塑料包装薄膜粘连性研究及其应用现状
功能性塑料薄膜在包装领域的应用与发展

功能性塑料薄膜在包装领域的应用与开展近年来,随着国内外市场的互相交融,人们对包装的综合要求逐渐提升,包装不仅要具有更高的平安卫生性、更好的保护性能、更简易的开启方式,还要具有良好的环境友好性,不仅能满足人类对安康的追求以及适应快节奏生活,还能响应绿色环保的开展趋势。
塑料薄膜作为包装领域应用较为普及的一种原材料,尤其是功能性薄膜,在包装中扮演着非常重要的角色,可以说人们对包装的大多需求可以通过改善功能性塑料薄膜的各项性能来实现。
下面,笔者将对几类具有市场潜力的包装用功能性塑料薄膜进展介绍,期望能帮助行业人士更加全面地认识功能性塑料薄膜及其特性,为包装选材提供有用的根据。
高阻隔性薄膜高阻隔性薄膜是包装用功能性塑料薄膜中最重要、应用最广泛的一种,其对如氧气、水蒸气、液体及异味等小分子有良好的屏蔽功能。
目前,高阻隔性薄膜在食品和药品包装领域的应用较为广泛,其主要有以下几种类型。
1.EVOH薄膜EVOH薄膜为乙烯-乙烯醇共聚物,既有PE薄膜的高阻湿性能,又有PVA 薄膜的高阻气性能,应用在食品包装上,可大大进步食品的保香性,延长食品的保质期。
EVOH薄膜具有较高的机械强度,良好的光泽度、透明性和耐油、耐有机溶剂性能,是所有高阻隔性薄膜中热稳定性最好的一种材料。
由于EVOH薄膜的分子构造中含有-OH亲水基团,易吸收水分,从而影响其阻隔性,所以EVOH薄膜一般用作复合薄膜的中间层。
2.PVDC薄膜PVDC是偏二氯乙烯〔VDC〕与氯乙烯〔VC〕或其他单体的共聚物。
PVDC薄膜是国内研发最早的一种高阻隔性材料,且使用历史较长,由于其成型加工性较差,更多地应用于复合薄膜的阻隔层或薄膜的阻隔涂层。
在国内市场,PVDC薄膜主要用作火腿和香肠的包装,整个包装和内容物必须进展高温高压杀菌处理。
但由于PVDC薄膜中含有氯,燃烧处理时所产生的有害物质会污染空气。
所以,近年来在许多国家出台的标准法规中都限制PVDC在包装材料中的使用,尤其是欧洲一些国家,更是将PVDC划为禁用材料。
薄膜生产中防止薄膜粘连应用研究

74研究与探索Research and Exploration ·工艺流程与应用中国设备工程 2020.09 (下)抗扭截面系数;[]τ为扭转许用应力。
对塑性材料[]τ=(0.5~0.6)[]σ,[]σ为材料许用应力。
通过图2可知:}{}{9549max n p M T A == (3)式中,}{p 为发动机输入功率,kW;}{n 为轴的转速,r/min。
(4)式中,d 为实心轴圆截面直径。
实心圆轴直径d应满足以下条件:(5)通过以上公式我们可以知道,选刀杆时首先通过式(5)计算出实心圆轴的最小直径d ,实际选取的实心圆轴直径0d ≥d 。
然后把实际所选取的实心轴圆截面直径0d 带入式(4)求出抗扭截面系数p W ,通过式(2)求出最大扭矩切应力max τ并与所选刀杆材料的扭转许用应力[]τ进行比较,若满足max τ<[]τ,则所选轴满足强度要求。
3.2 刀杆刚度不足对策工程实际中通常采用限制扭转角沿轴线的变化率或单位长度内的扭转角,使其不超过某一规定的许用值[]θ,所以实心圆轴扭转角应满足的刚度条件为:1 常见开口剂及其应用现状开口剂的主要工作原理主要是,在薄膜地的微观表面发挥作用,形成一个凹凸状的涂层,由于开口剂和凹凸状开口剂地涂层的空气相互存在,两个与薄膜地表面间直接空气接触的开口剂地面积减小。
