Повышение адгезионной прочности многослойных плёнок ультразвуковой обработкой расплава полиэтилена

• Автор: Уткин, Андрей Олегович
• Шифр специальности: 05.17.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 114 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Многослойные полимерные плёнки
1.2 Способы получения многослойных плёнок
1.2.1 Экструзионное ламинирование
1.2.2 Соэкструзия
1.2.3 Клеевое ламинирование
1.2.3.1 Мокрое ламинирование
1.2.3.2 Сухое ламинирование
1.2.3.3 Ламинирование с помощью клеёв без растворителей
1.3 Адгезионная прочность
1.3.1 Основные теории адгезии полимеров
1.3.1.1 Механическая теория
1.3.1.2 Диффузионная теория
1.3.1.3 Электрическая теория
1.3.1.4 Адсорбционная теория
1.3.1.5 Работа адгезии и смачиваемость
1.3.1.6 Методы повышения адгезионной прочности многослойных плёнок
1.4 Воздействие ультразвука на полимеры
1.4.1 Ультразвук
1.4.1.1 Источники ультразвуковых колебаний
1.4.2 Прохождение ультразвуковых волн через растворы полимеров
1.4.3 Прохождение ультразвуковых волн через расплавы полимеров
1.4.4 Прочие явления, возникающие при обработке расплавов полимеров
ультразвуком
1.5 Заключение по литературному обзору
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объекты исследования
2.2 Схема проведения работы
2.3 Устройство для обработки расплава ультразвуком
2.4 Методы исследования
2.4.1 Определение сопротивления расслаиванию

2.4.2 Определение показателя текучести расплава
2.4.3 Определение реологических характеристик расплава при обработке
ультразвуком
2.4.4 Определение краевого угла смачивания и расчёт термодинамической
работы адгезии
2.4.5 Электронная микроскопия
2.4.6 Гель-проникающая хроматография
2.4.7 Дифференциальная сканирующая калориметрия
2.4.8 Инфракрасная спектроскопия
2.4.9 Определение санитарно-гигиенических характеристик
ГЛАВА 3 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Определение краевого угла смачивания поверхности полиэтиленовой
плёнки и расчёт термодинамической работы адгезии
3.2 Определение сопротивления расслаиванию
3.3 Исследования влияния ультразвуковой обработки на реологические
свойства расплавов
3.4 Просвечивающая электронная микроскопия
3.5 Исследование полиэтилена методом ИК-спектроскопии
3.6 Сканирующая электронная микроскопия
3.7 Определение молекулярно-массового распределения
3.8 Исследование изменения структуры полиэтилена под влиянием
ультразвука методом дифференциальной сканирующей калориметрии
3.9 Насыщение гранул полиэтилена кислородом
3.10 Исследование санитарно-гигиенических характеристик
3.11 Предварительная обработка полиэтилена ультразвуком
3.12 Перспективы применения и экономическая эффективность
использования
ВЫВОДЫ
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И
ТЕРМИНОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ № 1 Акт об использовании, модифицированного ультразвуком,
полиэтилена
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время упаковка является неотъемлемой частью практически любых товаров, в особенности, пищевых продуктов. Основными функциями упаковки являются не только предохранение продуктов от загрязнения, механических повреждений, но и продление срока годности, сохранности вкусовых и питательных качеств.
Многообразие продукции, нуждающейся в упаковке, определяет широту требований, предъявляемых к упаковочным материалам, как с точки зрения свойств, определяющих сохранность товаров, так и с точки зрения эксплуатационных характеристик.
В настоящее время наиболее широкое применение в мировой практике упаковки получили полимерные плёнки. Однако, в большинстве случаев, один полимер не может обеспечить все предъявляемые к плёнке требования, поэтому всё большее применение находят многослойные плёнки, которые обладают совокупностью свойств каждого отдельного компонента, входящего в их состав [3,4]. Рынок полимерных, в том числе многослойных, плёнок развивается. Так, по оценке НИИТЭХИМ за период с 2001 по 2011 г.г. производство полимерных плёнок в России выросло с 230 до 460 тыс. тонн в год, причём доля многослойных плёнок выросла с 9 до 16% от общего объёма.
Высокие требования, предъявляемые к свойствам упаковочных плёнок, определяются не только продуктами, для упаковки которых они предназначены, но и постоянно развивающимися упаковочными технологиями, повышением производительности упаковочного оборудования.
Технологические приёмы получения многослойных плёнок многообразны. Применение каждого из них обусловлено необходимостью производства плёнок с определёнными технико-экономическими показателями. Основными методами получения многослойных плёнок остаются соэкструзия (плоскощелевая и с раздувом) и ламинирование (в том числе экструзионное). Вне зависимости от

1.4.1.1 Источники ультразвуковых колебаний
Электромагнитные излучатели основаны на получении колебаний подвижной механической системы под действием электромагнита, возбуждаемого переменным током. Выходная мощность таких преобразователей падает с увеличением частоты поэтому наиболее широко они применяются на низких частотах 10-200 кГц. Электромагнитные излучатели подразделяются на те, что работают с удвоением частоты и без удвоения частоты (в излучателях без удвоением частоты переменное магнитное поле накладывается на постоянное). Так как волны получаются направленными только тогда, когда размеры излучающей поверхности превышают длину волны, то излучатели работающие в низком диапазоне частот, излучают сферические, а не направленные волны.
Магнитострикционные излучатели состоят из двух основных частей: активного элемента- двигателя (магнитостриктора) и пассивного элемента (акустического трансформатора упругих колебаний или других согласующих устройств). Часто, активный элемент излучателя- двигатель используют непосредственно как излучатель ультразвуковых колебаний. Вторая часть излучателя -пассивный элемент может выполнять различные второстепенные функции технологического и конструкционного характера: защиту активного элемента от кавитационного разрушения, химического воздействия, воздействия агрессивных сред, высоких температур и пр. Основное назначение пассивного элемента (волновода) передача УЗ колебаний в обрабатываемую среду [65, 128].
Если в переменное магнитное поле поместить закреплённый посредине стержень (или пакет) из магнитострикционного материала, то под действием этого поля будут изменяться их геометрические размеры в оба полупериода изменения магнитного поля. Одному периоду изменения магнитного поля будет соответствовать два периодических изменения длины стержня, т.е. частота колебаний стержня будет в два раза выше частоты переменного магнитного поля. Для излучения ультразвука в одном направлении, на противоположном конце создают воздушную подушку или закрепляют подкладку из пористого материала