开口爽滑剂在低密度聚乙烯薄膜中的应用

开口爽滑剂在低密度聚乙烯薄膜中的应用

冯志红

云南塑料厂云南昆明650203

摘要：聚乙烯薄膜在目前工业以及生产生活中有着十分广泛的应用，可以在极大程度上不断改善人们的生活。本文根据实际论述了目前开口爽滑剂在低密度聚乙烯薄膜中的应用。

关键词：开口爽滑剂；聚乙烯薄膜；应用

引言

聚乙烯薄膜广泛用于食品包装、医药包装、文化用品包装及农用等方面。但是聚乙烯在吹塑成膜后，薄膜层间易形成真空密合下的赫合，难以分开，给包装应用带来困难。通常在生产聚乙烯或吹塑薄膜前添加开口剂来提高开口性。开口性是薄膜级线型低密度聚乙烯(LLDPE)的一项重要指标，因此，选择理想的开口剂对稳定产品质量及满足用户要求具有十分重要的意义。本工作研究了不同开口剂对聚乙烯薄膜性能的影响。

1、薄膜开口剂母料的应用现状

2005年，美国的Ampacet公司推出新的薄膜抗粘连剂（开口剂）母料Ampacet102765，适用于薄壁LLDPE、茂金属LLDPE和EVA薄膜。据称其效率比一般抗粘连剂母料高47％，降低薄膜雾度和表面COF0.40左右，而抗粘连剂用量少，薄膜透明度高，主要用于食品包装袋、日用品包装的密封层和收缩薄膜。抗粘连剂由硅藻土和能迁移到无机粒子表面并降低表面黏附力的化学物组成，载体树脂为LLDPE，浓度为l5％，母料中的抗粘连剂不会影响和降低薄膜的密封性，能防止奶酪和糖果类食品与包装膜粘连，比一般抗粘连剂耐磨损，由于无机粒子导致薄膜产生的凝胶少和发生的催化氧化反应少。与一般抗粘连剂用量(0.015%~0.045%)的薄膜相比，Ampacet102765的薄膜的黏附力降低35％~45％，雾度降低40％。而后Ampacet公司又推出了透明PE薄膜抗粘连剂母料102286。这是一种能改善LLDPE薄膜透明性的全新产品，由具有协同作用的无机抗粘连剂、透明剂和酰胺类爽滑剂组成，能分别提高薄膜透明性和光泽度65％和50％。102286不会吸附其他助剂，而且还能使LLDPE结晶温度提高13℃，使薄膜成型温度提高并加快成型速度。另外，用102286改善LLDPE薄膜透明性和光泽度，不再需要使用共混树脂，可降低原料成本,而且102286用量仅2％,低于其他抗粘连剂产品。近几年，滑石粉（Talc）开口剂在迅速发展的聚烯烃薄膜市场，特别是LLDPE薄膜市场占据了重要的角色，而过去则主要是以硅藻土为主。滑石粉开口剂通常是以母料的形式添加，母料中还含有一个重要的成分爽滑剂。两者复配使用对薄膜的抗粘连效果更好。美国特种矿物有限公司（SMI）在1982年就开始研制功能性滑石粉。主要产品有：ABT?-2500滑石粉、Polybloc?经表面处理的滑石粉和Optibloc?10和Optibloc?25高透明度滑石粉。

2、开口剂的选择

常用的开口剂主要有硅藻土、滑石粉和合成二氧化硅（SiO2）等无机粉末。国内还有一些树脂生产企业使用新开发的磷酸氢钙作开口剂。爽滑剂最常使用的有油酸酰胺、芥酸酰胺及乙撑双硬脂酸酰胺（EBS）衍生物等有机产品。这些助剂的使用可以大大提高薄膜的开口性能，但也不同程度地存在一些副作用，如有机爽滑剂是待爽滑剂从薄膜内部迁移到薄膜表面后,才能发挥其爽滑抗粘连作用，而薄膜表面的析出物，也会影响其印刷性、热封性及颜色；无机开口剂的分散问题一直是生产中的难点，而且会影响薄膜的透明度,而高透明度是聚烯烃薄膜的发展趋势。因此，近年来国内外不断推出了薄膜开口爽滑剂新品种，旨在提高薄膜开口爽滑性的同时减小副作用。