也有人客观地认为,由于宏观开口剂地粒径较大,大于微观薄膜地表层的厚度,因此,开口剂的作用能够在开口剂与薄膜之间直接形成对空气的隔离,达到了防止薄膜粘连的效果。
1.1 常见开口剂硅藻土硅藻土是常见生物材料,对于生产生活中应用范围极广,从成分来源来说,硅藻土来源于海洋、湖泊等大范围水域中薄膜生产中防止薄膜粘连应用研究张立伟 (苏州微邦材料科技有限公司,江苏 苏州 215000)摘要:普通的塑料薄膜在较高温度和较高压力的相互作用下,经常容易出现粘连现象,常见的塑料薄膜粘连往往只是发生在储存和运输过程中。
不知道就晚了,塑料制品薄膜产生黏性都是有原因的!【内附避免方法】

不知道就晚了,塑料制品薄膜产生黏性都是有原因的!【内附避免方法】塑料制品薄膜在一定温度和压力作用下,经过一段时间后各层之间有时会发生相互粘连,发现卷阻力较大,说明卷膜发生粘连;卷膜在熟化室里熟化温度过高时,也容易发生粘连,必须经过倒卷才能正常使用。
这些现象说明塑料制品薄膜具有黏性,实际上这种黏性是由链段的热运动而引起的。
塑料制品薄膜黏性起因如果环境温度处于聚合物的Tg以上,塑料制品薄膜材料的分子链段上的单键会发生自由旋转,分子链的构象方式改变。
由于卷膜的层与层间的距离很近,且在一定的收缩张力(压力)作用下,这种链段的热运动甚至会造成链段的歉意,处于某一层薄膜的链段会迁移到相邻层的塑料制品薄膜表面的凹陷当中,造成粘连。
如果聚合物塑料制品薄膜是无定形的,那么这种粘连会更明显;对于无定形的聚合物,其Tg越低,则越容易出现粘连现象。
如果是高度结晶的聚合物,由于大部分分子链段被限制晶格内,无法实现热运动,因此粘连现象较少发生。
粘连现象除了与材料的聚集态组成、Tg相关外,还与塑料制品薄膜表面平整度有关,例如对于光滑的塑料制品薄膜表面,卷膜各层间紧密接触而且几乎完全无间隙,分离时形成的局部真空,也会造成粘连。
塑料制品薄膜黏性应用目前市场上广泛采用的保鲜膜就是利用塑料制品薄膜的黏性的例子。
以前PVC常作为保鲜膜。
PVC结晶能力低,是典型的无定形聚合物,加入40%~50%增塑剂后其Tg降到-30℃,因此塑料制品薄膜很柔软,黏性很大,作为保鲜塑料制品薄膜使用十分适宜。
但增塑剂DOP对人体的危害较大,因此PVC塑料制品保鲜膜已经被淘汰,取而代之的是PE塑料制品保鲜膜。
LDPE的Tg较低,适合于作为保鲜膜使用,但PE具有一定的结晶度,因此使用效果效果没有PVC良好。
但如果我们能够有效组织PE的结晶,就可以制备出自黏性很好的塑料制品保鲜膜。
国内BOPET薄膜市场现状与发展

国内BOPET薄膜市场现状与发展BOPET薄膜是指双向拉伸聚酯薄膜,具有优异的物理性能和化学性能,广泛应用于食品包装、医疗器械、电子产品和建筑材料等领域。
我国BOPET薄膜市场近年来发展迅速,市场规模逐渐扩大,产品质量和技术水平也在不断提升。
首先,国内BOPET薄膜市场现状有以下几个特点:1.市场需求持续增长:随着我国经济的快速发展和生活水平的提高,各类消费品的需求不断增加,带动了BOPET薄膜市场的快速增长。
尤其是食品包装和医疗器械行业对BOPET薄膜的需求持续增加,成为市场的主要推动力。
2.技术水平不断提升:国内BOPET薄膜生产企业在技术研发和生产设备更新方面不断投入,提升产品质量和生产效率。
目前,国内一些企业已经具备了国际领先水平的生产技术和设备,能够生产高品质的BOPET薄膜产品。
