第17卷第1期鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)Vol.17 No.12002年3月JOURNAL OF ZHENGZHOU INSTTTUTE OF LICHT INDUSTRY( Natural Science )Mar. 2002文章編號(hào):1004- 1478( 2002 )1 - 0034- 02聚烯烴薄膜開(kāi)口母料的研制周立明，方少明，馮輝，張結(jié)來(lái)，麻平(鄭州輕工業(yè)學(xué)院化學(xué)工程系河南鄭州450002 )摘要通過(guò)對(duì)不同開(kāi)口劑的試驗(yàn)比較研制開(kāi)發(fā)出-種開(kāi)口性能好、價(jià)格低廉、加工性能優(yōu)良的復(fù)合開(kāi)口母料.首次探索性地采用表面自由能的概念來(lái)表征塑料薄膜間的粘連性在理論及實(shí)際生產(chǎn)中都得到了驗(yàn)證.關(guān)鍵詞聚烯烴薄膜開(kāi)口母料表面自由能中圖分類(lèi)號(hào):TQ314.24*5.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0引言塑料母料是塑料助劑的濃縮物是80年代發(fā)展起來(lái)的一種新的配方材料.使用母料是將傳統(tǒng)的助劑直接加入方式改為間接加入,即將加入樹(shù)脂中的塑料助劑先加入到特定的載體樹(shù)脂中制成含高濃度助劑的粒料然后將該粒料加入到各種加工樹(shù)脂中制得產(chǎn)品.與傳統(tǒng)的助劑加入方式相比使用母料有利于助劑在樹(shù)脂中均勻分散簡(jiǎn)化助劑加入樹(shù)脂中的混合工序改善勞動(dòng)環(huán)境并且可節(jié)省貴重助劑的用量[ 1].開(kāi)口母料亦稱(chēng)抗粘母料常用于生產(chǎn)薄膜制品防止薄膜間相互粘連.如聚烯烴類(lèi)樹(shù)脂分子極性小吸水率低,在成膜時(shí)膜與膜間易形成密合狀態(tài)不易打開(kāi)在工業(yè)化生產(chǎn)中會(huì)嚴(yán)重影響自動(dòng)包裝效率加入開(kāi)口母料即可解決上述問(wèn)題.筆者擬通過(guò)對(duì)不同開(kāi)口劑的比較研制一種綜合性能優(yōu)良的開(kāi)口母料并探討一種新的表征薄膜間粘連性的方法.1試驗(yàn)1.1原料LDPE齊魯石油化工股份有限公司塑料廠(chǎng)產(chǎn);開(kāi)口劑A ,市售;開(kāi)口劑B市售;開(kāi)口劑C市售;H-st 工業(yè)級(jí)市售正丁醇分析純;乙二醇分析純苯甲醇分析純.1.2試驗(yàn)設(shè)備GH- -10高速混合機(jī)北京塑料機(jī)械廠(chǎng)產(chǎn)SK- -1608 雙輥混煉機(jī)r上海橡膠機(jī)械廠(chǎng)產(chǎn)SSJ- 25 x 25擠出機(jī),上海輕機(jī)模具廠(chǎng)產(chǎn);JY- -82 接觸角測(cè)定儀承德試驗(yàn)機(jī)廠(chǎng)產(chǎn),TE- -35 雙螺桿擠出機(jī)南京科亞塑料機(jī)械廠(chǎng)產(chǎn).1.3薄膜開(kāi)口性表征定性表征用觀(guān)察法;定量表征用薄膜表面自由能.2結(jié)果 與討論2.1開(kāi)口劑的開(kāi)口機(jī)理LDPE膜表面間粘閉性強(qiáng)在生產(chǎn)和貯存過(guò)程中會(huì)因受壓而粘連在-起使薄膜不易離開(kāi)給自動(dòng)高速包裝帶來(lái)困難.發(fā)生粘連的原因目前尚不清楚有人認(rèn)為是樹(shù)脂中所含的低分子物質(zhì)擴(kuò)散、滲出到薄膜表面受熱受壓后造成粘連也有人認(rèn)為粘連是由于靜電或過(guò)于光滑的薄膜表面之間形成真空所致2].開(kāi)口劑在薄膜中所起的作用主要包括以下幾個(gè)方面: )-定的抗靜電作用.由于開(kāi)口劑本身具有活性,且與樹(shù)脂間相容性較差,因而主要富集于塑料薄膜表面在表面形成-層膜，從而可防止靜電蓄積.同時(shí)開(kāi)收稿日期2002 - 01-20作者簡(jiǎn)介周立明1972- ) 男山東省萊陽(yáng)市人鄭州輕工業(yè)學(xué)院講師主要從事功能高分子材料研究;萬(wàn)方張結(jié)來(lái)麻平系鄭州輕工業(yè)學(xué)院化學(xué)工程系高分子材料專(zhuān)業(yè)2001屆畢業(yè)生.第1期周立明等聚烯烴薄膜開(kāi)口母料的研制口劑賦予材料表面-定的潤(rùn)滑性降低其摩擦系數(shù),從而可抑制或減少靜電荷的產(chǎn)生.2表面活性劑的作用.由于開(kāi)口劑的加入使得體系的表面自由能降低.