各类爽滑抗黏连特性介绍讲课文档

各类爽滑抗黏连特性介绍第1页，共39页。吹膜设备供料阶段吹膜阶段所需设备拌料机塑化挤出机自动加料机混料塑化牵引冷却卷取第2页，共39页。吹膜工艺

吹膜工艺过程可分为前后两个阶段：①前阶段是压延前的准备阶段，主要包括所用塑料的配制、混合、塑化等;②后阶段包括牵引、冷却、卷取等。第3页，共39页。一.爽滑剂特性与机理

在塑料加热熔融过程中，为了降低树脂内分子间和树脂与设备间的摩擦阻力，以改进熔融料的流动性或提高成型制品的脱模性，而在树脂中添加的一种助剂称为爽滑剂。爽滑剂的作用：是使薄膜的表面爽滑和具有较低的摩擦系数；使原料在挤出机转数增大产量时，挤出机驱动电机的电流不至于剧增；可以防止薄膜与薄膜、薄膜与机器粘合在一起或难以分离或难以打开有脱模、防粘连、滑爽和使制品表面光亮等作用。第4页，共39页。爽滑剂可以通过减少薄膜之间、薄膜与设备之间的摩擦而使得加工和下游包装操作变得方便易行。爽滑剂的性能是通过静态或动态摩擦系数（staticorkineticCoefficientofFriction，COF）来测定的。COF是一个无量纲数，它代表了相互接触的两表面之间的滑行抵抗力，,通常来讲，当摩擦系数大于0.50时，可以认为是防滑表面；当摩擦系数小于0.20时，则认为是可以用于辗轧的高滑表面在添加滑爽剂的同时，必须有选择地加入抗粘连剂母料。否则，薄膜仍然会出现严重的粘连第5页，共39页。由于聚稀烃在薄膜加工时的摩擦系数很高，在薄膜彼此之间或者与加工设备之间，容易出现粘附现象。

爽滑剂和抗黏连剂能改进聚稀烃薄膜的表面性能，减少膜与膜之间的摩擦（在卷筒上），膜和其它相接触的表面的摩擦（见作用机理）。

第6页，共39页。作用机理滑移效应用来描述薄膜彼此平行的表面之间或者表层到底层的滑移。为了增加了机器的产量，提高包装技术，在聚乙烯（PE）或者聚丙烯(PP)的薄膜加工中，为了减小摩擦（膜-膜之间的摩擦和薄膜-加工设备之间的磨擦）加入十八烷酰胺、油酸酰胺和芥酸酰胺等爽滑剂。用摩擦系数CoF来表征滑移效应。

第7页，共39页。1、最常用的滑爽剂是芥酸酰胺与油酸酰胺。芥酸酰胺是由单-不饱和C22芥酸制得，而油酸酰胺则来自于C18单-不饱和油酸。爽滑剂的种类第8页，共39页。爽滑剂与聚合物之间的不相容而迁移到薄膜表面，这就是摩擦系数CoF的减小的原因。爽滑剂迁移到表面的速度主要受添加剂的链长度（反映与聚合物相容性）和聚合物的结晶度两个因素影响。爽滑剂越大（例如更多的碳原子），和聚合物的相容性越好，迁移的速度就越慢。因此油酸酰胺的迁移速度比芥酸酰胺快。

第9页，共39页。。和油酸酰胺相比，芥酸酰胺的热稳定性好、抗氧化能力强，加工时生成的挥发物少。这就说明芥酸酰胺更适合进行高温条件下加工，加工产率高，生成的终端产品质量好。在结构上，聚乙烯结晶度小于聚丙稀，因此爽化剂在聚乙烯中的迁移速度更快。