3.价格竞争激烈:由于国内BOPET薄膜市场的竞争激烈,价格成为企业之间争夺市场份额的主要手段。
企业在不断提升产品质量的同时,力求通过价格竞争来获取更多的市场份额。
其次,国内BOPET薄膜市场的发展趋势有以下几个方面:1.产品升级换代:随着技术的不断进步和市场需求的不断变化,BOPET薄膜产品也在不断升级换代。
未来,BOPET薄膜产品将更加注重绿色环保、功能性和高附加值,以满足不同行业的需求。
2.加强品牌建设:随着市场竞争的加剧,企业需要加强品牌建设,提升产品知名度和美誉度。
通过建立品牌形象和提升品牌价值,增强企业在市场的竞争力和地位。
3.拓展市场空间:除了食品包装和医疗器械行业,BOPET薄膜还有广阔的应用领域等待开发,如电子产品、建筑材料和新能源等。
未来,企业需要积极拓展新的市场空间,实现产品的多元化应用。
4.提升技术创新能力:技术创新是企业持续发展的重要动力,只有不断提升技术水平和创新能力,才能在市场竞争中立于不败之地。
未来,国内BOPET薄膜企业需要加大技术创新投入,提升产品品质和生产效率。
总的来说,国内BOPET薄膜市场发展势头良好,市场规模和需求持续增长,企业在不断提升产品质量和技术水平的同时,也面临着激烈的市场竞争和挑战。
包装薄膜的爽滑剂和抗粘连剂摩擦控制的研究进展

包装薄膜的爽滑剂和抗粘连剂摩擦控制的研究进展Don Rosato爽滑剂摩擦控制脂肪酸为基底的氨类爽滑剂添加到聚合物中的氨类爽滑剂以及爽滑剂间相互作用无迁移型爽滑剂及专门化配方薄膜层间抗粘连剂经济高效型无机抗粘连剂高迁移型有机抗粘连剂结论爽滑剂摩擦控制爽滑剂可以通过减少薄膜之间、薄膜与设备之间的摩擦而使得加工和下游包装操作变得方便易行。
爽滑剂的性能是通过静态或动态摩擦系数(static or kinetic Coefficient of Friction,COF)来测定的。
COF是一个无量纲数,它代表了相互接触的两表面之间的滑行抵抗力,其值等于加在其中一表面上促使两表面之间滑动所需力的最小值除以垂直作用于接触面上的力。
COF=促使两表面之间滑动所需力的最小值/垂直作用于接触面上的力ASTM D 1894-73是用来测定塑料薄膜间摩擦系数COF的一种标准测试方法。
通常来讲,当摩擦系数大于0.50时,可以认为是防滑表面;当摩擦系数小于0.20时,则认为是可以用于辗轧的高滑表面。
摩擦系数测量示意图(图片来源: 埃克森美孚化学)爽滑剂的种类很多,包括传统的氨类爽滑剂以及新近的专业化无迁移型爽滑剂。
在碾压完成前后,专业化无迁移型爽滑剂可以达到在更高的温度下,具有更好的可靠性以及稳定的COF值的要求。
爽滑剂可以作为适用于不同的扩散速率、终端使用温度、以及不同的基体树脂的母粒配方,并且可以添加到不同的印刷油墨中。
脂肪酸为基底的氨类爽滑剂传统类型的爽滑剂是基于脂肪酸氨基化合物(伯酰胺、仲酰胺、双酰胺)合成的。
由于这些材料在聚合物中并不是可以完全溶解的,因而它们会向薄膜的表层迁移并且包覆在表面从而会降低表面的摩擦力。
在选择氨类爽滑剂时,所要考虑的重要因素就是爽滑剂在降低摩擦系数COF方面的效果,温度稳定性以及迁移速率。
氨基化合物的选择、基体聚合物、爽滑剂浓度以及使用温度都会影响到迁移速率。
而由于越来越多的聚合物都在更高的温度下进行加工,所以爽滑剂的耐热氧化稳定性能也成为了日益重要的一个因素。
2024年高阻隔包装薄膜市场发展现状

