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據(jù)說(shuō)薄膜加工要用到這六種助劑,你都知道嗎?
????????有些樹脂或薄膜產(chǎn)品其固有性能不適應(yīng)其所需的加工工藝的要求,需要添加助劑改變其加工性;另有些材料加工性能較好,但產(chǎn)品性能不能達(dá)到要求,也要添加助劑改變其產(chǎn)品性能。
????????薄膜對(duì)助劑的要求
????????相容性
????????相容性不好,會(huì)引發(fā)“遷移”現(xiàn)象,表現(xiàn)在液體助劑中為“出汗”,表現(xiàn)在固體助劑中為“噴霜”。
????????有時(shí)在對(duì)薄膜要求不太嚴(yán)格時(shí),可以允許其相容性欠缺一些,如填充劑與樹脂間相容性不好。只要填充的粒度小,仍然能滿足薄膜性能的基本要求,若用偶聯(lián)劑或表面活性劑處理一下,則能更好的發(fā)揮其功能。但是有一些改善薄膜表面性能的助劑如開口劑、抗靜電劑等,要求其要稍微有一些遷移性,以使其在薄膜的表面發(fā)揮作用。
????????耐久性
????????要求助劑長(zhǎng)期存在于薄膜中而基本不或很少損失,而助劑的損失主要通過(guò)三條途徑:揮發(fā)、抽出和遷移。這主要與助劑的分子量大小,在介質(zhì)中的溶解度及在樹脂中的溶解度有關(guān)。
????????加工條件
????????某些樹脂的加工條件較苛刻,如加工溫度高,應(yīng)考慮所選助劑是否會(huì)分解,助劑對(duì)加工設(shè)備有無(wú)腐蝕作用。
????????薄膜用途
????????不同用途的薄膜對(duì)助劑的氣味、毒性、耐候性、熱性能等均有不同的要求。例如裝食品的塑料袋,因要求無(wú)毒,故所用的助劑與一般包裝用的塑料袋的助劑是不同的。
????????助劑配合中的協(xié)同作用和相抗作用
????????在同一樹脂體系中,有的兩種助劑會(huì)產(chǎn)生“協(xié)同作用”。如果配合不當(dāng),有些助劑間可能產(chǎn)生“相抗作用”,這樣會(huì)削弱每種助劑的功能,甚至使其失去作用,如炭黑與酚類抗氧劑并用就會(huì)產(chǎn)生對(duì)抗作用。
????????可改變薄膜包裝性能的助劑
????????增塑劑和熱穩(wěn)定劑
????????增塑劑和熱穩(wěn)定劑可以在很大程度上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,一方面使樹脂在成型時(shí)流動(dòng)性增大,改善加工性能,另一方面可使制成后的薄膜柔韌性和彈性增加的物質(zhì)。
????????熱穩(wěn)定劑主要是改善樹脂的熱穩(wěn)定性。
????????光穩(wěn)定劑
????????高分子材料在陽(yáng)光、燈光及高能射線的照射下,會(huì)迅速發(fā)生老化,表現(xiàn)為發(fā)黃、變脆、龜裂、表面失去光澤、機(jī)械性能和電性能大大降低,甚至失去了使用價(jià)值。在這個(gè)復(fù)雜的破壞過(guò)程中,紫外線是對(duì)高分子材料起老化作用的主要原因。主要是陽(yáng)光中的紫外線和大氣中的氧對(duì)聚合物大分子聯(lián)合作用的結(jié)果。
????????光穩(wěn)定劑的作用:
????????可有效地吸收波長(zhǎng)為290~410nm的紫外線,消除或削弱紫外線,保護(hù)高分子材料薄膜免受紫外線與氧的破壞,延長(zhǎng)使用壽命,提高材料耐光性。由于光穩(wěn)定劑大多數(shù)都能夠吸收紫外光,故又稱光穩(wěn)定劑為紫外線吸收劑。
????????光穩(wěn)定劑的添加量:
????????按照光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理,可將其分為:光屏蔽劑(顏料)、紫外線吸收劑、紫外線淬滅劑、自由基捕獲劑。這四種作用方式構(gòu)成了光穩(wěn)定化中逐漸深入的四個(gè)層次。
????????加入光穩(wěn)定劑后,盡管用量極少,其防止老化的效果卻十分顯著,一般只需加入聚合物重量的 0.1%~0.5%。