由于爽滑剂会迁移到聚稀烃的表面，伯胺不仅可作为聚稀烃薄膜的爽滑剂同时也被建议用作注射模塑应用中的脱模剂。在大多数的应用中油酸酰胺和芥酸酰胺等爽滑剂的用量在500到1500ppm之间第10页，共39页。不同爽滑剂的摩擦系数随着时间的变化油酸酰胺的迁移速度比芥酸酰胺快(见图）。和油酸酰胺相比，芥酸酰胺的热稳定性好，更耐氧化作用，加工时挥发性小。因此芥酸酰胺更适合高温下使用且加工的产率高，能生成高质量的终端产品。在结构上，聚乙烯结晶度小于聚丙稀，因此使得爽化剂的迁移速度更快。第11页，共39页。我们目前使用的滑剂芥酸酰胺：芥酸酰胺在聚乙烯薄膜中使用它可以减少加工过程中的内摩擦薄膜和传送设备之间摩擦。由于在薄膜中添加量低（0.1-0.15%）,在加工厂必须以混合物或母粒的形式添加,以保证均一的爽滑效果第12页，共39页。二.抗黏连剂(开口剂）为防止薄膜粘连，使薄膜表面具有一定的粗糙度，使薄膜与薄膜之间保存一定的空气，降低薄膜的摩擦系数，而向树脂中加入的某种改性添加剂称为抗黏连剂第13页，共39页。所谓粘结，是指邻接的薄膜层之间的粘合现象。当薄膜在受热、受压的情况下都会发生粘结，而在薄膜的加工、使用以及贮藏的过程中也有可能产生粘结的情况。对于PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）以及其他类型的薄膜，薄膜层之间都会产生这样的情况，在遇到这类问题时，都会向其中加入无机或者有机类的抗粘结剂。第14页，共39页。开口剂的种类合成SIO2天然的SIO2矿物质沸石第15页，共39页。作用机理

----薄膜产生粘连的原因

薄膜产生粘连的原因复杂，一般认为以下３个原因造成的：Ａ.由于塑料材料本身的分子结构以及静电累积等原因，使得薄膜具有粘连的趋势；Ｂ.薄膜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；Ｃ.由于薄膜表面过于光滑贴合在一起形成层间真空所致。第16页，共39页。.作用机理

----SiO2抗粘连剂（开口剂）作用机理

SiO2抗粘连剂（开口剂）能够均匀地分散在薄膜中，能够在薄膜表面形成许多微细而坚硬的突起，从而减小了薄膜之间的接触面积，实现了降低薄膜表面摩擦系数的目的，使薄膜易于开口，同时由于这些突起的存在，使外部空气易于进入到两层薄膜之间，避免在两层贴合在一起的薄膜之间形成真空，从而起到防止薄膜粘连的作用。第17页，共39页。

----添加比例说明薄膜制品中含量一般控制在0.5-3‰，具体用量根据以下原则：开口效果越高，添加量就越高；薄膜越薄，添加量就越高。常用的添加浓度：2500-6000MG/KG第18页，共39页。三.抗静电剂

静电现象是在塑料材料的生产和应用中常常碰到的。当塑料制品因摩擦而产生静电时，由于其电阻很高，吸水性低，静电不易消去，积累的静电压很大，高达几千伏甚至几万伏，由此引起的放电对生产、生活是很不利的。如包装电子元件的塑料膜，由于静电而容易损坏元件。摩擦过程中电荷不断产生，也不断消失，其消散的主要途径有三个：即摩擦物的体积传导、表面传导和向空中辐射。第19页，共39页。高聚物带电原因

Helmhol：任何两种化学组成不同或组成相同但聚集态不同的材料，其内部结构中的电荷载流子能量分布是不同的，当这两种材料相接触、摩擦时，就会在它们的表面上发生电荷的再分配，也就是说在材料的表面上产生了电荷的转移，形成(+)(一)双电层。当材料相互分离时，使正负电荷分离而产生静电，同时随着距离的拉大，电容减小产生高电压。Coehn.Frenkel－Wilcke：当不同高聚物材料相互摩擦时，由于它们具有不同的介电系数导致电荷的从新分配而产生静电，其中介电系数大的带下电，小的带负电。第20页，共39页。防止静电的方法

要解决材料带电问题有两种方式：抑制静电荷的产生促进电荷的泄漏

第21页，共39页。主要方法：提高环境湿度对材料进行结构改性在材料加工过程中利用导电装置，或在制品中夹带导电性材料形成泄漏通道使用氧化剂和采用电晕放电处理制品表面在高分子材料中添加导电性填料使用抗静电剂，这是目前普遍采用的方法

第22页，共39页。抗静电作用原理固体的电子结构和导电机理（能带模型）W—能量；—比电阻；ａ—导电带；ｃ—接收体；ｄ—供电体；ｖ—介频带第23页，共39页。E—电场强度；s—距离塑料带电表面的电荷纵向分布第24页，共39页。常见高分子聚合物带电性分类高分子化合物电阻率/Ω·cm－1分类高分子化合物电阻率/Ω·cm－11聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯ABS树脂聚碳酸酯1016～10201016～10201017～10191015～10191～4.8×10162.1×10163聚酰胺乙基纤维素聚酯1013～10141013～10141012～10144密胺树脂脲醛树脂环氧树脂醋酸纤维素硝酸纤维素酚醛树脂1012～10141012～1013108～10141010～10121010～1011109～10122聚偏二氯乙烯聚氯乙烯丙烯酸树脂聚氨基甲酸酯1014～1016（软）1014～1016（硬）1014～10151013～10155聚乙烯醇纤维素干酪素107～109107～109107～1093聚硅酮1013～1014

第25页，共39页。电荷的传导及抗静电剂作用原理纤维防静电示意图抗静电剂分子在聚合物表面吸附示意图第26页，共39页。抗静电剂

所谓抗静电剂是指涂敷于材料表面或掺和在材料内部，以防止或减轻静电积累的一类化学助剂.