2024年高阻隔包装薄膜市场发展现状引言高阻隔包装薄膜是一种具有出色阻挡性能的塑料薄膜,能够有效地阻隔氧气、水蒸气、挥发性物质等对包装物的影响。
随着生活水平的提高和消费者对食品安全和保鲜性能要求的增加,高阻隔包装薄膜市场呈现出快速发展的趋势。
本文将对高阻隔包装薄膜市场的发展现状进行分析,并展望未来的发展趋势。
高阻隔包装薄膜市场的主要特点1.高阻隔性能:高阻隔包装薄膜具有出色的阻隔氧气、水蒸气和挥发性物质的能力,能够有效延长食品等产品的保鲜期限。
2.轻薄环保:高阻隔包装薄膜相较于传统的玻璃、铝箔等材料更加轻薄,节省了材料成本和能源消耗,符合现代环保理念。
3.透明度高:高阻隔包装薄膜能够保持食品的原始颜色、味道和质感,提高产品的吸引力和附加值。
高阻隔包装薄膜市场的发展现状1.包装行业对高阻隔包装薄膜的需求不断增加。
随着包装行业的快速发展,消费者对产品的保鲜性能和品质要求越来越高,推动了高阻隔包装薄膜市场的发展。
特别是食品、医药、化妆品等行业,对高阻隔包装薄膜的需求量较大。
2.技术不断创新,提高产品性能。
高阻隔包装薄膜行业在材料技术、生产工艺等方面进行了长期的研发和创新,大大提高了产品的性能和品质。
目前,已经出现了多层复合高阻隔包装薄膜,进一步提升了阻隔性能。
3.市场竞争激烈,企业加强创新能力。
高阻隔包装薄膜市场竞争激烈,企业通过加强创新能力,不断推出新产品,提高产品的竞争力。
同时,企业也注重与客户的合作,根据客户需求定制化产品,满足市场需求。
4.市场前景广阔,发展潜力巨大。
高阻隔包装薄膜市场具有广阔的发展前景,尤其是在食品、医药、电子等领域。
随着人们对产品质量和安全的不断关注,高阻隔包装薄膜市场有望持续稳定增长。
高阻隔包装薄膜市场发展趋势展望1.技术创新将推动市场发展。
随着科技进步和生产技术的不断发展,高阻隔包装薄膜的阻隔性能将进一步提高,更多的创新材料将被应用于包装行业,推动市场的发展。
2.环境友好型产品将受到关注。
塑料薄膜的现状及未来五至十年发展前景

塑料薄膜的现状及未来五至十年发展前景塑料薄膜作为一种广泛应用于包装、农业、建筑等行业的材料,其原料的现状以及未来五至十年的发展前景备受关注。
本文将围绕这一主题展开,从原料的现状、技术创新以及市场需求等方面进行分析。
首先,我们来看一下塑料薄膜原料的现状。
目前市场上常见的塑料薄膜原料主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。
其中,聚乙烯是最常用的塑料薄膜原料之一,具有良好的透明性、耐寒性和抗撕裂性等特点,广泛应用于食品包装和农业覆盖膜等领域。
聚丙烯在塑料薄膜中也有重要地位,其优点在于具有较好的抗冲击性和耐高温性能,常用于电子产品包装和医疗器械包装等领域。
而聚氯乙烯则主要用于建筑行业的隔热膜和防水膜等。
然而,传统的塑料薄膜原料也面临一些问题,如可降解性差、环境污染等。
因此,未来五至十年,塑料薄膜原料的发展方向将主要集中在技术创新和环保可持续性上。
首先,技术创新方面将是塑料薄膜原料的关键发展方向之一。
在原料制备过程中,采用新的合成方法、催化剂和添加剂等,可以提高塑料薄膜的性能和品质。
例如,聚乙烯的主链结构可以通过控制反应条件和催化剂的选择来改变,从而调整其熔融指数和耐熔融性能。
此外,也可以综合利用生物质资源,研发新型可降解的塑料薄膜原料,以解决传统塑料薄膜的可持续性问题。
其次,环保可持续性是塑料薄膜原料发展的重要方向之一。
