有些樹脂或薄膜產品其(qí)固有性能不適應其所需的加工工藝的要求,需要添加助(zhù)劑(jì)改變其加工性(xìng);另有些材料加工性能較好,但產品性能不能達到要求,也(yě)要添加助劑改變其產(chǎn)品性能。
薄膜對助劑的要求
相容(róng)性
相容性不好,會引發“遷移”現象,表(biǎo)現在液體助(zhù)劑中為“出汗”,表現在固體助劑中為“噴霜”。
有時在對薄膜要求不太嚴格時,可以允許(xǔ)其相容性欠缺一些,如填充劑與樹脂間相容性不好。隻(zhī)要填充的粒度小,仍然能滿足薄膜性能的基本要求,若用偶聯劑或表麵活性劑處理一(yī)下,則能更好的發揮其功能。但是有一些改善薄膜表麵性能的助劑如開口劑、抗靜電劑(jì)等,要求(qiú)其要稍微有一些遷移性,以使其在薄(báo)膜(mó)的表麵發揮作用。
耐久性
要求助劑長期(qī)存在於薄膜中而(ér)基(jī)本(běn)不或很少損失,而助劑的損失主(zhǔ)要通(tōng)過三條途徑:揮發、抽出和遷移。這主要與助劑的分子(zǐ)量(liàng)大小,在介質中(zhōng)的溶解度及(jí)在樹脂(zhī)中的溶解度有關。
加工條(tiáo)件
某些樹脂的加工(gōng)條件(jiàn)較苛(kē)刻,如加工溫度高,應考慮所選助(zhù)劑是否會分解,助劑對加工設備(bèi)有無腐蝕作用。
薄膜用途
不同用途的薄膜(mó)對助劑的氣味、毒(dú)性、耐候性、熱性能等均有不同的要求。例如裝食品(pǐn)的塑料袋,因要求無毒,故所用的助(zhù)劑與(yǔ)一般包裝用的塑(sù)料袋的助劑是不同的。
助劑配合中的(de)協同作用(yòng)和相抗作用
在同一樹脂體係中,有的(de)兩種助劑會產生“協(xié)同作用”。如果配合不當,有(yǒu)些助劑間可能產生“相抗作用”,這樣會削弱每種助劑的功能,甚至使其(qí)失去作(zuò)用,如炭黑(hēi)與酚類抗氧劑並用(yòng)就會產生對(duì)抗作用。
可改變薄膜包裝性能的助劑
增塑(sù)劑(jì)和熱穩定劑
增塑劑和熱穩定劑可以(yǐ)在很大(dà)程度(dù)上(shàng)提高薄膜材料的相容性。
增塑劑,顧名思義是增加材料的塑性,一方麵使樹脂在成型時流(liú)動性增大,改善(shàn)加工性能,另一方(fāng)麵可使製成後的薄膜柔韌性和彈性增加的物質。
熱穩定劑主要是改善樹脂的熱穩定性。
光穩定劑
高分子材料在陽光、燈光及高能射線的照射(shè)下,會(huì)迅速發生老化,表現為發黃、變脆、龜裂、表麵失(shī)去光澤、機械性能和電性能大大降低,甚至失去了使(shǐ)用價(jià)值。在這個複雜的破壞過程中,紫外(wài)線是對高分子材料起老化(huà)作用(yòng)的主要原因。主要是陽光中的紫外線和(hé)大氣中的氧對聚合物大分子聯合作用的結(jié)果。
光穩定劑的作用:
可有效地吸收波長為290~410nm的紫(zǐ)外線(xiàn),消除或削弱紫外線,保護高分子(zǐ)材料薄膜免受紫外線與氧的破壞,延長使用壽命,提高材(cái)料耐光性。由於光穩定劑大多數都能夠吸收紫外光,故(gù)又稱光穩定(dìng)劑為紫外線吸收劑。
光穩定劑的添加量:
按(àn)照光穩定劑(jì)的作用機理,可將其分為:光屏蔽劑(顏料)、紫外線吸收劑、紫外線淬滅(miè)劑、自由基捕獲劑。這四種作用方式構成了光穩定化中逐漸深入的四個層次。
加(jiā)入光穩定劑後,盡管用量極少,其防止老化(huà)的效果卻十分顯著,一般隻需加(jiā)入聚合物重量的 0.1%~0.5%。
抗氧(yǎng)劑
