據(jù)說薄膜加工要用到這六種助劑,你都知道嗎,?
2016-9-19 11:19:30
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)品性能不能達到要求,,也要添加助劑改變其產(chǎn)品性能。
薄膜對助劑的要求
相容性
相容性不好,,會引發(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”,。
有時在對薄膜要求不太嚴格時,,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分解,,助劑對加工設(shè)備有無腐蝕作用。
薄膜用途
不同用途的薄膜對助劑的氣味,、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產(chǎn)生對抗作用,。
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流動性增大,,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
高分子材料在陽光、燈光及高能射線的照射下,,會迅速發(fā)生老化,,表現(xiàn)為發(fā)黃、變脆,、龜裂,、表面失去光澤、機械性能和電性能大大降低,,甚至失去了使用價值,。在這個復(fù)雜的破壞過程中,紫外線是對高分子材料起老化作用的主要原因,。主要是陽光中的紫外線和大氣中的氧對聚合物大分子聯(lián)合作用的結(jié)果,。
光穩(wěn)定劑的作用:
可有效地吸收波長為290~410nm的紫外線,消除或削弱紫外線,,保護高分子材料薄膜免受紫外線與氧的破壞,,延長使用壽命,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
對于大多數(shù)塑料品種來說,在其制造、加工,、貯存及應(yīng)用過程中,,對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值,。
不同的塑料對氧的穩(wěn)定性是不同的,所以有些塑料中無需加入抗氧劑,。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程和速度,。
一般來說,胺類抗氧劑的防護效能比酚類高,,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,延長抗氧劑的效能,。
潤滑劑
高聚物在熔融之后通常具有較高的粘度,,在加工過程中,熔融的高聚物在通過窄縫,、澆口等流道時,,聚合物熔體必定要與加工機械表面產(chǎn)生摩擦,這些摩擦使熔體流動性降低,,同時嚴重的摩擦?xí)贡∧け砻孀兊么植?,缺乏光澤或出現(xiàn)流紋。為此,,需要加入以提高潤滑性,、減少摩擦、降低界面粘附性能為目的助劑,。
潤滑劑除了改進流動性外,,還可以起熔融促進劑、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(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滑的薄層。
內(nèi)潤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性。
實際每一種潤滑劑都有可以實現(xiàn)某一要求的作用,,總是內(nèi)外潤滑共同作用,,只是在某一方面更突出一些。同一種潤滑劑在不同的聚合物中或不同的加工條件下會表現(xiàn)出不同的潤滑作用,,如高溫,、高壓下,內(nèi)潤滑劑會被擠壓出來而成為外潤滑劑,。
在塑料薄膜的生產(chǎn)中,,我們會遇到一些粘連現(xiàn)象,比如在塑料薄膜生產(chǎn)中,,兩層膜不易分開,,這給自動高速包裝帶來困難,。為了克服它,,可向樹脂中加入少量增加表面潤滑性的助劑,以增加外部潤滑性,一般稱作抗粘連劑或爽滑劑,。一般潤滑劑的分子結(jié)構(gòu)中,,都會有長鏈的非極性基和極性基兩部分,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(nèi)外潤滑的作用,。
在擠出成型時,可提高流動性,,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,。潤滑劑的用量一般在0.5%~1%,。
選用時應(yīng)注意:
1、聚合物的流動性能已滿足成型工藝的需要,,則主要考慮外潤滑的作用,,以保證內(nèi)外平衡;
2、外潤滑是否有效,,應(yīng)以它能否在成型溫度時,,在塑料面層結(jié)成完整的液體薄膜為準,因此外潤滑劑的熔點應(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,,用量不能過大,最好與內(nèi)潤滑劑并用;而白油多用做PVC,、PS的內(nèi)潤滑劑,,潤滑性能好,、熱穩(wěn)定性也很好,一般用量0.5phr,。它們均為無毒品,,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滑劑,,用量1~2Phr,,熱穩(wěn)定性和潤滑性比普通石蠟好。低分子量的聚合物也廣泛地用做潤滑劑,,如聚乙烯蠟,、低分子量聚丙烯,其內(nèi),、外潤滑性都較好,,且無毒。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)濕度達到露點以下時,,會在其表面凝結(jié)一層細微水滴,使表面模糊霧化,,阻礙了光波的透過,,例如利用薄膜包裝產(chǎn)品時,也會因結(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加入到樹脂中,其特點是不易損失,、效能持久,,但對于結(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溶劑或水中后,涂于塑料薄膜的表面,,并使用簡便,、成本低,但耐久性差,,易被洗去或擦掉,,只有在內(nèi)加型防霧劑無效的場合或不要求持久性時使用,。
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,同時也有抗靜電效能,,適用于食品包裝薄膜,。
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