在当前环保意识日益提高的背景下,人们对传统的塑料薄膜原料产生了质疑。
因此,未来的发展将更加注重减少对环境的影响。
一方面,可以通过回收再利用塑料薄膜废弃物,减少资源浪费和环境污染。
另一方面,也可以开发新型可降解的塑料薄膜原料,提高产品的可持续性和环保性能。
例如,一些研究人员正在开发基于生物质的聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)等可降解材料,用于替代传统的聚乙烯和聚丙烯等塑料薄膜原料。
最后,市场需求也是塑料薄膜原料发展的重要驱动力。
包装行业的快速发展使得塑料薄膜原料需求不断增加,尤其是食品包装和电子产品包装等领域。
塑料薄膜助剂应用现状及发展趋向

塑料薄膜助剂应用现状及发展趋向近年来塑料薄膜的应用领域不断扩展,对薄膜的功能性要求越来越多。
包装与农业是薄膜应用最大的两个市场,为了满足不同应用领域的特殊需要,已有多种改性助剂开发出来。
助剂改性已经成为实现薄膜产品功能化的简便而高效的手段。
各类功能助剂的出现拓宽了薄膜在包装行业的应用塑料薄膜产品以其质轻、形薄、价廉、便于携带和改变形状等优点得到广泛应用。
特别是在食品和日用品包装、农用覆盖材料等方面,塑料薄膜产品的使用数量和质量不断提高,对于新型薄膜材料的功能要求也越来越多。
改善薄膜的质量和提升其功能性,单纯依靠树脂基体的改变和成型工艺的改进已不能满足市场发展的需求,添加各类功能助剂成为实现薄膜功能化的一种简便而高效的手段。
一、包装薄膜用助剂双向拉伸薄膜材料在薄膜包装中一直居于重要位置,双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚酯(BOPET)、尼龙(BOPA)等应用日益广泛。
传统的PVC薄膜在各种蔬菜和水果保鲜、长期冷冻食品包装、微波烘烤食品包装、电子元器件包装用导电薄膜中得到广泛应用。
此外,流延聚丙烯(CPP)和流延聚乙烯(CPE)等产品的产量也较大。
配合上述包装薄膜材料的助剂产品主要包括抗静电剂、爽滑和抗粘连剂、增刚剂、热稳定剂、抗氧剂和阻隔剂等。
1、抗静电剂工业用抗静电剂主要是一些非离子型与离子型表面活性剂的单一化合物或复配物。
按其分子中亲水基能否电离,分为离子型和非离子型,而离子型又分为阳离子型、阴离子型和两性型。
抗静电原理是利用其亲水基在塑料表面吸收空气中的水汽,或在表面排列形成一个导电层来降低表面电阻值。
阳离子型抗静电剂抗静电性能优良,但通常热稳定性差,高温加工条件下易分解而致变色,一般只用于PVC制品中。
而阴离子型抗静电剂由于会影响透明性不能用于薄膜制品。
非离子型抗静电剂具有低毒、热稳定性好、不易引起塑料老化等特点,使之成为包装材料中主要的内添加型抗静电剂。
主要品种有脂肪酸多元醇酯,脂肪酸、醇、胺的环氧乙烷加成物。
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塑料包装薄膜广泛地应用于食品包装、医药包装、文化用品包装及农产品采后包装等方面,并以聚烯烃薄膜的应用最为广泛。
但塑料薄膜有一种粘连现象。
所谓“粘连”(Blocking),是指塑料薄膜接触层之间的一种粘着现象[1],使相互接触的薄膜不易分离。
塑料包装膜的粘连现象在薄膜生产过程中或之后的各个工序(如收卷、分切和包装)中常常见到[2~4]。
在实际应用中,粘连现象带来的最大不便是包装袋开口困难,造成人力和时间的浪费。