對於大多數塑料品種來說,在(zài)其製(zhì)造、加工、貯存及應用過程中,對氧化降解都有(yǒu)一定的(de)敏(mǐn)感性,氧滲入塑料薄膜(mó)中幾乎與大多數(shù)聚合物都能發(fā)生反(fǎn)應而導致降解或交聯,從而改變材(cái)料的性能。少量的氧就(jiù)能(néng)使這些高分子材料(liào)的強度、外觀和性能發生劇烈的變化(huà)。在熱加工和日照之下,氧化速度更(gèng)快。因此,通(tōng)常(cháng)又將聚合物的氧化分為熱氧化和光氧化。最(zuì)後這種反應的結果則是性能老化。這類(lèi)反應如果不受阻止,可以很快使聚合(hé)物氧化並失(shī)去使用價值。
不(bú)同的塑料對氧的穩定性是不同的(de),所以有些(xiē)塑料中(zhōng)無需加入抗氧劑。有的則必須加入抗氧劑,抗(kàng)氧劑的作用是捕捉活性遊離基(jī),使連鎖反應中斷,目的是延緩塑料的氧化過程和速(sù)度。
一般來說,胺類(lèi)抗氧劑的防護效能比(bǐ)酚類高,但由於(yú)胺類在受到光、氧作用(yòng)下(xià),發生不同(tóng)程度的變色,不適用於淺色、豔色和透明薄膜,因此在塑料薄膜中應用較少。
按照抗(kàng)氧效果,將抗氧劑分為主抗氧劑和輔助抗氧劑。苯(běn)胺類抗氧效果較好,但汙染性較大,主要用於橡膠製品;酚類抗氧效果稍差,但汙染性較(jiào)小,綜合效果較好,多用於塑料(liào)薄膜中。通常將硫醇或硫(liú)代酯、亞磷酸酯(zhǐ)劃歸輔助抗氧劑,與主抗(kàng)氧劑並用,以產生協同效果,延長抗氧劑的效(xiào)能。
潤滑劑
高(gāo)聚物在(zài)熔融之後通常具有較高的粘度,在加工(gōng)過程中,熔融的高聚物在通過窄縫、澆口等流道時,聚合物熔體必定要(yào)與加工機(jī)械(xiè)表麵產生摩擦,這些摩(mó)擦使熔體流動性降低,同時嚴重(chóng)的(de)摩擦會使薄(báo)膜表麵變得粗糙,缺乏(fá)光澤或出現流紋。為此,需(xū)要加入以提高潤滑性、減少摩擦、降低界麵粘附性能為目的助劑。
潤滑劑除了改進流動性外,還(hái)可(kě)以起(qǐ)熔融促進劑(jì)、防粘(zhān)連和防(fáng)靜電劑、爽滑劑等作用。
外(wài)潤滑劑的作用(yòng)主(zhǔ)要是改善聚合物熔體與加工設備的熱金屬表(biǎo)麵(miàn)的摩擦,它與聚合物相容性較差,容易從熔體內往外遷移,所以能在塑料熔(róng)體與(yǔ)金屬的交界麵形成潤滑的薄層。
內潤(rùn)滑劑與聚合物有良好的(de)相容(róng)性(xìng),它在聚合物內部起到(dào)降低聚合物分子間內聚力的作用,從而改善塑料熔體的內摩擦生熱和熔體的流動性。
實際每一種潤滑劑都有可以實現某一要求的作用,總是內外潤滑共同作用,隻是在某一方麵更突(tū)出(chū)一些。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的加工(gōng)條件下會表現(xiàn)出(chū)不同的潤滑作用,如高溫、高壓下,內潤滑(huá)劑會被擠壓出來而成為外潤滑劑(jì)。
在塑料薄膜的生產中,我們會遇到一些粘連現象,比如在塑(sù)料薄膜生產中(zhōng),兩層膜不(bú)易分開,這給自動高速(sù)包裝帶來困難。為了克服它,可向樹脂中加入少量增加(jiā)表麵潤滑性(xìng)的助劑(jì),以增加外部(bù)潤滑性,一般稱作抗(kàng)粘(zhān)連劑或爽滑(huá)劑。一般(bān)潤滑劑(jì)的分子結構中,都會有長鏈的(de)非極(jí)性基和極性基兩部分,它們在(zài)不同的(de)聚合物中的相容性是不一樣的,從而顯示不同的內外潤滑的(de)作用。
在擠出成型(xíng)時,可提高流動性,改善聚合物料與料筒和模(mó)具的(de)黏(nián)附性,防止並減少滯留物。另外(wài)還能改善(shàn)薄膜的外觀(guān)和光澤。潤滑劑的用量一(yī)般在0.5%~1%。
選(xuǎn)用時應注意:
1、聚(jù)合物的流動性能已滿足成型工藝的需要,則主要考慮外潤(rùn)滑的作用,以保證內外平衡;