第27页，共39页。抗静电剂作用原理添加型抗静电剂的作用机理主要是抗静电剂的亲水基团增加薄膜表面的吸湿件，吸附空气中的水分，形成微薄的水膜，起泄漏电荷的作用。也可增加薄膜表面的光滑性，降低摩擦系数，防止摩擦起电。涂层型抗静电剂的作用机理主要是增加薄膜表面的离子浓度，以阴离子中和正电荷或以阳离子中和负电荷的方法防止电荷积累。介屯常数大的抗静电剂可增加摩擦体间的介电性，使介电损耗增加，起到抗静电作用。第28页，共39页。抗静电剂的分类

种类结构主要成分适用树脂阳离子型季胺盐<亲油基>单烷基、二烷基<对离子>卤素、硝酸、有机酸PC阴离子型磷酸盐磺酸盐<亲油基>脂肪酸、聚氧化乙烯附加物<亲油基>烷基、烷基苯PS、PE、PP、PVC非离子型脂肪酸多元醇酯

聚氧化乙烯附加物<亲油基>单烷基、二烷基<多元醇>丙三醇、聚甘油、聚氧化乙烯、山梨糖醇、多元醇<亲油基>烷基胺、烷基酰胺<亲水基>聚氧化乙烯ABS、PE、PP、PVC两性型内胺盐丙胺酸盐<阳离子基>胺、烷基酰胺<阳离子基>碳酸、磺酸PS、ABS高分子型聚丙烯酸衍生物<亲水基>聚氧化乙烯、碳酸、磺酸、季铵PE、PP第29页，共39页。各类抗静电剂的主要特征阳离子型：抗静电性能优良，但耐热性相对较差，而且对皮肤有害第30页，共39页。阴离子型：耐热性和抗静电效果都比较好，但与树脂的相容性较差，并对产品的透明性有一定影响第31页，共39页。两性型：既能与阳离子型又能与阴离子型抗静电剂配合使用，抗静电效果类似于阳离子型，但耐热性能不如非离子型第32页，共39页。非离子型：相容性和耐热性能良好，对制品的物理性能无不良影响，但用量相对较大第33页，共39页。抗静电剂的使用技术

主要有外涂和内加两种方式：外涂法是将抗静电剂通过刷涂、喷涂或浸涂等方法涂敷于制品表面内加法是将抗静电剂在配料时加入到材料中去，使其均匀分散在整个聚合物内

第34页，共39页。高分子型永久抗静电剂

高分子永久型抗静电剂是进年来研究开发的一类新型抗静电剂，属于亲水性高聚物。将亲水性高聚物加入到基体树脂中，可得到高分子永久型抗静电树脂。这种技术的关键是提高永久型抗静电剂在树脂中的分散程度和状态，因为它在母体中形成“芯壳”结构，并以此为通路泄露电荷。其不影响聚合物材料本身的耐热性和力学性能，适用面广，且在基体聚合物中具有较好的分散效果。第35页，共39页。常用永久性抗静电剂聚氧化乙烯（PEO）的共聚物聚乙二醇/甲基丙烯酸共聚物聚乙二醇体系聚酰胺或聚酯酰胺环氧乙烷/环氧丙烷共聚物含季胺盐基团的甲基丙烯酸酯类共聚物第36页，共39页。抗静电剂消除静电的原理抗静电剂的亲水基团，增加制品表面的吸湿性，形成一个单分子的导电膜。离子型抗静电剂增加制品表面的离子浓度，从而增加导电性。介电常数大的抗静电剂可增加摩擦体间隙之间的介电性。增加制品表面的平滑性，降低其摩擦系数。（1）、（2）是比较主要的功能，它们可降低制品的电阻，增加其导电性、加快电荷的消去；（3）、（4）

则是减少摩擦产生的电量。第37页，共39页。当爽滑剂析出比较利害时，不仅仅是影响到自动包装机的工作，还影响到印刷适性、复合强度，而且对被包装物产生污染等