????????抗氧劑
????????對(duì)于大多數(shù)塑料品種來(lái)說(shuō),在其制造、加工、貯存及應(yīng)用過(guò)程中,對(duì)氧化降解都有一定的敏感性,氧滲入塑料薄膜中幾乎與大多數(shù)聚合物都能發(fā)生反應(yīng)而導(dǎo)致降解或交聯(lián),從而改變材料的性能。少量的氧就能使這些高分子材料的強(qiáng)度、外觀和性能發(fā)生劇烈的變化。在熱加工和日照之下,氧化速度更快。因此,通常又將聚合物的氧化分為熱氧化和光氧化。最后這種反應(yīng)的結(jié)果則是性能老化。這類反應(yīng)如果不受阻止,可以很快使聚合物氧化并失去使用價(jià)值。
????????不同的塑料對(duì)氧的穩(wěn)定性是不同的,所以有些塑料中無(wú)需加入抗氧劑。有的則必須加入抗氧劑,抗氧劑的作用是捕捉活性游離基,使連鎖反應(yīng)中斷,目的是延緩塑料的氧化過(guò)程和速度。
????????一般來(lái)說(shuō),胺類抗氧劑的防護(hù)效能比酚類高,但由于胺類在受到光、氧作用下,發(fā)生不同程度的變色,不適用于淺色、艷色和透明薄膜,因此在塑料薄膜中應(yīng)用較少。
????????按照抗氧效果,將抗氧劑分為主抗氧劑和輔助抗氧劑。苯胺類抗氧效果較好,但污染性較大,主要用于橡膠制品;酚類抗氧效果稍差,但污染性較小,綜合效果較好,多用于塑料薄膜中。通常將硫醇或硫代酯、亞磷酸酯劃歸輔助抗氧劑,與主抗氧劑并用,以產(chǎn)生協(xié)同效果,延長(zhǎng)抗氧劑的效能。
????????潤(rùn)滑劑
????????高聚物在熔融之后通常具有較高的粘度,在加工過(guò)程中,熔融的高聚物在通過(guò)窄縫、澆口等流道時(shí),聚合物熔體必定要與加工機(jī)械表面產(chǎn)生摩擦,這些摩擦使熔體流動(dòng)性降低,同時(shí)嚴(yán)重的摩擦?xí)贡∧け砻孀兊么植冢狈鉂苫虺霈F(xiàn)流紋。為此,需要加入以提高潤(rùn)滑性、減少摩擦、降低界面粘附性能為目的助劑。
????????潤(rùn)滑劑除了改進(jìn)流動(dòng)性外,還可以起熔融促進(jìn)劑、防粘連和防靜電劑、爽滑劑等作用。
????????外潤(rùn)滑劑的作用主要是改善聚合物熔體與加工設(shè)備的熱金屬表面的摩擦,它與聚合物相容性較差,容易從熔體內(nèi)往外遷移,所以能在塑料熔體與金屬的交界面形成潤(rùn)滑的薄層。
????????內(nèi)潤(rùn)滑劑與聚合物有良好的相容性,它在聚合物內(nèi)部起到降低聚合物分子間內(nèi)聚力的作用,從而改善塑料熔體的內(nèi)摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性。
????????實(shí)際每一種潤(rùn)滑劑都有可以實(shí)現(xiàn)某一要求的作用,總是內(nèi)外潤(rùn)滑共同作用,只是在某一方面更突出一些。同一種潤(rùn)滑劑在不同的聚合物中或不同的加工條件下會(huì)表現(xiàn)出不同的潤(rùn)滑作用,如高溫、高壓下,內(nèi)潤(rùn)滑劑會(huì)被擠壓出來(lái)而成為外潤(rùn)滑劑。
????????在塑料薄膜的生產(chǎn)中,我們會(huì)遇到一些粘連現(xiàn)象,比如在塑料薄膜生產(chǎn)中,兩層膜不易分開,這給自動(dòng)高速包裝帶來(lái)困難。為了克服它,可向樹脂中加入少量增加表面潤(rùn)滑性的助劑,以增加外部潤(rùn)滑性,一般稱作抗粘連劑或爽滑劑。一般潤(rùn)滑劑的分子結(jié)構(gòu)中,都會(huì)有長(zhǎng)鏈的非極性基和極性基兩部分,它們?cè)诓煌木酆衔镏械南嗳菪允遣灰粯拥?,從而顯示不同的內(nèi)外潤(rùn)滑的作用。
????????在擠出成型時(shí),可提高流動(dòng)性,改善聚合物料與料筒和模具的黏附性,防止并減少滯留物。另外還能改善薄膜的外觀和光澤。潤(rùn)滑劑的用量一般在0.5%~1%。
????????選用時(shí)應(yīng)注意:
????????1、聚合物的流動(dòng)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(nèi)外平衡;
