聚烯烃薄膜开口母料的研制

第17卷第1期郑州轻工业学院学报(自然科学版)Vol.17 No.12002年3月JOURNAL OF ZHENGZHOU INSTTTUTE OF LICHT INDUSTRY( Natural Science )Mar. 2002文章编号:1004- 1478( 2002 )1 - 0034- 02聚烯烃薄膜开口母料的研制周立明，方少明，冯辉，张结来，麻平(郑州轻工业学院化学工程系河南郑州450002 )摘要通过对不同开口剂的试验比较研制开发出-种开口性能好、价格低廉、加工性能优良的复合开口母料.首次探索性地采用表面自由能的概念来表征塑料薄膜间的粘连性在理论及实际生产中都得到了验证.关键词聚烯烃薄膜开口母料表面自由能中图分类号:TQ314.24*5.9文献标识码:A0引言塑料母料是塑料助剂的浓缩物是80年代发展起来的一种新的配方材料.使用母料是将传统的助剂直接加入方式改为间接加入,即将加入树脂中的塑料助剂先加入到特定的载体树脂中制成含高浓度助剂的粒料然后将该粒料加入到各种加工树脂中制得产品.与传统的助剂加入方式相比使用母料有利于助剂在树脂中均匀分散简化助剂加入树脂中的混合工序改善劳动环境并且可节省贵重助剂的用量[ 1].开口母料亦称抗粘母料常用于生产薄膜制品防止薄膜间相互粘连.如聚烯烃类树脂分子极性小吸水率低,在成膜时膜与膜间易形成密合状态不易打开在工业化生产中会严重影响自动包装效率加入开口母料即可解决上述问题.笔者拟通过对不同开口剂的比较研制一种综合性能优良的开口母料并探讨一种新的表征薄膜间粘连性的方法.1试验1.1原料LDPE齐鲁石油化工股份有限公司塑料厂产;开口剂A ,市售;开口剂B市售;开口剂C市售;H-st 工业级市售正丁醇分析纯;乙二醇分析纯苯甲醇分析纯.1.2试验设备GH- -10高速混合机北京塑料机械厂产SK- -1608 双辊混炼机r上海橡胶机械厂产SSJ- 25 x 25挤出机,上海轻机模具厂产;JY- -82 接触角测定仪承德试验机厂产,TE- -35 双螺杆挤出机南京科亚塑料机械厂产.1.3薄膜开口性表征定性表征用观察法;定量表征用薄膜表面自由能.2结果 与讨论2.1开口剂的开口机理LDPE膜表面间粘闭性强在生产和贮存过程中会因受压而粘连在-起使薄膜不易离开给自动高速包装带来困难.发生粘连的原因目前尚不清楚有人认为是树脂中所含的低分子物质扩散、渗出到薄膜表面受热受压后造成粘连也有人认为粘连是由于静电或过于光滑的薄膜表面之间形成真空所致2].开口剂在薄膜中所起的作用主要包括以下几个方面: )-定的抗静电作用.由于开口剂本身具有活性,且与树脂间相容性较差,因而主要富集于塑料薄膜表面在表面形成-层膜，从而可防止静电蓄积.同时开收稿日期2002 - 01-20作者简介周立明1972- ) 男山东省莱阳市人郑州轻工业学院讲师主要从事功能高分子材料研究;万方张结来麻平系郑州轻工业学院化学工程系高分子材料专业2001届毕业生.第1期周立明等聚烯烃薄膜开口母料的研制口剂赋予材料表面-定的润滑性降低其摩擦系数,从而可抑制或减少静电荷的产生.2表面活性剂的作用.由于开口剂的加入使得体系的表面自由能降低.表面自由能即增加单位表面积所做的功此值降低说明增加其表面积变得容易,因而薄膜容易揭开即开口性好不易粘连2].2.2利用表面自由能表征塑料薄膜间粘连性的理论依据3]Eisman等曾做过大量系统的研究低能表面润湿的工作他们发现增塑剂的有机高聚物表面前进角与后退角相等,而且接触角数据有很好的重复性.这说明这些表面接近理想表面与液体-样其表面自由能与表面张力在数值.上是一致的.由润湿方程可知4]固体的表面自由能越小越不易于被液体所润湿接触角越大而表面自由能越小增加单位表面积所做的功就越小薄膜越易于开口.所以,只要测得薄膜与同系有机液体的接触角,即可判断出开口性的优劣.2.3各种助剂对开口性的影响根据开口剂的开口机理结合有关资料参考配方初拟配方如表1所示.各取上述配方母料用于PE吹膜并测定所得薄膜的接触角所得结果如表2所示.表1 开口母料基本配方由表1表2可知:未加开口母料同加开口母料后所制薄膜载体树脂开口剂/g分 散剂相比前者接触角小其薄膜表面自由能比后者大,而加入开口母配方号/\BC料后薄膜的开口性变好.2 )配方不同所测得的接触角不同,因6:30而其开口性不同.3比较5组配方可知开口剂A B的开口效果22065很好.但开口剂A熔点低油性大不易加工,且价格昂贵开口剂15 15B若大量加入会使产品外观受到一定影响.故从加工性能、产品_3C外观及用料成本综合考虑将3种开口剂混合加入经过大量的实验确定最佳配方为载体树脂65g开口剂A7g开口剂B18表2不同母料配方 薄膜接触角。g开口剂C5g分散剂5g,由该母料配方所制得的薄膜测得接试剂触角为乙二醇75° )苯甲醇46° )正丁醇32° ).乙二醇苯甲醇正丁醇2.4 对运用表面自由能表征薄膜开口性的验证574734732在实验过程中笔者进行了工业化中试生产通过对不同配方594:3(母料制得薄膜的开口性比较发现运用表面自由能或接触角来表征5(3薄膜开口性同运用GB/T16276- 1996 定量测定两薄膜间粘连力的5845073__49_3试验结果相符所得结果符合生产实际说明该方法是行之有效的.注D配方表示未加入开口母料其余各配方中母料含量为0.5%.3结论3.1理论和实验证明用表面自由能来表征薄膜粘连性即开口性是可行的.3.2研制所得的开口母料开口性 能好,加工性能优良,且成本低廉与传统添加开口剂相比,可节约成本50%左右.参考文献:[1]段予志张明连.塑料母料生产及应用技术[ M ].北京:中国轻工业出版社,1998.1- -5.[2] [德盖希特R.塑料添加剂手册[ M]陈振兴杨新源,王自昌等译.北京:中国石化出版社,1992.516-168.[3]北京大学化学 系化学教研室.胶体与界面化学实验[ M ].北京北京大学出版社,1993. 166- -168.[4] 顾惕人.表面化学M ].北京科学出版社,1994.359- -387.Study on openability masterbatch of polyolefin filmZHOU Li-ming, FANG Shao-ming，FENG Hui，ZHANG Jie-lai ，MA Ping( Dept. of Chem. Eng. ,Zhengzhou Inst . of Light Ind. ,Zhengzhou 450002 ,China )Abstract Some different openability agents were compared and a good over- all property composite openability masterbatchwas introducted. It was the first time to indicate the openability of polyolefin film by using surface free energy. Thismethod has been tested and proved both in theory and practical production.Key words $抢in ;film iopenability masterbatch ;surface free energy