Термоусадочная упаковка — это специально изготовленные пленки, которые при нагревании дают усадку; используют для товаров, не имеющих определенной формы (игрушки, овощи и др.). Такая пленка при нагревании несколько сжимается и обхватывает пакуемый предмет. Напряжение, возникающее в пленке, составляет а = 5...10 МПа в зависимости от структуры и типа полимера. Так, для пленок из ПЭ, ПП, ПЭТФ, ПС.
ПВХ (пластифицированного), «сшитого» ПЭ и гидрохлорированного каучука соответственно ст = 0,5; 2,0...4,0; 5,0...10,0; 0,5...1,0; 1,0...2,0; 10,0 и 1,0...2,5 МПа. Максимальное значение о в зависимости от типа полимера достигается при температуре 70... 100 °С.
Упаковку в среде инертного газа применяют для обеспечения сохранности продуктов и выполняют известными способами в камере с инертным газом. При такой упаковке наиболее важны такие свойства пленок, как малая газопроницаемость (особенно по кислороду), способность к свариванию или склеиванию. Для этих целей применяют пленки комбинированные (например, алюминиевая фольга — полиэтилен) или многослойные (полиэтилен—целлофан, полиэтилен—фторопласт и др.). Один из слоев такой пленки должен быть воздухонепроницаемым, другой — иметь хорошую свариваемость.
Упаковку для пастеризации и варки используют при необходимости нагревания продуктов в упаковке без нарушения ее герметичности. В этом случае упаковочная пленка должна отличаться повышенными термо- и водостойкостью, значительной прочностью сварного шва. Таким требованиям удовлетворяют многослойные термостойкие пленки, состоящие из алюминиевой фольги, ПЭТФ, поликарбоната (ПК), ароматического ПА.
Крупногабаритную упаковку применяют для минеральных удобрений, цемента и др. Для удобства транспортирования наружную поверхность мешков выполняют с неровностями; для этого на нее предварительно наносят распыленную струю полимера. Такие мешки с продуктом не соскальзывают при транспортировании и потери продукта уменьшаются. В качестве сырья для пленки чаще всего используют ПЭ или ПВХ (толщина пленки 0,1...0,3 мм, вместимость мешка 10...40 кг). Такая оболочка влагостойка и химически стойка. Многократное использование не рекомендуется из-за загрязнения и невозможности повторного получения качественного сварного шва. Применяют упрочненные мешки из плетеных высокопрочных полимерных узких пленок.
Сварной шов достаточно прочен для удержания упакованных мешков даже за горловину при транспортировании, загрузке и разгрузке.
В качестве временного укрытия пленки применяют в полевых условиях (навесы, крыши, покрытия парников, временные водопроводы и др.). Эти пленки должны быть устойчивы к изменениям погодных условий, т.е. термо- и морозостойки. Кроме этого, они должны быть дешевыми и желательно одноразового использования. Для таких целей применяют прозрачные пленки из ПЭ, ПП, реже — из ПЭТФ и пластифицированного ПВХ. Иногда используют пленки из ПА. Для укрытий с большой площадью поверхности необходимо использовать те же полимеры со специальными добавками, придающими им способность саморазрушаться через определенное время под действием солнечных лучей. Это необходимо для защиты окружающей среды от твердых загрязнений полимерными пленками.
Полимерные пленки в фотоматериалах. В качестве основы для изготовления кино- и фотопленок используют: триацетат- и ацетилбутиратцеллюлозу, ПС, ПЭТФ, ПК. На их основе получают черно-белую, цветную, негативную, позитивную фото- и кинопленки, пленку для диапозитивов, рентгеновских снимков и рентгенограмм, пленку, служащую индикатором радиоактивного излучения и др.
В общем виде черно-белые кино- и фотопленки состоят из основы (полимерной пленки), нижнего слоя (адгезионного), светочувствительного эмульсионного и защитного слоев.
С учетом условий эксплуатации и изготовления изделий к полимерной пленочной основе предъявляют повышенные требования:
высокие физико-механические показатели (предел прочности при разрыве не менее 150 МПа, относительное удлинение при растяжении не менее 30% модуль упругости не менее 7 ГПа), стабильные в температурном интервале от —20 до +100 °С, причем в случае использования пленки в экстремальных условиях эти температурные диапазоны расширяются;
незначительная усадка (менее 1 %) при повышенных температурах стабильность размеров не более 1-10 см/°С в широких температурном и влажностном диапазонах;
хорошая оптическая прозрачность, обеспечивающая коэффициент пропускния светового потока более 90% (для части спектра видимого излучения);
плотность, не превышающая плотность воды (требование, определяемое технологией обработки кино- и фотопленки);
показатель преломления, близкий к его значению для нижнего слоя (на основе желатина);
исключение возможности возникновения значительного статического электрического разряда при перематывании пленки в лентопротяжном механизме (в противном случае электроразряд «засветит» пленку),
отсутствие водопоглощения, слипания, скручивания и др.
