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05.Sep.2022

熱分析-TMA 異向性熱收縮膜特性分析

文章-橫幅
 
異向性熱收縮膜特性分析

 
許多地方都出售塑料瓶裝飲料。收縮膜廣泛用於塑料瓶上的標籤,這些瓶子上的標籤可以達到廣告的作用或是與其他公司的產品區分開來。收縮膜在加熱時會收縮,各大廠商會利用這一特性將標籤固定在瓶子上。

這次測試測量了兩個市售收縮膜樣品。使用TMA 7100 熱機械/熱應力應變測量儀DMS 7100動態機械分析儀進行測量。TMA和熱收縮應力測量使用的是金屬拉伸探針。以5℃/分鐘的加熱速率將樣品從室溫加熱到120℃。 在室溫下以1Hz的頻率使用張力/正弦振盪模式進行動態力學分析。正弦振盪模式進行動態力學分析。所有測量均使用10mm(長) *4mm(寬)樣品。

測量結果圖一顯示了收縮膜在縱向和橫向收縮的結果。可以看到輕微收縮後,樣品A和B均沿縱向膨脹。此外,在橫向上大約有80%的熱收縮。推測收縮膜在橫向上被拉伸。當它被加熱時,它會收縮以恢復其原始尺寸。由結果可知,拉伸過程在橫向上引起收縮,但在縱向上不引起收縮。所以收縮膜收縮並粘附在塑料瓶的瓶身上,但縱向長度基本保持不變。TMA結果表明,兩種收縮膜樣品均在橫向收縮。

 
樣品尺寸變化量
▲圖一  A&B樣品於不同溫度及軸向的尺寸變化量
 
圖二顯示了這種收縮的熱收縮應力。當收縮在50度左右開始時,壓力會增加。應力在60度附近達到峰值,然後逐漸減少。樣品A在樣品B之前發生應力變化,因此樣品A的最大收縮應力也較大。從這些結果推測,樣品A比樣品B能夠更牢固地粘附到瓶子上
 
TMA收縮力測試
▲圖二 橫向的熱收縮應力測試
 
圖三是使用DMA對這兩種收縮膜在橫向和縱向進行了動態力學分析。兩個樣品的橫向儲能模量都高於縱向。 推測分子取向的程度更高,因為樣品在橫向上比縱向拉伸得更多

DMA 動態力學分析
▲圖三 DMA不同軸向力學測試
 
在此應用中,測量了用於塑料瓶標籤的收縮膜的熱收縮應力。在恆定應力控制下升高溫度時進行TMA 測量。這些結果顯示了收縮膜在拉伸方向和垂直於拉伸方向的方向上的熱收縮和膨脹。這些結果揭示了收縮膜的收縮方向。

在恆定應變控制下升高溫度時進行熱收縮應力測量。該測量顯示了所需的應力,因為溫度變化不會改變樣品的形狀。可以根據收縮應力的差異計算收縮膜對瓶子的附著力差異。在動態力學分析中,從分子取向各向異性程度的差異可以看出儲能模量的方向差異。

 
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