表面自由能即增加單位表面積所做的功此值降低說(shuō)明增加其表面積變得容易,因而薄膜容易揭開(kāi)即開(kāi)口性好不易粘連2].2.2利用表面自由能表征塑料薄膜間粘連性的理論依據(jù)3]Eisman等曾做過(guò)大量系統(tǒng)的研究低能表面潤(rùn)濕的工作他們發(fā)現(xiàn)增塑劑的有機(jī)高聚物表面前進(jìn)角與后退角相等,而且接觸角數(shù)據(jù)有很好的重復(fù)性.這說(shuō)明這些表面接近理想表面與液體-樣其表面自由能與表面張力在數(shù)值.上是一致的.由潤(rùn)濕方程可知4]固體的表面自由能越小越不易于被液體所潤(rùn)濕接觸角越大而表面自由能越小增加單位表面積所做的功就越小薄膜越易于開(kāi)口.所以,只要測(cè)得薄膜與同系有機(jī)液體的接觸角,即可判斷出開(kāi)口性的優(yōu)劣.2.3各種助劑對(duì)開(kāi)口性的影響根據(jù)開(kāi)口劑的開(kāi)口機(jī)理結(jié)合有關(guān)資料參考配方初擬配方如表1所示.各取上述配方母料用于PE吹膜并測(cè)定所得薄膜的接觸角所得結(jié)果如表2所示.表1 開(kāi)口母料基本配方由表1表2可知:未加開(kāi)口母料同加開(kāi)口母料后所制薄膜載體樹(shù)脂開(kāi)口劑/g分 散劑相比前者接觸角小其薄膜表面自由能比后者大,而加入開(kāi)口母配方號(hào)/\BC料后薄膜的開(kāi)口性變好.2 )配方不同所測(cè)得的接觸角不同,因6:30而其開(kāi)口性不同.3比較5組配方可知開(kāi)口劑A B的開(kāi)口效果22065很好.但開(kāi)口劑A熔點(diǎn)低油性大不易加工,且價(jià)格昂貴開(kāi)口劑15 15B若大量加入會(huì)使產(chǎn)品外觀(guān)受到一定影響.故從加工性能、產(chǎn)品_3C外觀(guān)及用料成本綜合考慮將3種開(kāi)口劑混合加入經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)確定最佳配方為載體樹(shù)脂65g開(kāi)口劑A7g開(kāi)口劑B18表2不同母料配方 薄膜接觸角。g開(kāi)口劑C5g分散劑5g,由該母料配方所制得的薄膜測(cè)得接試劑觸角為乙二醇75° )苯甲醇46° )正丁醇32° ).乙二醇苯甲醇正丁醇2.4 對(duì)運(yùn)用表面自由能表征薄膜開(kāi)口性的驗(yàn)證574734732在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中筆者進(jìn)行了工業(yè)化中試生產(chǎn)通過(guò)對(duì)不同配方594:3(母料制得薄膜的開(kāi)口性比較發(fā)現(xiàn)運(yùn)用表面自由能或接觸角來(lái)表征5(3薄膜開(kāi)口性同運(yùn)用GB/T16276- 1996 定量測(cè)定兩薄膜間粘連力的5845073__49_3試驗(yàn)結(jié)果相符所得結(jié)果符合生產(chǎn)實(shí)際說(shuō)明該方法是行之有效的.注D配方表示未加入開(kāi)口母料其余各配方中母料含量為0.5%.3結(jié)論3.1理論和實(shí)驗(yàn)證明用表面自由能來(lái)表征薄膜粘連性即開(kāi)口性是可行的.3.2研制所得的開(kāi)口母料開(kāi)口性 能好,加工性能優(yōu)良,且成本低廉與傳統(tǒng)添加開(kāi)口劑相比,可節(jié)約成本50%左右.參考文獻(xiàn):[1]段予志張明連.塑料母料生產(chǎn)及應(yīng)用技術(shù)[ M ].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,1998.1- -5.[2] [德蓋希特R.塑料添加劑手冊(cè)[ M]陳振興楊新源,王自昌等譯.北京:中國(guó)石化出版社,1992.516-168.[3]北京大學(xué)化學(xué) 系化學(xué)教研室.膠體與界面化學(xué)實(shí)驗(yàn)[ M ].北京北京大學(xué)出版社,1993. 166- -168.[4] 顧惕人.表面化學(xué)M ].北京科學(xué)出版社,1994.359- -387.Study on openability masterbatch of polyolefin filmZHOU Li-ming, FANG Shao-ming，F(xiàn)ENG 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 $搶in ;film iopenability masterbatch ;surface free energy