但实际生产中也可以利用粘连现象,如现在广泛使用的自粘膜,就是利用其粘连性对食品等进行简易包装,使用起来十分方便。
1·薄膜粘连性的起因塑料薄膜在温度和压力的作用下可能产生粘连,在加工、使用或贮藏过程中也可能产生粘连。
中华人民共和国国家标准《塑料薄膜粘连性试验方法》中对塑料薄膜的粘连有如下解释:几乎所有的粘连都是由下述两种情况引起,(1)极端光滑的薄膜表面,紧密接触而且几乎完全隔绝空气;(2)压力或温度(或二者皆有)引起薄膜接触表面粘融[1]。
对塑料薄膜的粘连现象还有其它的解释:一是由于薄膜闭合后膜间形成真空密合状态,不易分开;二是薄膜成型后其表面有大量的外露分子链,在两片薄膜闭合后产生大分子链之间的相互缠绕,使其无法打开[5];三是静电作用[6],聚合物树脂在受热挤出、吹塑、卷取过程中薄膜间摩擦产生的静电使薄膜粘在一起,在生产膜中添加的非极性开口剂从薄膜中析出,并在析出的尖端积累电荷,使薄膜粘合得更紧[7];四是树脂中所含的低分子物质扩散、渗出到薄膜表面,受热受压后造成粘连[8]。
2·薄膜粘连性的消除方法塑料薄膜由于存在粘连性而明显地影响其使用性能,人们在19世纪初就开始探讨如何消除薄膜的粘连。
目前,国内外解决塑料薄膜粘连性的方法主要有如下几种。
2.1使用开口剂开口剂可以在薄膜的微观表面形成凸凹面,从而减小薄膜之间的接触面积,防止薄膜的粘连[7,9,10]。
也有人认为,由于开口剂的粒径大于薄膜的表层厚度,凸露于表面的开口剂使薄膜之间形成了空气隔离层,从而起到防粘连作用[3,11]。
开口剂分为无机开口剂和有机开口剂两大类。
无机开口剂主要有硅藻土、合成SiO2和滑石粉等无机材料,高岭土、硫酸钙、碳酸钙、火山石[12]和硫酸镁[13]等的应用在国内外文献中也有所报道。
近几年,国内一些聚烯烃生产企业用磷酸氢钙做开口剂制备母料并用于生产,也获得了很好的效果[14,15]。
笔者介绍几种较常用的无机开口剂。
硅藻土是最早使用的塑料薄膜开口剂,是海洋或湖泊中生长的硅藻类残骸在水底沉积,经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物[16],主要由无定形的SiO2组成,还含有少量的Al2O3、Fe2O3等物质[17],硅藻土加入塑料薄膜中,能使薄膜的表面形成凹凸不平的面,从而减少膜层间的接触面和粘结力,使两层膜容易分开[18]。
这种开口剂很少与其它薄膜添加剂反应,具有高磨损、透明度低、容易吸潮的特点。
硅藻土通常是以母料的形式添加,最大浓度为25%。
合成SiO2是一种非常有效的防粘连剂。
其开口机理是在薄膜表面制造凸起,减少层与层之间的实际接触面积,从而减少粘结力,使相对滑动比较容易。
其优点是折光指数与聚乙烯和聚丙烯非常接近,对光学性能影响小;无定形结构,不会导致硅肺;化学纯度极高,适用于食品工业的塑料包装[19]。
但也有不易分散、摩擦系数较高、磨损高、保质期短、易吸潮且价格较高等缺点[4]。
同样,合成SiO2也是以母料形式添加,使用最大浓度为5%~10%。
新型的SiO2开口剂选用纳米级的SiO2粉体,并以聚烯烃树脂作为载体制备成母料。
这种粒子是多孔、有间隙、比表面积很大的松软颗粒,在薄膜中由于拉伸加工呈不规则外形。
这种SiO2粒子不仅能使塑料薄膜表面产生凸起,而且还具有封闭大分子链端的功能。