2、外潤滑是否有效,應以它能否在成型溫度時,在塑料麵層(céng)結成完整的(de)液體薄(báo)膜為準,因此外潤滑劑的熔(róng)點應與成型溫度接近,但要相差10℃~30℃方能形成完整的薄膜;
3、表麵引力小,粘度小,在界麵處的擴展性好,易形成界麵層;
4、本身的耐熱性和化(huà)學穩定性優良,在加工中不分解、不揮發;不腐蝕設備,不汙染薄膜,沒有毒性。
不同種類潤滑劑的使用(yòng)特性:
天然石蠟(là)多(duō)用做(zuò)外部潤滑,可作為多種(zhǒng)塑料的潤滑劑、脫模劑,一般用量 0.2~1phr,但其相容性(xìng)、熱穩定性和分散(sàn)性不是很好,用量不能過大,最好與內潤滑劑並用;而白油多用做PVC、PS的內潤滑劑,潤滑性能好、熱穩定性也很好,一般用量0.5phr。它們均為無毒品,能用於食品包(bāo)裝。另有一種微晶石蠟:在塑料加工中它也被用作潤滑劑,用量1~2Phr,熱(rè)穩定性和潤滑性比普通石蠟好。低分子量的聚合(hé)物也廣泛地用做潤滑(huá)劑(jì),如(rú)聚乙(yǐ)烯蠟、低分子量聚丙烯(xī),其內、外潤滑性都較好,且無毒。聚乙烯(xī)蠟適用於 PVC等材料擠(jǐ)塑、壓延加工,用量一般是0.1~1phr,可提高加工效率(lǜ),防止薄膜粘連,改善填料或顏料的分散性,相容(róng)性(xìng)和透明性不是很好。
防霧劑
透明的塑料薄膜、片材或板材(cái),在潮濕環境中,當濕(shī)度達到(dào)露點以下時,會在其表麵凝結一(yī)層細微水(shuǐ)滴,使表麵模糊霧化,阻礙了光波的透過,例如利用薄膜(mó)包(bāo)裝產品(pǐn)時,也會因結(jié)霧而看(kàn)不見內裝物,而且(qiě)產生的霧滴(dī)還容易造成內裝物的腐(fǔ)爛損壞。
防霧劑分類:
? 內(nèi)加型防(fáng)霧劑是在配料時加入到樹脂中,其特點是不易損失、效能持久,但對於結晶性較高的聚合物難以獲得(dé)良好的防霧性;
? 外塗型防(fáng)霧劑是溶於有機溶劑或水中後,塗於塑料薄膜的表麵(miàn),並(bìng)使用簡便、成本低,但耐久性差,易被洗(xǐ)去或擦掉,隻有(yǒu)在內加型防霧劑無效的場合(hé)或不要求持久性時使用。
防霧劑的效能可分(fèn)為初期防霧性、持久(jiǔ)防霧(wù)性、低溫防霧性和高溫防霧性四種,一種防霧性很難兼具四種效果,往往是根據薄膜對防霧效(xiào)果的(de)要求,選擇幾種配(pèi)合使(shǐ)用。
防(fáng)霧劑應(yīng)具備以下性能:
1、防霧效能高,生效迅速,耐(nài)久性好;
2、熱穩定性好,不易受熱分解(jiě),而且分解物不導致聚合物的降解;
3、與(yǔ)其它助劑的配合性好,不妨礙其它助劑(jì)的功能;
4、不影響薄膜的透明性(xìng)、電性能、粘(zhān)著性、耐(nài)汙染性等功能。
幾種典型的防霧劑:
甘油(yóu)單油酸酯白色的蠟(là)狀物,可作為內加型防(fáng)霧劑,具有良(liáng)好的初期防霧性和低(dī)溫防霧性,適用於食品包裝薄膜,在聚乙烯中的一般用量為1~1.5份、在聚烯烴中為0.5~1份。
山梨糖醇酐單棕櫚(lǘ)酸酯為黃色(sè)粒狀物,為內加(jiā)型(xíng)防霧劑,生效(xiào)迅速持久,是內加型防霧劑,它為黃色粒狀固體,熔點約為60℃,效能持久,常(cháng)用於農用薄膜,也可用於作食品包裝材料,它在聚氯乙烯中的用量一般為1.5~1.8份,在聚醋酸乙烯酯中為0.7~1份。
聚環氧乙(yǐ)烷(20)甘(gān)油單硬脂酸酯也是內加型防霧劑,生效極快(kuài),具有良(liáng)好(hǎo)的初期和低溫防霧性。它是淡黃色液體,同(tóng)時也有抗靜電效能,適用於食品包裝薄膜。
資料來源:中塑在線
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