軟塑復合包裝材料熱封工藝及其機理研究.pdf

1、近年來，包裝向分包化和保鮮功能化的方向發(fā)展，單層的塑料薄膜往往不能滿足使用要求，于是，軟塑復合包裝膜在食品、藥品、農作物和畜產品加工包裝等各方面的應用快速增長起來，應用范圍日益廣泛。而復合包裝袋的熱封封口質量對包裝過程、運輸過程、儲存過程以及產品分銷等各個環(huán)節(jié)都有很大的影響。因此，本文針對PET/A1/PE與BOPP/PE兩種有代表性的復合包裝薄膜，進行熱封性能檢測試驗，并深入研究了其熱封過程的導熱機理，具體包括以下工作： 首先

2、，利用熱封試驗儀與萬能材料試驗機制備熱封樣品并對其進行熱封強度檢測試驗，分析了熱封主要工藝參數(shù)分別對兩種復合薄膜熱封性能的影響，結果表明熱封溫度、時間與壓力是完成基本封合的必要條件；在達到熱封起始溫度之后，熱封溫度成為影響熱封強度的最顯著因素；繼續(xù)升溫到一定溫度后，熱封強度趨于穩(wěn)定。 其次，采用差示掃描量熱法(DSC)對兩種薄膜進行熱分析，獲得內部熱封層材料PE的熔點：對薄膜熱封試樣的熱封區(qū)域截面的微觀照片(TEM)和拉伸破壞模

3、式進行表觀判定評價，并結合工程實際，確定PET/A1/PE與BOPP/PE復合薄膜各自有效的熱封溫度范圍。 同時，考慮實際生產中生產效率和生產質量的問題，分別以縮短熱封時間和提高熱封強度為目標，借助于SAS統(tǒng)計分析軟件來優(yōu)化三種熱封參數(shù)，并通過試驗來驗證其統(tǒng)計結果使熱封溫度、時間和壓力基本達到了最優(yōu)配比。 最后，依據(jù)傳熱學中非穩(wěn)態(tài)導熱的經典理論，結合復合薄膜熱封特點，研究復合薄膜熱封過程中的熱傳導機理，建立了PET/A1

4、/PE復合薄膜的導熱模型，得出薄膜內部熱封層溫度與外部試驗儀所設定的熱封溫度之間的變化關系。并利用有限元軟件ANSYS，對PET/A1/PE與BOPP/PE復合薄膜分別建立二維模型，模擬熱傳導過程。通過施加熱載荷并求解，得出不同時刻或不同熱載荷下的溫度分布、內部熱流矢量分布圖，獲得復合薄膜內表面溫度與外表面溫度之間的具體差異和復合薄膜內表面溫度隨時間變化的關系曲線。同時利用分析結果，對之前的PET/A1/PE復合薄膜的導熱理論模型進行驗