聚乙烯微孔薄膜袋的性能指标

聚乙烯微孔薄膜袋的性能指标、技术规范

膜材料可与针织物、机织物、非织造材料等进行粘合层压，从而使织物获得特殊的性能，而在许多领域得到广泛应用。对于医疗卫生、个人护理用品领域，必须考虑到膜材料对人体的安全无毒性、加工方便性以及成本，所以目前主要使用聚乙烯膜(PE Film)作为卫生巾、纸尿裤、护垫、失禁垫等个人卫生护理用品的背层(back sheet)；或是医用手术服、手术帘等材料的面料之一。根据功能，分为透气膜和不透气膜两种，本文将对微孔透气膜进行探讨。

1、聚乙烯微孔透气膜的制造原理

聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，可分为低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)两大类，LDPE是由乙烯在高压(98—250MPa)下制得，密度大约在0.91～0.92g/m3之间，HDPE由乙烯在l.OMPa压力下聚合而成，密度较高，约为0.94—0.96 g/cm3[2]。聚乙烯无毒，具有优异的介电性能，它的玻璃化温度约为-125 0C。聚乙烯具有优异的化学稳定性，室温下能耐酸和碱，但容易受光氧化、热氧化，在紫外线下还可发生光降解。聚乙烯还具有优异的力学性能，其结晶部分赋予聚乙烯较高的强度，非结晶部分赋予其良好的柔韧性。

在热塑性材料的软化温度和熔融温度之间使其在纵向或横向拉伸，使分子具有定向性，冷却后使定向性定型，称为定向技术或拉伸技术。

拉伸膜（又称拉伸回缩膜、缠绕膜）是一种在常温下具有良好弹性和耐穿刺性能的膜材料，拉伸倍率高达2000/0—3000/0，并具有较大的回缩性、持久的束紧力、适宜的透气和透湿性等。

图1是微孔膜生产流程图，一般采用挤出平膜再拉伸的方法，工艺流程可分为制备片材、拉伸和定型3大部分。其生产工艺是：

PE原料+致孔剂一挤出片材一冷却一预热一拉伸一热定型一冷却一切边一卷取：

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制备片材 在PE树脂内加入致孔剂CaCO，颗粒，通过挤出机PE树

脂熔融塑化，经螺旋式机头成型为片材，离开口模的片材立即进入冷却定型机构。

片材拉伸将冷却的片材经过几组预热辊进行预热，经过反复实验，温度定在60~70℃为好，然后片材进入拉伸辊被拉伸（在预热辊之后装有转速不同的辊筒，凭借两组辊筒间的速度差使片材逐渐拉伸），拉伸温度80~90℃（熔点以下），拉伸倍数为4—5倍。这是根据实验的具体情况，经反复实验最终定下的，由于片材内部含有不能熔融的致孔剂CaCO，颗粒，如果拉伸倍数过大，破膜率会大大增加；但倍数过小，片材易出现横格条纹。

定型处理 经过纵向拉伸取向的薄膜在高温下定型处理，以减少内应

力，并获得稳定的尺寸，再冷却卷曲即可。

图2是对含有致孔剂CaCO3，颗粒的PE聚合物膜拉伸情况的模拟‘习。假设CaCO3，颗粒为规则球体，并镶嵌于聚合物片材中。在拉伸的过程中，当CaCO3。颗粒与其周围的PE聚合物的结合力小于拉伸所引起的PE聚合物变形力时，聚合物沿着CaCO3，颗粒的边缘分离，而产生了微小的空洞。空洞的大小和形态取决于CaCO3，颗粒的大小、形态和拉伸方式、拉伸倍数等工艺条件。

在整个工艺生产中拉伸工艺对膜性能的影响十分重要，经拉伸后的膜与片材相比性能有了显著变化：

●形成一定大小和形态的微孔结构；

●聚合物薄膜分子取向度增加，薄膜的抗拉强力提高； ●体积增加（由于单位面积孔数增加，相对面积 降低）；

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●尺寸稳定性提高。

2、聚乙烯微孔透气膜的性能特点

微孔薄膜的结构是靠在聚合物中加入不相容无机微粒致孔剂，经过牵伸而形成的。其结构中存在很多像毛细管一样的微孔。这些微孔构成了允许气体通过的通道，但由于外界的液体液滴的直径大于微孔的直径所以不能通过。气体穿过薄膜的渗透力取决于微孔的大小。水分传输率与薄膜的表面积和浓度驱动力成正比。在微孔薄膜中，薄膜的物理结构是渗透力的决定因素。

