Контроль выдувной плёнки из мягкого поливинилхлорида

Контроль выдувной плёнки из мягкого поливинилхлорида

Производство выдувной плёнки из пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) требует строгого контроля качества на всех этапах. Такой контроль обеспечивает соответствие продукции техническим требованиям, безопасность её применения (особенно в пищевой и медицинской отраслях) и стабильность технологического процесса. Основные аспекты контроля касаются объектов испытаний, областей их применения, используемых методов и необходимого оборудования.

1. Объекты испытаний

Объектами контроля при производстве выдувной плёнки из мягкого ПВХ являются:

1. Готовая плёнка:

   • Механические свойства: Предел прочности при растяжении, относительное удлинение при разрыве, сопротивление раздиру, модуль упругости.
   • Оптические свойства: Прозрачность, светопропускание, глянец, цвет (оттенок, однородность).
   • Геометрические параметры: Толщина (равномерность по ширине и длине рулона), ширина полотна.
   • Поверхностные характеристики: Качество поверхности (гладкость, отсутствие дефектов: точек, полос, морщин, пузырей), коэффициент трения (статический и динамический).
   • Барьерные свойства: Паропроницаемость, газопроницаемость (например, кислорода).
   • Термические характеристики: Температура размягчения, термостабильность, усадка при нагреве.
   • Химический состав: Качественный и количественный состав (подтверждение типа ПВХ, идентификация и содержание пластификаторов, стабилизаторов, наполнителей, отсутствие миграции компонентов, определение летучих веществ).
   • Микробиологическая чистота: (Критично для медицинской и пищевой упаковки) Общее микробное число, отсутствие патогенов.
   • Специальные свойства: Электрические характеристики (антистатические), стерилизуемость (для медицинской), устойчивость к старению (свето-, термостабильность), миграция пластификаторов.

2. Исходные компоненты (сырье):

   • ПВХ-смола: Средневязкостное число (ЧСВ), насыпная плотность, содержание летучих веществ, гранулометрический состав, чистота (отсутствие примесей).
   • Пластификаторы: Вязкость, кислотное число, цвет, содержание воды, идентификационные характеристики (ИК-спектр).
   • Стабилизаторы, смазки, наполнители, модификаторы, красители: Соответствие заявленным спецификациям (чистота, содержание активного вещества, гранулометрия для порошков), совместимость с ПВХ-компаундом.
   • Компаунд (смесь ПВХ со всеми добавками): Однородность смешения, текучесть расплава (индекс расплава или реометрия).

2. Область испытаний

Контроль качества выдувной плёнки из мягкого ПВХ осуществляется в нескольких ключевых областях:

1. Входной контроль сырья: Проверка качества и соответствия спецификациям всех поступающих компонентов (ПВХ-смола, пластификаторы, добавки) перед запуском в производство. Предотвращает выпуск некондиционной плёнки из-за плохого сырья.
2. Операционный контроль технологического процесса:
   • Контроль параметров экструзии (температуры зон цилиндра и головки, давление расплава, усилие на шнеке).
   • Контроль параметров выдува (соотношение выдува, геометрия рукава, степень охлаждения).
   • Контроль толщины плёнки в режиме реального времени по ширине полотна.
   • Контроль скорости линии, натяжения полотна.
3. Приёмочный контроль готовой продукции: Всесторонняя оценка качества готовых рулонов или листов плёнки согласно утверждённым техническим условиям (ТУ), стандартам (ГОСТ, ISO, ASTM) или спецификациям заказчика перед отгрузкой.
4. Периодические / Типовые испытания: Углублённые испытания для оценки стабильности свойств, подтверждения долгосрочных характеристик (старение, миграция), соответствия требованиям стандартов безопасности (пищевая, медицинская). Проводятся с установленной периодичностью или при запуске нового продукта/рецептуры.
5. Испытания по запросу / Арбитражные испытания: Проводятся при возникновении претензий от потребителя, споров по качеству или для независимой оценки.

3. Методы испытаний

Для контроля различных характеристик плёнки и сырья применяются стандартизированные методы испытаний:

1. Механические испытания:
   • ГОСТ 14236 (ISO 527, ASTM D882): Определение предела прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве на универсальной разрывной машине.
   • ГОСТ Р 13526 (ASTM D1922): Определение сопротивления раздиру (Элмендорфа).
   • ГОСТ 24621 (ASTM D1894): Определение коэффициента трения (скольжения).
   • ГОСТ 11262 (ASTM D638): Определение прочности при растяжении для образцов определённой формы (иногда используется для компаунда или толстых пленок).
   • ГОСТ 4670 (ISO 306, ASTM D1525 / D648): Определение температуры размягчения (Вика) или теплостойкости.
2. Измерение толщины:
   • ГОСТ 17035: Измерение толщины плёнок и тонких листов механическими контактными микрометрами (ручными или стационарными с автоматической записью по ширине).
   • Использование бесконтактных датчиков толщины (оптические, ёмкостные, ультразвуковые) в линию для непрерывного контроля.
3. Оптические испытания:
   • ГОСТ Р 50862 (ISO 13468, ASTM D1003): Определение светопропускания и светорассеяния (мутности).
   • ГОСТ Р 896 (ISO 2813, ASTM D523): Определение глянца под заданным углом.
   • Визуальный контроль поверхности на наличие дефектов (ГОСТ Р ИСО 2859-1 или внутренние регламенты).
   • Колориметрия (ISO 7724, ASTM E313 / D2244) для измерения цвета.
4. Барьерные свойства:
   • ГОСТ Р 54598 (ISO 15105-1, ASTM F1249 / D3985 / E96): Определение паропроницаемости и газопроницаемости (кислород) на специализированных приборах (кулонометрический, инфракрасный датчики и др.).
5. Химический анализ:
   • ИК-Фурье спектроскопия (ИКФС): Идентификация материалов и основных компонентов.
   • Газовая хроматография (ГХ, ГХ-МС): Определение летучих веществ, остаточных мономеров, идентификация пластификаторов, оценка миграции.
   • Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ): Определение содержания пластификаторов, стабилизаторов, изучение миграции.
   • Экстракция и гравиметрия: Количественное определение содержания пластификатора или наполнителя.
   • Титрование: Определение кислотного числа пластификаторов и стабилизаторов.
6. Термический анализ:
   • Дифференциально-сканирующая калориметрия (ДСК): Исследование температур фазовых переходов (стеклования, кристаллизации, плавления), степени пластификации.
   • Термогравиметрический анализ (ТГА): Определение термостабильности, состава по стадиям разложения.
7. Микробиологический контроль (для спец. плёнок): Методы по ГОСТ ISO 11737 или соответствующим фармакопейным статьям.
8. Испытания на старение:
   • ГОСТ Р ИСО 4892 (ISO 4892, ASTM G154 / G155): Ускоренное климатическое старение (УФ-излучение, температура, влажность).
   • ГОСТ 9.707 (ISO 188, ASTM D573 / D865): Термостарение (воздушный термостат).

4. Испытательное оборудование

Для реализации указанных методов испытаний используется широкий спектр лабораторного и производственного оборудования:

1. Универсальная разрывная машина: Оснащённая датчиками усилия и перемещения, климатической камерой (для испытаний при различных температурах), захватами для плёнок.
2. Толщиномеры:
   • Механические микрометры (манометрические, рычажные).
   • Бесконтактные толщиномеры (лазерные, оптические, ёмкостные, бета-излучения) – часто встраиваются в линию экструзии.
   • Автоматические сканирующие системы для измерения профиля толщины по ширине рулона.
3. Приборы для оценки оптических свойств:
   • Спектрофотометры (для светопропускания/мутности, цвета).
   • Глянкометры.
   • Контрольные стенды с эталонным освещением для визуального осмотра поверхности.
4. Приборы для барьерных свойств:
   • Анализаторы газопроницаемости (с различными типами датчиков).
   • Анализаторы паропроницаемости.
5. Аналитическое оборудование:
   • ИК-Фурье спектрометр.
   • Газовый хроматограф (ГХ), возможно с масс-спектрометрическим детектором (ГХ-МС).
   • Высокоэффективный жидкостной хроматограф (ВЭЖХ).
   • Весы аналитические высокого класса точности.
6. Реометр / Капиллярный вискозиметр: Для измерения вязкости расплава компаунда или смолы.
7. Приборы для термического анализа:
   • Дифференциальный сканирующий калориметр (ДСК).
   • Термогравиметрический анализатор (ТГА).
8. Приборы для определения температуры размягчения / теплостойкости: Прибор Вика, прибор на изгиб при заданной температуре.
9. Камеры искусственного климата (климатические камеры): Для испытаний на термостарение и УФ-старение.
10. Микробиологическая лаборатория: Ламинарные шкафы, инкубаторы, автоклавы, оборудование для посевов (для специализированных производств).

Важное замечание: Конкретный набор применяемых методов и оборудования определяется техническими условиями (ТУ) на конкретный тип плёнки, требованиями отраслевых стандартов (пищевая, медицинская, строительная промышленность) и внутренними регламентами контроля качества производителя. Регулярная калибровка и верификация всего измерительного оборудования является критически важным условием для получения достоверных и воспроизводимых результатов контроля.