????????2、外潤(rùn)滑是否有效,應(yīng)以它能否在成型溫度時(shí),在塑料面層結(jié)成完整的液體薄膜為準(zhǔn),因此外潤(rùn)滑劑的熔點(diǎn)應(yīng)與成型溫度接近,但要相差10℃~30℃方能形成完整的薄膜;
????????3、表面引力小,粘度小,在界面處的擴(kuò)展性好,易形成界面層;
????????4、本身的耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良,在加工中不分解、不揮發(fā);不腐蝕設(shè)備,不污染薄膜,沒有毒性。
????????不同種類潤(rùn)滑劑的使用特性:
????????天然石蠟多用做外部潤(rùn)滑,可作為多種塑料的潤(rùn)滑劑、脫模劑,一般用量 0.2~1phr,但其相容性、熱穩(wěn)定性和分散性不是很好,用量不能過(guò)大,最好與內(nèi)潤(rùn)滑劑并用;而白油多用做PVC、PS的內(nèi)潤(rùn)滑劑,潤(rùn)滑性能好、熱穩(wěn)定性也很好,一般用量0.5phr。它們均為無(wú)毒品,能用于食品包裝。另有一種微晶石蠟:在塑料加工中它也被用作潤(rùn)滑劑,用量1~2Phr,熱穩(wěn)定性和潤(rùn)滑性比普通石蠟好。低分子量的聚合物也廣泛地用做潤(rùn)滑劑,如聚乙烯蠟、低分子量聚丙烯,其內(nèi)、外潤(rùn)滑性都較好,且無(wú)毒。聚乙烯蠟適用于 PVC等材料擠塑、壓延加工,用量一般是0.1~1phr,可提高加工效率,防止薄膜粘連,改善填料或顏料的分散性,相容性和透明性不是很好。
????????防霧劑
????????透明的塑料薄膜、片材或板材,在潮濕環(huán)境中,當(dāng)濕度達(dá)到露點(diǎn)以下時(shí),會(huì)在其表面凝結(jié)一層細(xì)微水滴,使表面模糊霧化,阻礙了光波的透過(guò),例如利用薄膜包裝產(chǎn)品時(shí),也會(huì)因結(jié)霧而看不見內(nèi)裝物,而且產(chǎn)生的霧滴還容易造成內(nèi)裝物的腐爛損壞。
????????防霧劑分類:
????????? 內(nèi)加型防霧劑是在配料時(shí)加入到樹脂中,其特點(diǎn)是不易損失、效能持久,但對(duì)于結(jié)晶性較高的聚合物難以獲得良好的防霧性;
????????? 外涂型防霧劑是溶于有機(jī)溶劑或水中后,涂于塑料薄膜的表面,并使用簡(jiǎn)便、成本低,但耐久性差,易被洗去或擦掉,只有在內(nèi)加型防霧劑無(wú)效的場(chǎng)合或不要求持久性時(shí)使用。
????????防霧劑的效能可分為初期防霧性、持久防霧性、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(jù)薄膜對(duì)防霧效果的要求,選擇幾種配合使用。
????????防霧劑應(yīng)具備以下性能:
????????1、防霧效能高,生效迅速,耐久性好;
????????2、熱穩(wěn)定性好,不易受熱分解,而且分解物不導(dǎo)致聚合物的降解;
????????3、與其它助劑的配合性好,不妨礙其它助劑的功能;
????????4、不影響薄膜的透明性、電性能、粘著性、耐污染性等功能。
????????幾種典型的防霧劑:
????????甘油單油酸酯白色的蠟狀物,可作為內(nèi)加型防霧劑,具有良好的初期防霧性和低溫防霧性,適用于食品包裝薄膜,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。
????????山梨糖醇酐單棕櫚酸酯為黃色粒狀物,為內(nèi)加型防霧劑,生效迅速持久,是內(nèi)加型防霧劑,它為黃色粒狀固體,熔點(diǎn)約為60℃,效能持久,常用于農(nóng)用薄膜,也可用于作食品包裝材料,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(huán)氧乙烷(20)甘油單硬脂酸酯也是內(nèi)加型防霧劑,生效極快,具有良好的初期和低溫防霧性。它是淡黃色液體,同時(shí)也有抗靜電效能,適用于食品包裝薄膜。