(1)机械强度膜的机械强度主要是拉伸强度，它是指膜受到平行方向的拉力时，所能承受的最高强力，以单位面积上所受拉力表示。

(2)亲水性和疏水性该性能与膜的吸附有密切关系，主要取决于膜材料的化学结构与性能。一般用测定接触角的方法表征膜的亲水性。PE膜中不含有亲水基团，因而具有较强的疏水性，可以防止血液、体液、尿液的渗漏和喷溅。

(3)孔隙率孔隙率是指整个膜中的孔隙所占的体积与总体积的比值。 (4)形态结构膜的形态结构主要借助于扫描电子显微镜，它能将膜的形态特征直观地表达出来。本研究所采用的膜，铸膜液属于较高浓度，形成致密皮层和多孔层双层结构，膜表面和内部均有开放形孔或泪状孔。图3足微孔PE膜的表面SEM照片。从图中可以看出，膜的表面布满了微孔，而且微孔在膜的表面与横截面上并不是规则的孔洞，在复合工艺中，膜的卷材经过机器的牵伸与纺丝成网非织造布进行复合时，牵伸力会使膜表面的孔隙向外缘扩张，膜孔被进一步拉大。其中的颗粒状物质为致孔剂CaCO3，颗粒。图4是PE膜网络状的孔隙。

3、聚乙烯微孔透气膜的应用

人类的舒适感在很大程度上是由所穿衣服的类型决定的。因为不舒适感与皮肤表面的湿气数量有关。服装限制了水蒸气散发的通道，因此感觉

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不舒服，特别是在温暖的环境中或在运动的状态下，排汗量会增加。在封闭的衣服下皮肤会变湿，从而使人感觉到闷湿和不舒适。含有微孔膜的透气材料用来消除皮肤多余的水气，以减少由于材料不透气而产生的皮炎或不舒适的状况。美国金佰利公司曾将透气与不透气的膜材料制成纸尿裤，让成人志愿者穿着，并让其进行不同强度的运动，通过放在纸尿裤内部的探针和穿着者的主观评介相结合的方式进行结果评判，最终证明使用微孔透气膜材料的纸尿裤明显舒适于不透气的膜材料。近年来微孔透气膜材料在这一领域有较广泛的应用。

3.1个人卫生护理用品领域

个人卫生护理用品主要是指妇女卫生巾、护垫、婴儿纸尿裤、纸尿片、成人失禁用品等。这些材料主要由非织造布、打孔膜、绒毛浆、SAP、干法纸和PE膜组成。PE膜可以使用微孔透气膜或者不透气膜。从成本角度来说，透气膜要贵于不透气膜。但是从使用者的舒适程度来说，微孔透气膜是一个发展趋势，它能充分考虑到使用者小区域内的微气候环境，向外界排出湿气，保持皮肤的干煤。

图5是膜材料排湿示意图，对于性能良好的个人卫生护理用品，能够快速吸收血液或尿液，并将其转移到吸收体当中，吸收体保持潮湿，部分湿气和液体返回到用品表层，人体感觉到闷湿和不舒适，如果用品背层使用微孔透气膜，液体分子不能通过微孔渗漏出来，而气体分子散逸出来，使人体的微气候保持干爽。不易造成不舒适或皮肤不健康。

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3.2医疗领域

微孔透气膜与纺粘、水刺非织造布通过热熔胶粘合的方式层压在一起，作为医疗、手术一次性用品的原材料，得到了广泛的使用。这其中，非织造布作为整个复合材料的基材，起到支撑作用，具有较好的强伸性、柔软的手感和一定的悬垂性，使材料能够成“布”。而聚乙烯透气膜材料作为阻隔层，在抵御液体的喷溅和渗透的同时，能够使气体分子透过，从而起到防水透气的作用。作为医疗用手术服、隔离服和防护服，能够有效地使穿着者的汗气通过衣物排放出去，而病人溅在医护人员身上的血液、体液不会渗透到内部衣物或人的皮肤上去，从而对医护人员的健康起到良好的作用。

4结论

4.1 微孔透气膜材料通过聚乙烯原料和致孔剂制成平膜，经拉伸、定型的方法制备而成。

4.2微孔透气膜材料中的开放型孔和泪状孔，可使气体分子通过，但不能使液体分子通过，以此来达到透气阻液的作用。

4.3微孔透气膜材料应用于医疗卫生领域，是其产品创新的一大卖点。

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