有些樹脂或薄膜產品其固有性能(néng)不適應其所需的加工工藝的要求,需(xū)要添加助劑改變其加工性;另有些材料加工性能較好,但產品性能不能達到(dào)要求,也要添加助(zhù)劑改變其產品性能(néng)。
薄膜對助劑的(de)要求
相容性
相容性不(bú)好,會引發“遷移”現象,表現在液體助劑中為“出汗”,表現在(zài)固體助(zhù)劑中為“噴霜”。
有時在對薄膜(mó)要(yào)求不太(tài)嚴格時,可以允許其相容性(xìng)欠缺(quē)一些,如填充劑與樹脂間相容性不好。隻(zhī)要填充的粒(lì)度小,仍然能滿足薄膜性能的(de)基本(běn)要求,若用偶聯劑或表麵活性劑處(chù)理一下,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、抗靜電劑等,要求其要稍微有一些遷移性,以使其在薄膜的表麵(miàn)發揮作用。
耐久性
要求助劑長期存在於薄膜中而基本不或很少損失,而(ér)助劑的損失主要通過三(sān)條(tiáo)途徑:揮發(fā)、抽出和遷(qiān)移。這(zhè)主要與助劑的分子量大小,在介(jiè)質中的溶解度及在樹脂中的溶解度有關。
加工(gōng)條(tiáo)件
某(mǒu)些(xiē)樹(shù)脂的加工條件較苛刻,如加工溫度(dù)高,應(yīng)考慮所選助劑是否會分解,助劑對加工設備有無腐蝕(shí)作用。
薄膜用途
不同用途的薄(báo)膜對助劑的氣味(wèi)、毒性、耐候性、熱性能等均有不同的要求。例如裝食品的(de)塑料袋,因要求無毒,故所用(yòng)的助劑與一般包裝用的(de)塑料袋的助(zhù)劑(jì)是不同的。
助劑配合中的協同作用和相抗作用
在同一樹(shù)脂體係中,有(yǒu)的兩(liǎng)種助劑會產(chǎn)生“協同作用”。如果配(pèi)合不當,有些(xiē)助劑間可能產生(shēng)“相抗作(zuò)用”,這樣(yàng)會削弱每種助劑的功能,甚至使(shǐ)其失去作用,如炭黑與酚類抗氧劑並用就會產生對抗(kàng)作用。
可改變薄膜包裝性能的助(zhù)劑
增塑劑和熱穩定劑
增塑(sù)劑和熱(rè)穩(wěn)定劑可以在很大程度上提高薄(báo)膜材料的相容性。
增塑劑,顧名思義(yì)是增加材料的塑性,一方麵使樹脂在成(chéng)型時流動性增大,改(gǎi)善加工性能,另一方麵可使(shǐ)製成(chéng)後(hòu)的薄膜柔韌性和彈性增加的物質。
熱穩定劑(jì)主要是改善樹脂(zhī)的熱穩定性。
光穩定劑
高分子材料在陽光、燈光(guāng)及高能射線的照射下,會迅速發生老化,表現為發黃、變脆、龜裂、表麵失去光澤、機械性能(néng)和(hé)電性能大大降低,甚至失去了使用價值。在這個複雜的破壞(huài)過程中,紫外線(xiàn)是對高分子材料起老化作用的(de)主要(yào)原因。主要是陽光(guāng)中的紫外線(xiàn)和大(dà)氣中的氧對聚合物大分子聯合作用的結果。
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(xuē)弱紫外線(xiàn),保護高分子材料薄(báo)膜免受紫外線與(yǔ)氧的破壞(huài),延長使用壽命,提高材料耐光性。由於光穩定劑大多數都能夠吸收(shōu)紫外光,故又稱光穩定(dìng)劑為紫外線吸收劑。
光穩定劑的添加量:
按照(zhào)光穩(wěn)定劑(jì)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(zì)由基捕(bǔ)獲劑。這(zhè)四種作用方式構(gòu)成了光穩定化中逐漸深入的(de)四個層次。
加入光穩(wěn)定劑(jì)後,盡管用量極少,其防止(zhǐ)老化的效果卻十分顯著,一般隻需加入(rù)聚合物重量的 0.1%~0.5%。
抗氧(yǎng)劑