2.1、二氧化硅

随着开口性的增大，需要添加的无机开口剂的量就相应增大，但是开口剂的大量加入，由于折光率与聚乙烯的不同，使得对薄膜的的透光性产生较大的影响，增加了薄膜的雾度。光在真空和材料中的速度之比为折光率，折光率越小，该材料的透光效果越好。聚乙烯根据密度（结晶度）的不同，折光率在1.51～1.54之间，而低密度聚乙烯由于结晶度低，它的折光率在1.51左右，根据下表常用开口剂的折光率对比，我们可以发现二氧化硅从光学角度考虑为较好的开口剂（表1）。

2.2、爽滑剂

根据市场对薄膜易揭开及爽滑的程度，爽滑剂一般在产品中的最终添加比例为0.08%～0.4%(wt)。爽滑性的大小通过膜层间的摩擦系数COF（CoefficientofFriction）测量得知，测试标准为ASTM-D1894，制样后在(23±2)℃温度(50±5)%湿度下，大于40h准备后测量。当COF＞0.7时，爽滑效果不好，当COF＜0.2时，爽滑效果较好，介于二者之间爽滑性一般。所以具体到某个牌号时，爽滑剂的添加量应根据薄膜生产企业对COF的需求来调节爽滑剂的最佳用量，避免过量添加后增加生产成本及成品码垛困难。

2.3、抗静电剂

高速印刷或自动包装用薄膜中，由于速度快，摩擦大，极易产生静电，影响生产操作和薄膜性能，加入抗静电剂和其他相应助剂可以有效降低薄膜的静电电位。在上游聚乙烯生产企业经常选用内部抗静电剂，在造粒过程中添加到树脂中一起塑化成型，下游企业直接制膜后抗静电分子就会迁移到薄膜表面，吸收空气中的水分，在薄膜表面形成一层均匀的导电层，消除掉薄膜表面摩擦产生的电荷，在聚乙烯和聚丙烯生产中常用的抗静电剂有三类：甘油单甘酯、脂肪酸胺、乙醇氨基化合物，使用在聚乙烯薄膜最为代表性的抗静电剂是1800，其主要成分为饱和烷基（C16-C18）双（2－羟乙基）胺。

2.4、微粒型开口剂选择思路

微粒型开口剂以粒子形式分散于树脂中，粒子数量、粒子大小及分散情况对薄膜开口性起决定作用，粒子的折射率、粒子大小对薄膜透明性影响明显。在传统的微粒型开口剂中，开口效果好、成本低的如滑石粉、碳酸钙等往往对薄膜透明性影响大，影响小的通常成本高，如合成二氧化硅、经表面的玻璃微珠等。在已有的理论中，微粒型开口剂的折射率与树脂相同，或开口剂粒子尺寸小于可见光波长时，对PE薄膜透明性影响小。二氧化硅的折射率与PE树脂接近，对透明性影响小，因此，价格较低的富含二氧化硅矿粉(二氧化硅含量不低于90%)是本试验的微粒型开口剂首选。在近年有人提出，在类似的无机填料填料中，表面较平滑、有孔洞的粒子在表面和孔洞吸附低极性有机物后，较表面不规整、未经处理的粒子对PE薄膜透明性影响减少，这意味着在用作开口剂的填料中，通过选用粒径合适、表面无锐角的、有孔洞的填料，对其进行表面处理，填料对透明性影响可等到改善。

3、结语

为了能够开发出更理想的薄膜开口爽滑剂，还应选择一些更适合的材料或加工工艺，保证无机开口剂在母料制备过程中分散均匀，以达到最佳效果。

参考文献

[1]郭金秀.高压聚乙烯薄膜开口性能的改进[J].广东化工,1998,02:43-45.

[2].易开口聚乙烯薄膜专用料实现工业化生产[J].石油化工,2008,03:261.

[3]李志峰,韩明哲,周豪,袁宏国.开口剂在LLDPE中的应用[J].合成树脂及塑料,2011,03:39-41.