Испытания экструзионно-раздувной пленки

PLA 4042D (продукт компании NatureWorks LLC) использовался для раздува прозрачной пленки на 30-мм одношнековом экструдере  Battenfeld. Из-за низкой прочности расплава PLA, было очень трудно сохранять форму и целостность рукава в ходе процесса выдувания.

Перед добавлением удлинителя цепи наблюдались:

• Неправильная форма;
• Трудность в сохранении рукава;
• Шумящая пленка;
• Хрупкость и низкая прочность расплава;
• Трудности в сохранении размера рукава;
• Колебания ширины пленки от ~17.5 до 19.5

После того, как наблюдались трудности в области сохранения целостности рукава, типичные для процесса выдувания с использованием PLA, была добавленаa маточная смесь CESA-удлинителя в нескольких различных количествах для оптимизации необходимого воздействия. Было установлено, что при добавлении 2%  тридцатипроцентной активной маточной смеси CESA-удлинителя средняя молекулярная масса повысилась с 124 x 103 г моль-1 для чистой PLA, до 185 x 103 г моль-1 для PLA с маточной смесью, что указывает на разветвленное удлинение полимерных цепей. Модуль упругости увеличился примерно на 20%, в то время как растяжимость выросла на 50%.

Рисунок 1: Вязкость расплава PLA и PLA с CESA-удлинителем при добавлении различных концентраций

Из этого следует, что добавление CESA-удлинителя влечет за собой изменение реологических свойств PLA , которые переходят от типичного ньютонова поведения чистой PLA, к определенному истончению сдвига и не ньютонову поведению после добавления удлинителя цепи. Более высокая вязкость указывает на наличие более высоких молекулярных масс и спутывания, типичного для  PLA с широким распределением молекулярных масс.

При рассмотрении целостности рукава и полученной после добавления CESA-удлинителя пленки, были получены следующие результаты:

• Непрерывная правильная форма;
• Сохранение размеров рукава;
• Менее шумная пленка;
• Более высокая прочность расплава;
• Способность вдвое увеличивать размер рукава;
• Более высокая скорость работы линии;
• Однородный размер пленки 22 см.

Единственным нежелательным последствием использования удлинителя является появление некоторого помутнения пленки, которую изготовили с использованием модифицированной PLA. Это типичный результат, получаемый при добавлении удлинителя цепи к прозрачной пленке, это явление может быть оптимизировано с помощью регулирования необходимой концентрации добавки.