IXPE膠帶產品的表面粘連性研究

尹志豇 田原 田然 楊璽

【摘 要】隨著當前社會發展各項新型技術得以不斷創新研發，IXPE（輻射交聯聚乙烯）膠帶產品作為本次研究的主要研究對象，在滿足該IXPE膠帶產品的本身性能及具體涂膠要求前提之下，展開本次實驗研究確定出現交代產品表面粘連的主要成因。并根據原因對具體加工工藝、配方、具體包裝運輸條件等多方面為研究切入點，尋找對表面粘連加以解決的方法，以此最大限度的保障產品在運輸及存儲中，不會發生與IXPE交代產品的粘連。

【關鍵詞】IXPE膠帶產品；表面粘連性；電暈

中圖分類號： TQ433.434 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）28-0288-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.28.135

IXPE膠帶產品作為發泡卷材的關鍵類型之一[1]，同時也作為輻射交聯類產品自身特點，化學交聯無法競爭的產品之一，大約占據IXPE的總產量30%[2-3]，IXPE膠帶產品作為目前在各方面領域應用的主要產品之一，在當前我國各行業領域市場的銷量，已經占據了國內總銷量的20%，且仍然在不斷拓展[4]。但是在不斷對其銷量擴大的同時，也發現在夏季時節將該商品營銷至南方地區客戶群體中，出現了新的膠帶受熱受壓引發存儲運輸中，自身粘連問題無法正常打開，對客戶的正常使用造成極大影響。

1 實驗方案

通過運用連續生產方案制作得出15倍1mm膠帶型產品樣品應用于本次實驗。通過對配方加以調整，對電暈處理工藝加以改變，處于不同壓力條件及不同溫度下存放，對樣品的粘連情況加以觀察。通過針對本次實驗中所得的試驗結果分析，最終對發生膠帶產品表面粘連情況的主要成因，尋求針對性的解決方法。在對其產品配方加以調整過程中，為了能夠加快速度在實驗中采用實驗室樣品制備輔助手段。

2 實驗

2.1 材料及設備

在本次實驗中主要采用的原材料包括LDPE-0274、EVA-14-2、POE-DF840、AC、助劑；以及設備包括自制的KDIII-0.5型號電子萬能試驗機發泡爐、SHJ-58、ELV-8型號的加速器連粒機、以及105/25、CW1006的高效電子沖擊機擠出機。

2.2 制備樣品

在展開本次實驗過程中制品試驗樣品步驟如下：通過在雙輥開撿機內部分別加入POE、助劑、PE、EVA以及AC，在機器設備內混煉之后基于平板硫化機設備上，經過熱壓熔融冷壓成型，之后將所得到的樣品片經過輻射處理之后發泡，通過測試發泡樣品的性能。小批量連續實驗樣品的具體制備步驟如下：首先完成造粒，之后經過擠片完成輻照處理之后發泡，后形成電暈至裁邊，這一完整的生產流程完成樣品制備，展開性能測試。

2.3 試驗方法

為了能夠進一步對產品后續的涂膠工藝具體要求加以滿足，勢必需要針對產品完成電暈處理，從而對其表面張力有效提升。通過借助高效電子沖擊機設備，針對樣品完成電暈處理，通過適當調節電暈具體的輸出功率，確保制片樣品的表面張力相符于預期數值。處理之后在達到25℃、75kg重物的壓置條件下放置樣品，經過一段時間之后對樣品的表面粘連情況仔細觀察。

2.4 測試方法

（1）借助達因液對制品表面的張力完成測定；

（2）判定是否粘連，通過借助設置電壓200V的力矩電機，反復卷折樣品，將復卷情況是否能夠順利完成，作為評判是否發生粘連的依據；

（3）依據GB/T 6343-2010的有關規定對制品密度加以測定；

（4）借助GB/T 6344-2010的相關規定，對制品的拉伸強度以及斷裂伸長率加以測定，拉空機的空載速度在100mm/min。

3 討論分析

3.1 配方影響樣品表面粘連性

通過完成對制品的電暈處理之后，產品表面張力達到38，采用達因液舊膠帶配方樣品，放置對比普通配方樣品，按照1次/1周的觀察間隔時間。可以發現經過3周，普通配方樣品都并未發生粘連，但是舊膠帶配方樣品，僅僅在第1周的時候出現微微粘連還能夠打開，在第2周已經粘連比較嚴重，在第3周已經無法正常打開。由此也表明處于等同條件下的普通配方樣品，相較舊膠帶配方樣品不易粘連。對于此種情況筆者認為是由于舊膠帶配方內含有較高EVA含量，而EVA又具備了較低的軟化點，因此極為容易出現樣品自身粘連情況。通過對比普通配方樣品及舊膠帶配方樣品的性能，結果可以發現舊膠帶配方樣品的性能較好，而普通配方樣品的性能并未能夠符合客戶應用需求。普通配方的性能如下：EVA（20份）、PE（80份）、容重（68kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（173/226%）、拉伸長度（0.84/0.48MPa）；舊膠帶配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（294/239%）、拉伸長度（1.02/0.78MPa）