聚合物在加工过程中大分子链的末端被SiO2颗粒的孔隙吸入,同时该颗粒可成为成核中心,加快聚合物的结晶速度,显著地减少了外露分子链,使两膜接触时没有大分子链的缠绕,也从另一方面解决了开口问题[20]。
滑石粉是由天然滑石经加工粉碎而制成,矿物滑石是一种水合硅酸镁,理论上的化学式为3MgO·4SiO2·H2O[21]。
滑石粉可改变塑料的多种性能,如成型收缩率、表面硬度、弯曲模量、拉伸强度等[22]。
滑石粉的加入可以增加树脂粘度,降低蠕变性能。
同时,微细的滑石粉还可作为树脂的成核剂[23,24],防止大球晶的形成,从而降低塑料的结晶度。
另外,滑石粉还能有效地改善制品表面硬度和抗划痕性,提高弯曲模量。
虽然滑石粉作为抗粘连剂有较高的性价比,但也存在易吸收其它加工助剂(如抗氧剂,润滑剂等)的不利因素。
美国矿物技术公司(Minerals Technologies Inc).发明了一种能较少吸收其它加工助剂的抗粘连滑石粉,不仅具有较好的抗粘连性能,而且对其它加工助剂的吸收低于硅藻土和合成SiO2等开口剂[25]。
磷酸氢钙是较新的开口剂品种。
研究发现,磷酸氢钙的加入能有效地降低薄膜的粘连力,其原理是原料树脂吹膜后,加入的磷酸氢钙部分从膜的内部迁移到表面,使薄膜表面产生凹凸面,降低粘连性,同时与其它析出的添加剂一起在薄膜的表面形成均匀爽滑膜,降低了摩擦系数,由此从两个方面改善了薄膜的开口性[14]。
邹中锋(2004)报道了磷酸氢钙作为开口剂在低密度聚乙烯生产中的应用情况。
以磷酸氢钙为开口剂的低密度聚乙烯薄膜有良好的开口效果。
国外也报道过以硫酸钙作为开口剂应用于高压聚乙烯生产中的例子。
粒径在2~4μm的硫酸钙粉末与聚乙烯树脂有很好的相容性。
最为重要的是,在挤出成型的过程中,树脂中加入的硫酸钙微粒会聚集在薄膜的表面附近,起到很好的润滑作用。
由于硫酸钙的硬度低于SiO2,能减轻对薄膜表面的划痕。
同时,加入硫酸钙以后,薄膜的体积电阻率降低,电绝缘常数为1,有很好的抗静电功能[26]。
有机开口剂有酰胺类、硬脂酸盐、有机硅氧聚合物及聚四氟乙烯。
其特点是光学性好,对薄膜的透明性几乎没有影响;兼具增滑的功能,使薄膜有较低的摩擦系数;对膜面不会产生划伤,薄膜光泽度较高。
但是有机开口剂成本价格较高,一般只应用在较高价位的产品上[19]。
酰胺类抗粘连剂需要缓慢地迁移到薄膜表面后才能发挥其抗粘连和爽滑的作用。
在有些柔软的聚合物材料如EVA中,无机开口剂粒子不是很有效,但酰胺类的开口剂则有很好的效果。
2.2使用爽滑剂爽滑剂的开口机理是在母料熔融加工时加入,当聚合物开始冷却结晶时,迁移出母体到达薄膜表面,形成一层润滑层,有效地隔离附近的薄膜层,并降低摩擦系数(COF),使薄膜易于层间滑动,提高其开口性[4,27]。
爽滑剂常与开口剂配合使用。
包装材料中常见的爽滑剂是有机硅化合物、酰胺类(如芥酸酰胺、油酸酰胺等)和皂类。
国内使用较多的是后两者,而有机硅化合物的使用相对较少[28]。
脂肪酰胺是最常用的爽滑剂,由于与聚合物不相容,它们会逐渐迁移到薄膜表面并形成结晶结构,以此来减少膜间的摩擦。
芥酸酰胺是应用最广泛的爽滑剂,其次是油酸酰胺。
在选择爽滑剂时,应该综合考虑其迁移速率、爽滑效率以及热稳定性。
有机硅化合物如硅氧烷等分子量是酰胺类爽滑剂的30~50倍,如此高的分子量决定了其无法在聚合物中扩散,只能通过挤出时最终留在薄膜表面的爽滑剂分子来减少摩擦,因此也叫做无迁移爽滑剂。
这类爽滑剂兼具抗粘连和增滑的作用[29]。
