10mins，表述了原料在工况下10分钟内被挤出的量。熔指越高，黏度越低。

熔指测试仪如图2所示是一个小巧的竖直挤压机。机筒被加热到适应原料的加工温度。加入5克原料，活塞压实后进行加热。原料熔融后，活塞加上特定重量的压锤，熔体通过装置底部规定尺寸的孔被挤出。挤出物被切除的同时开始计时。到达设定时间后，挤出物被第二次切除并称重。挤出设定时间可以根据需要调整，最后将挤出流率转化为g/10mins就可以了。

原料供应商需为每种售出的原料提供这个数据，使用者可以用于验证以及指导生产实践。机筒模具温度差异导致熔指数据有些微差异是完全可以接受的。

图2：熔指测试仪

高熔指的原料更有利于低温挤出。反之低熔指原料则需要较高的工艺温度。如果配方原料熔指差异大，加工难度会剧增，甚至根本无法进行挤出。

还要指出，熔指数据也可能是个误导。首先，任何测试中温度和质量都会对最终结果产生影响。比较不同原料或批次的熔指是，必须保证测试条件一致。另外，必须考虑的是测试熔指的时候仅仅对应的是一个非常低剪切速率下的加工情况。实际加工实践中很多时候的剪切速率时远高于测量熔指时所用的剪切速率的。而且塑料熔体黏度都对于剪切比较敏感。所以熔指数据对于实际加工实践并不一定有参考作用。更进一步说，两种原料很可能在熔指测试中表现一致，但在实际加工过程中表现不同。综合以上原因，对于材料流变性能的判断需要在一个剪切速率区间中测定流变数据更为全面有用。比如使用毛细管流变仪进行测试。

08、毛细管流变仪测试黏度（ASTMD3835）

高分子熔体的流变行为是比较复杂的。因为影响其流变的因素非常多，包括温度和剪切速率等。因此只测试单一条件因素下的流变数据并不足以支持挤出机和模具等挤出系统的设计以及挤出故障检测修复。流变行为检测需要更为复杂的测试。毛细管流变仪应运而生。

毛细管流变仪（图3）外观结构类似熔指测试设备。主要区别是熔指测试使用重力作为动力，而毛细管流变仪使用私服电机。此外，使用一个传感器实时测试活塞作用力。这样剪切速率是可控的，甚至在一次测试中可以包含一个较大的剪切速率区间。通过受力及出口形状可以计算熔体所受剪切应力。