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2022.Sep.05

热分析-TMA 异向性热收缩膜特性分析

 
异向性热收缩膜特性分析
 
许多地方都出售塑料瓶装饮料。收缩膜广泛用于塑料瓶上的标签,这些瓶子上的标签可以达到广告的作用或是与其他公司的产品区分开来。收缩膜在加热时会收缩,各大厂商会利用这一特性将标签固定在瓶子上。

这次测试测量了两个市售收缩膜样品。使用TMA 7100 热机械/热应力应变测量仪DMS 7100动态机械分析仪进行测量。TMA和热收缩应力测量使用的是金属拉伸探针。以5℃/分钟的加热速率将样品从室温加热到120℃。 在室温下以1Hz的频率使用张力/正弦振荡模式进行动态力学分析。正弦振荡模式进行动态力学分析。所有测量均使用10mm(长) *4mm(宽)样品。

测量结果图一显示了收缩膜在纵向和横向收缩的结果。可以看到轻微收缩后,样品A和B均沿纵向膨胀。此外,在横向上大约有80%的热收缩。推测收缩膜在横向上被拉伸。当它被加热时,它会收缩以恢复其原始尺寸。由结果可知,拉伸过程在横向上引起收缩,但在纵向上不引起收缩。所以收缩膜收缩并粘附在塑料瓶的瓶身上,但纵向长度基本保持不变。TMA结果表明,两种收缩膜样品均在横向收缩。

 
TMA不同轴向收缩比较
▲图一  A&B样品于不同温度及轴向的尺寸变化量

图二显示了这种收缩的热收缩应力。当收缩在50度左右开始时,压力会增加。应力在60度附近达到峰值,然后逐渐减少。样品A在样品B之前发生应力变化,因此样品A的最大收缩应力也较大。从这些结果推测,样品A比样品B能够更牢固地粘附到瓶子上
 
TMA收缩力测试
▲图二 横向的热收缩应力测试
 
图三是使用DMA对这两种收缩膜在横向和纵向进行了动态力学分析。两个样品的横向储能模量都高于纵向。 推测分子取向的程度更高,因为样品在横向上比纵向拉伸得更多

DMA 动态力学分析
▲图三 DMA不同轴向力学测试

在此应用中,测量了用于塑料瓶标签的收缩膜的热收缩应力。在恒定应力控制下升高温度时进行TMA 测量。这些结果显示了收缩膜在拉伸方向和垂直于拉伸方向的方向上的热收缩和膨胀。这些结果揭示了收缩膜的收缩方向。

在恒定应变控制下升高温度时进行热收缩应力测量。该测量显示了所需的应力,因为温度变化不会改变样品的形状。可以根据收缩应力的差异计算收缩膜对瓶子的附着力差异。在动态力学分析中,从分子取向各向异性程度的差异可以看出储能模量的方向差异。
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