Для кино- и фотопленок используют основу с преимущественной прочностью по длине; этого достигают обработкой пленки, называемой ориентационной вытяжкой.
Полимерные пленки — основа магнитных лент. В качестве полимерной пленочной основы для получения магнитных лент применяют ПЭТФ, ПК, реже — ПВХ и триацетат целлюлозы.
Ленты получают нанесением магнитного порошка у – Fе2О3 на основу (пленку), содержащую сополимеры винилхлорида с акрилатами, эпоксидами, полиэфирами, полиуретанами и добавки пластификаторов, стабилизаторов, антистатиков. После получения широкой заготовки ее режут на узкие ленты, выполняют поверхностную обработку, снимают электростатический заряд и обрабатывают для создания магнитной анизотропии.
Толщина пленок колеблется в широких пределах — от 20 до 50 мкм. Чем тоньше лента, тем больше время магнитной записи. Чрезвычайно важна для качества лент равномерность толщины. В зависимости от страны и заводаизготовителя отклонение толщины от заданной колеблется от ± 0,1 до ± 2 мкм. Поверхность основы должна быть равномерно шероховатой для лучшего сцепления с магнитным порошком- Оптимальное значение параметра шероховатости Rа = 0,05...0,10 мкм. Пленка должна иметь хорошие механические характеристики при растяжении в направлении длины: предел прочности при разрыве не менее 170...200 МПа, относительное удлинение около 70 %, модуль упругости не менее 5 ГПа. Поскольку при эксплуатации лент возможно повышение температуры, пленка должна быть термостойкой: температура «потери формы» триацетатцеллюлозной пленки 150...250 °С, полиэтилентерефталатной — 150 , поликарбонатной — 165 °С. К лентам, применяемым в блоках памяти большого объема ЭВМ, предъявляют повышенные требования. Так, для лавсановой (полиэтилентерефталатной) пленки толщиной 30...40 мкм усадка при t = 100 °С не должна превышать 0,5%.
Электроизоляционные пленки. Благодаря минимальной электрической проводимости полимеры и, в частности, полимерные пленки широко применяют в качестве электроизоляторов, конденсаторов (основа). Наряду с традиционными полимерами в последнее время распространены пленки на основе полиимидов (ПИ) благодаря стабильности размеров при высокой (до 400°С) температуре.
Таблица 3
Основные электрические характеристики пленок на основе различных полимеров ( при частоте f=10 Гц)
Полимерная пленка
Диэлектрическая проницаемость
Тангенс угла диэлектрических потерь
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом • см
Максимальная температура эксплуатации пленки,°С
Полиэтилентереф- талат (ПЭТФ)
3.0...3.2
0,003
1016
100...120
Поликарбонат (ПК)
3,0...3,17
0,0011
1016
120...150
Полистирол (ПС)
2,4..2,7
0,0001
1016
50...70
Полиэтилен (ПЭ)
2,3
0,0005
1016
30...50
Поливинил- хлорид (ПВХ)
3,5
0,010
1015
70... 100
Ацетилцеллюлоза
3,2...4,5
0,01...0,06
1012...1013
150
Политетрафторэ- тилен (ПТФЭ)
2,0...2,1
0,0002...0,0003
1016
200
Поилиимид (ПИ)
3,5...3,9
0,003...0,005
5- 1016…5 1017
250...300*
Полиимид-фторо- пласт
2.8...3.0
0.001...0,003
5- 1017…5 1018
200...250
В табл. приведены некоторые основные электрические характеристики пленок на основе различных полимеров, применяемых в качестве электроизоляционных материалов, основы конденсаторов и др.
Конденсаторы. Если на полимерную пленку большой длины нанести в вакууме напылением тонкий слой металла (алюминий, цинк) и снабдить токовыводами, то можно получить миниатюрный высокоомный и экономичный микроконденсатор. Небольшой нагрев свернутой металлизированной с одной стороны пленки приводит к свободной усадке (2...5%), что позволяет увеличить долговечность изделия. Основные требования к полимерным пленкам, применяемым в качестве конденсаторов, довольно жесткие, что, естественно, удорожает изделие: «химическая чистота» полимера; отсутствие включений размером в 2...3 раза больше толщины основы минимальная разнотолщинность (не более ± 1 и ± 0,5 мкм по длине пленки толщиной соответственно 20...50 и 3...5 мкм).