泸天化(集团)有限责任公司技术中心研制的ADTOP爽滑开口剂能在较短的时间内从薄膜内部迁移到表面,并聚集成均匀的涂层,使得薄膜表面光滑,极大地降低了摩擦系数。
同时该爽滑剂中加入的既含亲水基又含憎水基的物质能使薄膜具有一定的抗静电效果,降低由于静电作用而粘连的现象[30]。
2.3使用抗静电剂抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺和在内部以防止或减轻静电积累的助剂[31],其作用为控制静电的产生和加速静电的泄露[32]。
抗静电剂的作用机理主要表现在两个方面:一是在材料表面形成导电性的连续膜,即能赋予制品表面具有一定吸湿性与离子性的薄膜,从而降低表面电阻率,使已经产生的静电荷迅速泄露,以达到抗静电的目的;二是赋予材料表面一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生[33,34]。
抗静电剂多为表面活性剂,含有憎水基团和亲水基团。
憎水基团保证添加剂固定在树脂内部,而亲水基团则吸收空气中的水分,在薄膜表面形成导电层以降低表面电阻率[35]。
抗静电剂的种类很多,按其分子结构可分为表面活性剂和高分子型抗静电剂两大类。
表面活性剂抗静电剂按分子中的亲水基能否电离可分为非离子型、阳离子型、阴离子型和两性型,按使用方法又可分为外处理型与添加型。
高分子型抗静电剂是近年来研发的一类新型抗静电剂,它采用各种亲水性聚合物与高分子基体树脂混合,使其具有永久抗静电性能。
已投入实际应用的永久抗静电剂有醚酯酰胺和聚醚酯酰亚胺等[31,33,34]。
3·薄膜粘连性与摩擦系数的测试方法3.1薄膜粘连性的测试方法目前,国内测试薄膜粘连性的方法采用GB/T16276-1996《塑料薄膜粘连性试验方法》,该标准由燕山石油化工公司树脂应用研究所负责起草,参照采用了美国试验与材料协会标准ASTM D1893-67(1985)《塑料薄膜粘连性标准试验方法》。
粘连的程度以粘连力(Blocking force)来表征。
测试的具体方法为:通过电子拉力机的运动,使一根夹在两层塑料薄膜之间的光滑铝棒沿其轴线的垂直方向匀速运动,把粘连在一起的两层塑料薄膜逐渐分开,分离每单位宽度粘连表面所需的平均力即为粘连力,参见图1。
铝棒为精制光滑直棒,直径为6.35 mm,运动速度为125 mm/min。
使用载荷传感型拉力机,要求十字头速度有125 mm/min这一档,并具有连续记录仪,精度在满刻度的1%之内,符合GB/T 1040-92《塑料拉伸性能试验方法》对仪器的要求。
试样的状态调节和试验的标准环境按GB 2918-82《塑料试样状态调节和试验的标准环境》之规定,温度为(23±2)℃、相对湿度为45%~55%。
用平均负荷除以试样的宽度即得粘连力[1,2]。
3.2薄膜摩擦系数测定方法塑料包装膜的摩擦系数与薄膜的粘连性有密切的关系,当薄膜表面摩擦系数很小时,表面非常光滑,不易粘连。
因此,在研究薄膜粘连性时需要测试其摩擦系数作为参考。
目前,国内测量塑料薄膜摩擦系数的方法采用GB 10006-88中华人民共和国国家标准《塑料薄膜和薄片摩擦系数测定方法》[36],该标准由轻工业部塑料加工应用科学研究所负责起草,采用国际标准ISO 8295-1986《塑料-薄膜和薄片-摩擦系数的测定》。
测试方法的基本原理是将两薄膜表面平放在一起,在一定的接触压力下,使两薄膜表面相对移动,记录所需的力。