3.2 電暈處理影響樣品表面粘連性

通過調整高效電子沖擊機輸出功率，對樣品的表面張力有所改變，兩者呈正相關。通過將分別為36、37、38、39達因不同的表面張力舊膠帶配方樣品，正常放置3周對其粘連情況加以觀察。可以發現并未經過電暈處理的舊膠帶配方樣品，并未發生粘連情況。經過電暈處理之后的舊膠帶配方樣品，在放置3周之后均出現不同程度粘連，并且具體粘連的嚴重程度隨著樣品表面張力的大小而改變，樣品表面張力越高則代表越嚴重的張力。也由此表明電暈處理程度的逐步增強，極為容易導致產品發生粘連。筆者認為主要由于針對樣品完成電暈處理之后，樣品的表面帶上極性基因，會使得表面存在極性化，提升樣品的表面活性。而電暈處理則對樣品的表面粗糙度有效提升，因此也在一定程度上，對樣品表面的機械嚙合作用有效增加產生粘連。

3.3 不同環境溫度影響樣品表面粘連性

通過將設置38達因表面張力的舊膠帶配方樣品，在達到25℃、75kg重物的壓置條件下放置樣品，放置1周時間發現樣品發生輕微粘連可以打開。但是在處于夏季高溫11：00～15：00期間暴曬溫度下，放置1周時間發現樣品發生粘連情況無法打開。筆者認為出現這一情況主要是由于在膠帶產品的主料內含有EVA，而EVA又具備了軟化點較低這一特性[5-6]。因此產品所處的環境溫度越高，便會與產品的軟化點越接近，進而導致引起膠帶樣品出現粘連情況。

3.4 不同壓力影響樣品表面粘連性

通過將設置38達因表面張力的舊膠帶配方樣品，在達到25℃溫度環境下，設置不同的重物壓力條件，在放置1周后對比有無重物壓所致影響樣品粘連性。發現處于75kg重物壓情況下的樣品，在放置1周之后出現輕微粘連，而并未重物壓的樣品則并未發生粘連情況。

4 解決措施

4.1 調整配方

在能夠對IXPE膠帶產品本身機械性能及易涂膠基礎之上，借助如下兩種調整配方策略減緩表面粘連性：

其一，對產品中的PE蠟添加量減少，考慮到PE蠟作為潤滑劑的一種[7]，通過將其運用至生產中，會對物料的熔融狀態自身流動性造成較大影響[8]。通過處于不對加工條件造成影響的情況下，減少原本的PE蠟添加量1份至0.5份。對比放置1份PE蠟及0.5份PE蠟的不同添加量，在其他條件等同情況下展開實驗發現放置0.5份PE蠟的樣品并未發生粘連情況。這主要是由于對PE蠟的添加量減少之后，減少了小分子物質向樣品的表面析出量，因此對樣品所受電暈處理程度有效減少，根據如上實驗結果自然減輕了樣品的粘連程度。

其二，通過減少EVA的添加量，在有關文獻研究中指出POE及EVA彈性體的添加量在27份以內，POE相較EVA對PE具體改性成效較優，由此可以將部分EVA替代為POE。通過將調整配方之前的50份EVA調整至40份，且能夠保證滿足用戶對膠帶產品的性能需求基礎之上，并未將生產成本、加工難易度考慮其中，對新膠帶的配方設置（見表2）。通過對其展開性能測試發現，經過調整之后的配方能夠滿足用戶對舊膠帶配方樣品的性能需求。新膠帶配方及性能如下：EVA（30份）、PE（60份）、容重（69kg/m2）、PE蠟（0.5份）、厚度（0.96mm）、POE（10份）、斷裂伸長率（312/257%）、拉伸長度（1.09/0.9MPa）；舊膠帶配方的性能如下；EVA（50份）、PE（50份）、容重（67kg/m2）、PE蠟（1份）、厚度（1mm）、斷裂伸長率（294/239%）、拉伸長度（1.02/0.78MPa）。

4.2 調整生產工藝

通過根據上一部分展開的電暈處理程度、復卷，對樣品粘連性影響研究，筆者發現針對新膠帶配方樣品相較舊膠帶配方樣品，在不同表面張力情況下的粘連性對比研究，發現處于張力等同情況下，新膠帶的配方樣品并不容易出現粘連情況，也證實了通過調整配方有效減少了產品粘連發生率。處于常規情況下產品通常需要達到38達因的表面張力，才能夠達到涂膠要求，通過對生產工藝調整之后，發現可以在37達因表面張力即可達到要求。在此基礎之上完成復卷操作有效避免發生產品粘連情況。

5 結語

本次研究通過在滿足該IXPE膠帶產品的本身性能及具體涂膠要求前提之下，分析產品表面粘連的主要成因，即配方、電暈處理、不同環境溫度、不同壓力。根據原因對具體加工工藝、配方、具體包裝運輸條件等多方面提出對策，最大限度的保障產品在運輸及存儲中，不會發生與IXPE交代產品的粘連。

【參考文獻】

[1]楊鴻昌，李志剛.配方因素對IXPE發泡材料性能的研究[J].廣東化工，2015，42（10）：45-46.

[2]瞿建峰.HK公司產品競爭戰略與運營管理的研究[D]. 華北電力大學（北京），2017.

[3]張雪平，周光來，張志凱.mPE對IXPE發泡材料性能的影響[J].橡塑資源利用，2018（3）：3-6.

[4]王偉，王鵬飛，張萌萌.永久導電輻射交聯聚烯烴泡沫塑料的開發與研究[J].塑料工業，2015，43（3）：136-139.

[5]周光來，夏順國，陳海文，等.POE和EVA對IXPE發泡材料的改性研究[J].橡塑資源利用，2016（4）：1-4.

[6]楊鴻昌.IXPE泡棉表面張力影響因素的研究[J].塑料工業，2016，44（3）：69-71.