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详解塑膜行业常用添加剂——爽滑剂与开口剂

2022-08-11 17:05:16

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聚烯烃薄膜广泛应用于工业品及日用消费品的包装及农业生产等方面,但是聚烯烃在吹塑成膜后,薄膜层间易形成真空密合下的黏合,难以分开;另外,聚烯烃薄膜在长期存放过程中

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聚烯烃薄膜广泛应用于工业品及日用消费品的包装及农业生产等方面,但是聚烯烃在吹塑成膜后,薄膜层间易形成真空密合下的黏合,难以分开;另外,聚烯烃薄膜在长期存放过程中,由于薄膜间的大分子链互相渗透和缠绕,使得薄膜牢牢的粘结在一起,不易分离,严重影响了薄膜的使用。

为了防止这种现象发生,通常在生产薄膜时加入一定量的开口剂和爽滑剂。开口剂可以在薄膜的微观表面形成凹凸面,从而减小薄膜之间的接触面积,阻碍大分子链的渗透,防止薄膜的粘连;爽滑剂可以在薄膜表面形成一层膜,降低薄膜的摩擦系数,使薄膜易于层间滑动,提高其开口性。两种添加剂常常复配使用。

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爽滑剂





爽滑剂的作用是为了减小薄膜表面的摩擦系数,从而确保良好的后续加工性,比如在包装机上的走机性能。常见的爽滑剂主要为脂肪酸酰胺,碳链的长度为18到22个碳。碳链可以是饱和的,也可以含有一个C=C不饱和双键。例如有:硬脂酰胺,油酸酰胺和芥酸酰胺。


01

油酸酰胺



油酸酰胺,又称油酰胺,分子式CI8H35NO,分子量281.48,常用于聚乙烯薄膜。它可以减少加工过程中内摩擦薄膜和传送设备之间的摩擦,使其容易脱模,从而增加产量,改善制品的表面光泽。

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由于其在薄膜中添加量低(0.1-0.15%),在加工厂必须以混合物或母粒的形式添加,从而保证均一的爽滑效果。一般来说,油酸酰胺迁移到表面快。但芥酸酰胺长期的摩擦系数比油酸酰胺低,而且油酸酰胺的热稳定性好。

02

芥酸酰胺



芥酸酰胺主要用作LDPE、LLDPE、EVA、PVC、PU和茂金属聚乙烯等塑料的爽滑剂和防粘剂,能显著降低制品(薄膜或片材)表面的动态和静态摩擦系数,提高易加工性和包装作业效率。

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爽滑剂在薄膜中的含量以ppm计算,对于大多数应用,300– 750 ppm的含量能达到中等爽滑效果,当然跟厚度有很大关系。如果爽滑剂含量太高,可能会析出到外表面,影响电晕效果从而会影响印刷质量(表印)或者复合强度(复合膜)。同时,过多析出到内表面会影响薄膜的热封性能,导致热封或热粘强度降低。还会造成较多的模头堆积物,给生产带来不便。但如果爽滑剂含量太低,则会导致摩擦系数过高,影响后续的生产工艺。所以厂家应根据自身实际情况及终端产品的要求,使用适合的爽滑剂含量。

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实验表明,如果需要快速降低摩擦系数则考虑使用油酸酰胺,但从长期来看芥酸酰胺的摩擦系数低于油酸酰胺,稳定性高于油酸酰胺。



开口剂





开口剂,也称为抗粘连剂,常用于塑料薄膜料制品的生产制备过程中,可有效提高薄膜的开口性能。特别对于厚度比较薄的薄膜或者表面光泽度高的薄膜。传统的开口剂是非迁移性的无机矿物质,例如:硅藻土,滑石粉,高岭土,二氧化硅等等。开口剂也能起到些许降低摩擦系数的作用。

其作用机理为:无机添加物能够突出到薄膜的表面,影响薄膜表面的平整度,从而破解坏镜面效应使得薄膜更容易分离。

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微粒型开口剂以粒子形式分散于树脂中,粒子数量、粒子大小及分散情况对薄膜开口性起决定作用,粒子的折射率、粒子大小对薄膜透明性影响明显。在传统的微粒型开口剂中,开口效果好、成本低的如滑石粉、碳酸钙等往往对薄膜透明性影响大,影响小的通常成本高,如合成二氧化硅、经表面的玻璃微珠等。在已有的理论中,微粒型开口剂的折射率与树脂相同,或开口剂粒子尺寸小于可见光波长时,对PE薄膜透明性影响小。二氧化硅的折射率与PE树脂接近,对透明性影响小,因此,价格较低的富含二氧化硅矿粉(二氧化硅含量不低于90%)是微粒型开口剂首选。

塑料工业工业中使用的大部分树脂折射率为1.4~1.6,而无定型二氧化硅用于塑料薄膜中具有良好的光学性能,成为高档薄膜开口剂的首选。影响二氧化硅开口剂的主要特性参数有孔体积(TL隙度)、平均粒径和粒度分布、比表面积等。

二氧化硅开口剂产品参数


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无抗粘连的 LLDPE 吹膜的形貌图

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含 0.25% 合成二氧化硅 的LLDPE 吹膜的形貌图

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含 0.25% 滑石粉的 LLDPE 吹膜的形貌图
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作用机理





早期的无机开口剂主要是使薄膜的表面产生凸凹不平来减少膜间负压,从而使其分离的。
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图.微颗粒型开口剂工作原理
后期的有机开口剂则是在薄膜表面形成一层润滑膜,进而降低薄膜的摩擦系数使之不互相粘连,二者同时也阻碍了分子链之间的缠绕。
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图.渗透性开口剂工作原理
薄膜不容易分开的原因是由于薄膜闭合后膜间形成真空密合状态,不易分开;另一种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了大分子链之间的互相缠绕,使其无法打开。事实上造成薄膜开口困难的原因是二者共存的,且后者是主要原因。

助剂的选择




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在开口爽滑母粒中,酰胺和二氧化硅的选择是非常重要的。酰胺的质量参差不齐,导致母粒对出膜的影响时有发生,比如味道大出黑点,都是因为动物油生产,含量不纯所导致。在选择过程中应当根据酰胺的性能检测和使用情况决定。
二氧化硅的选择就更加重要了。粒径,比表面积,含水量,表面处理等,对于生产母粒和出膜过程都有着重要的影响。有些材料很爽滑,但却不好开口。大家要明白爽滑和开口的区别:

在薄膜中加入爽滑成份就好像在两块玻璃之间面加了一层水,你可以很容易滑动两块玻璃,但是却很难把两块玻璃分开。
加入开口剂或开口母料就好像用砂纸把两块玻璃之间表面打毛糙,你就很容易把两块玻璃分开,但是你很难滑动两块玻璃。


另外,开口性不好,怎么办?一般都会想到要加母料,但还会考虑其它方法,就是工艺,譬如冷却温度等,都有关系。如果你有薄膜生产的开口爽滑问题,欢迎可以随时联系我们技术人员交流。搜索弘元优配小程序,更多助剂选择!


作者: 弘元高分子

来源: https://mp.weixin.qq.com/s/bVCDDHXwZCJ0Upu37u-VGA
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