對於大多數塑料(liào)品種來說,在其製(zhì)造、加工、貯存及應用過程中,對氧化降解都有一定的(de)敏感性,氧滲入塑料薄膜中幾乎與大多數聚合物(wù)都能發生反應而(ér)導致降解或交聯,從而改變(biàn)材料的性能。少量的氧就能使這些高分子(zǐ)材料的強度(dù)、外觀和性能發生劇烈的變化。在熱加工(gōng)和日照之下(xià),氧化速(sù)度更快。因(yīn)此(cǐ),通常又將聚合物的氧化分為熱氧化和光氧化。最後這(zhè)種反應的結果則是性能老化。這類反應如果不受阻止,可以(yǐ)很快使聚合物氧化並失去使用價值。
不同的塑(sù)料對氧的穩定性是不同(tóng)的,所以有些(xiē)塑料中無需加入抗(kàng)氧劑。有的則必須加入抗氧(yǎng)劑,抗氧劑的作用是捕捉活性遊離基,使連鎖反應中斷,目的是延緩塑(sù)料的氧(yǎng)化過(guò)程和速度。
一般來說,胺類抗氧劑的防護效能比酚類高,但由於胺(àn)類在受(shòu)到光、氧作用下,發生不(bú)同程度的變色,不適用於淺色、豔色和透明薄膜,因(yīn)此在塑料薄膜中應用較少。
按照抗氧效果,將抗氧(yǎng)劑分為主抗氧劑和(hé)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(xìng)較小,綜合效果較好,多(duō)用於(yú)塑料薄膜中。通常將硫醇或硫代酯、亞磷(lín)酸酯劃歸輔助抗氧劑(jì),與主抗氧劑並用,以產生協同效(xiào)果,延長抗氧劑的效能。
潤滑劑
高聚物在熔融之後通常具(jù)有較高的粘度,在加(jiā)工過程中(zhōng),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械表麵產生摩擦,這些摩擦(cā)使熔體流(liú)動性(xìng)降低,同時嚴重的摩擦會使薄膜表麵變得粗糙(cāo),缺乏光澤或出現流紋。為(wéi)此,需要加入以提高潤滑性、減少(shǎo)摩擦、降(jiàng)低界麵粘附性能為目的助劑。
潤滑劑除了(le)改進流動性外,還(hái)可以起熔融促進劑、防粘連和防靜電劑、爽滑劑等作用。
外潤滑劑的作用主要是改善聚合物熔體與加工設備的熱金(jīn)屬表麵的摩擦,它與聚合物相容性較差(chà),容易從熔體內往(wǎng)外遷移,所以能在塑料熔體與金屬的交界麵形成潤滑的薄(báo)層。
內潤滑劑(jì)與聚合物(wù)有良好的相容性,它在聚合物(wù)內部起到降低(dī)聚合物分子間內聚力的作用,從而改善塑(sù)料熔體的內摩擦生熱和熔體的流動(dòng)性。
實際每一(yī)種潤滑劑都(dōu)有可以(yǐ)實現某一要求的作用,總(zǒng)是內外潤滑(huá)共同作用,隻是在某一方麵更突出一些(xiē)。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的(de)加(jiā)工條件(jiàn)下(xià)會(huì)表現出不同(tóng)的潤滑作(zuò)用,如高溫、高壓下,內潤滑劑會被擠(jǐ)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(dào)一些粘連(lián)現象,比如在塑料薄膜生產中,兩層膜不易分開,這給自(zì)動高速包裝帶來困難。為了(le)克(kè)服它(tā),可向樹脂(zhī)中加入少量增加表麵潤滑性的(de)助劑,以增加外部潤滑(huá)性,一般稱作抗粘連劑或爽滑劑。一般潤(rùn)滑劑的分子結構中,都會有長鏈的非極性基(jī)和極性基兩部分,它們在不同的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作用。
在擠出(chū)成型時,可提高流動(dòng)性,改善聚合物料與料筒和模具的黏附性,防止並減少滯(zhì)留物。另外還能改善薄膜的外觀和光澤。潤滑劑的用量一般在0.5%~1%。
選用時應注意:
1、聚合(hé)物的(de)流(liú)動性能已滿足成型(xíng)工藝的需要,則主要考慮外(wài)潤滑(huá)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(zài)塑料麵層結成完整的液體薄膜為準,因此外潤滑劑的熔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(de)擴展性好,易形成界麵(miàn)層;
