Статья, демонстрирующая процесс изготовления пленки TPE.

В сегментированных материалах TPE проницаемость происходит в основном в резиноподобном состоянии, в мягкой фазе эластичности сегмента, а не через твердую фазу сегмента. Поэтому свойства проницаемости соответствуют изменению содержания твердого сегмента. В целом, содержание мягкого сегмента в основном определяет проницаемость водяного пара.

Мягкая секция

Основными мягкими сегментами полиэфира, используемыми для пленок ТПЭ, являются в основном сополимеры ПЭО и ПЭГ или ППО/ПЭО, но также используется ПТМГ.

Полные сегменты цепи PPO в основном не используются в паропроницаемых TPE. Обычно для балансировки физических свойств используется смесь различных мягких сегментов: например, PEO более гидрофилен, в то время как PTMG имеет превосходные механические свойства и не так сильно набухает, как первый. Увеличение соотношения CH2/O2 снижает совместимость мягких и жестких сегментов.

Молекулярная масса гидрофильных сегментов цепи находится в том же порядке, что и у других ТПЭ на основе полиэфиров, т.е. (600-4000 г/моль).

Синтезированные из ПЭО ТПЭ обладают самой высокой проницаемостью, близкой к проницаемости известных гидрофильных материалов, таких как целлюлоза и поливиниловый спирт. Недостатком использования ПЭО является то, что поверхность пленки слишком липкая.

Согласно абсорбционно-диффузионной модели, паропроницаемость является функцией количества пермеата и скорости диффузионного движения.

Водопоглощение тесно связано с содержанием ПЭО в мягкой секции, а также с молекулярной массой мягкой секции. Считается, что увеличение молекулярной массы мягкого сегмента при улучшении водопоглощения связано со степенью разделения между мягкими и твердыми сегментами. Низкомолекулярные мягкие сегменты обычно приводят к пленкам с сильными физическими свойствами. Мягкие сегменты с более высокой молекулярной массой образуют более выраженные микрорегионы ПЭО, но твердые сегменты слабее и способны поглощать большие объемы воды.

Увеличение поглощения воды обычно показывает экспоненциальный рост, что можно объяснить физическим сшиванием. Эти сшивки задают пределы набухания гидрофильной микрообласти. При низком содержании ПЭО поглощенная вода связана с сегментами цепи ПЭО; выше определенного содержания ПЭО свободная вода увеличивается.

Жесткий раздел

Температура плавления паропроницаемых пленок TPE в основном определяется типом жесткой секции. Период высокой температуры плавления наблюдается в высокотемпературных процессах для обеспечения термической стабильности, таких как ламинирование, гидроизоляция тканей, ламинирование пленок, PA12 имеет 12 атомов углерода на своем повторяющемся звене, большинство жестких сегментов TPU имеют температуру плавления 175 °C или ниже, в то время как некоторые TPE полиэфирного типа имеют температуру плавления до 200 °C. Ряд важных физических свойств, таких как прочность на разрыв, стойкость к истиранию, также в значительной степени определяются жестким сегментом, например, сочетанием Например, пленки, сочетающие жесткие секции PA12 и TPU, содержащие азот, обычно прочнее.

Производство пленки

Наиболее распространенными технологиями, используемыми в настоящее время для производства воздухопроницаемых пленок, являются литье из раствора и экструзия расплава.

Термопластичная природа пленок TPE позволяет отливать их в растворе с использованием подходящих растворителей. Хотя TPU часто производятся с использованием MEK или других растворов, поиск подходящего растворителя для PEBA и PEE все еще остается проблемой.

Например, гидрофильные ТПУ можно получить путем литья вязких растворов. После испарения растворителя можно получить плотные мембраны. Осаждение раствора в нерастворимые пористые мембраны можно также получить путем контролируемого разделения фаз. Процесс раствора обычно дороже процесса экструзии.

Экструзия расплава — лучший процесс формирования пленки.

За исключением очень мягких сортов, большинство гидрофильных ТПЭ пригодны для экструзии.

СушкаМатериал TPEимеет решающее значение, поскольку материал имеет тенденцию поглощать влагу из окружающей среды, а более высокое содержание влаги может привести к неровной поверхности пленки. Пленка может быть сформирована непосредственно из расплава через головку матрицы или выдута через форму с круглым горлом.

Количество и скорость расплава, проходящего через головку экструзионной головки, определяют конечную толщину пленки, а TPE должен обладать достаточной прочностью расплава для поддержания тяги. Кристаллизация может происходить в конце тяги для уменьшения неоднородности в ориентации тяги и физических свойствах.

Выдувная пленка (Blownfilm) на сегодняшний день является самым экономичным и эффективным способом.

Из-за природы самого ТПЭ требуется специальное оборудование. В смолу корпуса часто добавляют скользящие или антипригарные агенты для облегчения обработки, особенно в пользу более тонких пленок.

Добавки иногда оказывают отрицательное влияние на паропроницаемость, поскольку они действуют на самом важном влагопоглощающем интерфейсе на поверхности пленки. Выдувные пленки обычно имеют преимущество перед экструдированными пленками в том, что они обеспечивают лучший контроль свойств паропроницаемости. Иногда смесь нескольких материалов TPE может использоваться для регулировки свойств пленки в соответствии с потребностями конкретного применения.