薄膜加工要用到這六種助劑
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(huì)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(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(hù)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(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(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(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(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?，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(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(dòng)性。
實(shí)際每一種潤滑劑都有可以實(shí)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(huì)表現(xiàn)出不同的潤滑作用，如高溫、高壓下，內(nèi)潤滑劑會(huì)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(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(huì)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(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(shí)，在塑料面層結(jié)成完整的液體薄膜為準(zhǔn)，因此外潤滑劑的熔點(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(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，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(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。
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