4、本身的耐熱(rè)性和化學穩定性優良,在加工中不分解(jiě)、不揮發;不腐(fǔ)蝕(shí)設備,不汙染薄膜,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滑,可作為多種塑料的潤滑劑、脫模(mó)劑,一般用量 0.2~1phr,但(dàn)其相(xiàng)容性、熱穩(wěn)定性和分散性不是(shì)很好,用量不能過大,最好與內潤滑劑並用;而白油多用(yòng)做PVC、PS的內潤滑(huá)劑,潤滑性能好、熱穩定性也很好(hǎo),一般用量0.5phr。它們均(jun1)為無毒品,能用於食品包裝。另有一種微晶石蠟:在塑料加工中它也(yě)被用作潤滑劑,用量1~2Phr,熱穩定性和潤(rùn)滑性比普通石蠟好。低分子量的聚(jù)合物也廣泛地用做潤滑劑,如聚乙烯蠟、低分子量聚丙烯(xī),其內、外潤滑性都較好,且無毒。聚乙烯蠟適用於 PVC等(děng)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(gǎi)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,在潮濕環境中,當濕度達(dá)到露點以下(xià)時,會在其表(biǎo)麵凝結一層(céng)細(xì)微水滴,使表麵模糊霧(wù)化,阻(zǔ)礙了光波(bō)的透過,例如利用(yòng)薄膜包(bāo)裝產品時,也會因結霧而看不見內裝物,而且產生的霧滴還容易造成內裝物的腐爛損壞。
防霧劑分類:
? 內加型防霧劑是在配(pèi)料時加入到樹脂中,其特點是(shì)不易損失、效能持久,但對於結晶性較高的聚合物難(nán)以獲得良(liáng)好的防霧性;
? 外塗型防(fáng)霧劑是溶於有(yǒu)機溶劑或水中後(hòu),塗於塑料薄膜的表麵(miàn),並使用簡便、成本低,但耐久性差(chà),易被洗去或擦掉,隻有在內加型防霧劑無效的(de)場合或不要求持久性時使用。
防(fáng)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(gāo)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果的要求,選擇幾種配合使用。
防(fáng)霧劑(jì)應具(jù)備以下性能:
1、防霧效能高,生(shēng)效迅速,耐久性好;
2、熱穩定性好,不易受熱分解,而(ér)且(qiě)分解物(wù)不導致聚合物的降(jiàng)解;
3、與其它助劑的配合性(xìng)好(hǎo),不(bú)妨礙其它助劑的功能;
4、不影響(xiǎng)薄膜的透明性、電性能、粘著性、耐汙(wū)染性等功能(néng)。
幾種典型的防霧劑:
甘油(yóu)單油酸酯白色的蠟狀物,可作為內加型防霧劑,具有良好的初期防霧性和低溫(wēn)防霧性,適用於食品包裝薄膜,在聚乙(yǐ)烯中的一(yī)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(huáng)色粒狀物(wù),為(wéi)內加型防霧劑,生效迅速持久,是內(nèi)加(jiā)型防霧劑,它為黃色(sè)粒狀固體,熔點約為60℃,效能持久,常用於農用薄膜,也可用於作食品包(bāo)裝材(cái)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。
聚環氧乙烷(20)甘油單硬脂酸酯也是內加型防霧劑,生(shēng)效極快,具有良好的初期和低溫防霧性。它是淡黃色液體,同時也有抗(kàng)靜電效能,適用(yòng)於(yú)食品包裝薄膜。
資料來源:中塑在線
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