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PP包材及其助劑的應(yīng)用(一) 

2007/8/10 15:04:24 人評(píng)論

    PP包裝材料市場(chǎng)之大令其他塑料包材難以望其項(xiàng)背。近幾年利用精細(xì)化工產(chǎn)品的塑料助劑進(jìn)行了富有成效的配伍改性,使PP材料的特性不僅更接近價(jià)高于其數(shù)倍的PET的各項(xiàng)性能指數(shù),而且印刷適性及墨膜的附著性、強(qiáng)度、透明度、光澤度、防潮性、氣密性等方面都優(yōu)于傳統(tǒng)的PET?! ∥覈?guó)PP樹(shù)脂的研制始于50年代,經(jīng)40多年的生產(chǎn)應(yīng)用,已作為紙張、金屬、木材等的替代包裝材料,尤其經(jīng)過(guò)十幾年的攻關(guān),其運(yùn)用范圍更廣泛。通過(guò)添加劑的改性后,使二次、三次覆膜、復(fù)合包裝實(shí)物商品、熱收縮絲印包裝等制品隨處可見(jiàn),成為塑料包裝材料的第一大寵兒。預(yù)計(jì)到2010年,年消耗量將突破200萬(wàn)t?! ‰S著PP包材使用范圍的不斷擴(kuò)大,其缺陷也日益顯現(xiàn)出來(lái)。有的企業(yè)使用的雙向拉伸薄膜包裝貯存一段時(shí)間后,出現(xiàn)灰霧、出汗,生產(chǎn)的塑料桶盆發(fā)黑,PP編織袋的纖維斷裂粉化等現(xiàn)象。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),塑料助劑是改善包裝材料的關(guān)鍵因素。針對(duì)PP包材不同的缺陷,選擇不同的助劑及用量以改善其性能是包裝工業(yè)界還在研究的課題?! ∫弧P的缺陷和產(chǎn)生的原因及解決方法。  1.PP的電絕緣性   PP薄膜經(jīng)磨擦后容易產(chǎn)生靜電,往往會(huì)導(dǎo)致其表面吸附粉塵而影響外觀和透明度。消除的辦法是: ?、僭谂淞侠锾砑映o電劑;通常選用極性很低的非離子型的抗靜電劑。 ?、谠谄浔砻嬗∷⒒驀娡糠漓o電劑。例如兩性界面活性劑,既可以防止靜電,也降低了水的接觸面,從而提高了PP薄膜水化噴霧性。  2.用高活性催化劑可合成高結(jié)晶HCPP   例如:在雙軸取向薄膜時(shí),其模量約增加10~20%,同時(shí)熱收縮率也能大幅度下降。此外,這種薄膜結(jié)晶速率高,變形小,硬度高,因而可與ABS媲美,更是取代PET材料用于商品包裝的最廉價(jià)的材料之一。  3.PP的裝飾性   傳統(tǒng)的PP染色印刷工藝所得到的裝飾效果已經(jīng)不能滿足人們的日常生活要求和藝術(shù)要求(均勻顏色空間)。如果采用有機(jī)溶劑和表面活性劑則能顯著地促進(jìn)PP應(yīng)力開(kāi)裂,但PP耐應(yīng)力開(kāi)裂往往隨分子量的增大而提高,另外還取決于催化劑的殘存量和抗氧劑體系。因此,在其表面進(jìn)行二次或三次加工以及再生復(fù)用時(shí),必須加入鈍催化劑。如果采用電鍍、附膜、復(fù)膜、燙印金銀及印刷圖文等手段時(shí),PP膜產(chǎn)生的灰霧就會(huì)大大消除,彌補(bǔ)了包裝裝潢上的不足,從而使PP達(dá)到表面亮麗且有一定硬度的光澤薄膜?! ?.PP的耐熱性   最近研制的一種比較實(shí)用的梯形聚合物和螺旋形聚合物,是一些非交聯(lián)型的結(jié)構(gòu),其中兩個(gè)分子鏈互相絞合在一起,這樣的PP是可溶的,并且比普通單股結(jié)構(gòu)的PP具有更好的熱性能。其次是利用齊格勒催化劑制造熔點(diǎn)高達(dá)300℃的等規(guī)聚丙烯。還有選擇相容性參數(shù)和相近的兩種以上高分子聚合物接枝共混,達(dá)到預(yù)定的耐熱目的。目前大都采用硬脂酸鋅、鈣、鋇。最近也有選用長(zhǎng)效的MW300-1200分子量作為熱穩(wěn)劑?! ?.PP的耐老化性    通常的做法是在PP材料中添加抗氧劑和紫外線吸收劑及銅抑制劑(CY2NO×2379)。最近投入市場(chǎng)的141復(fù)合抗氧劑是一種較適應(yīng)PP材料的塑料助劑。光源是PP老化中的一個(gè)很重要的因素。在自然界最常見(jiàn)的太陽(yáng)光譜一般分為: ?、僮贤饩€區(qū)(波長(zhǎng)290~400nm),占4%;  ②可見(jiàn)光區(qū)(波長(zhǎng)400~700nm),占43%; ?、奂t外線區(qū)(波長(zhǎng)700~2500nm),占53%。雖然紫外線能量?jī)H占太陽(yáng)光能量的4%,但PP包裝材料正是在紫外線區(qū)內(nèi)遭受破壞,因?yàn)镻P薄膜、片材、編織絲等在330~370nm時(shí)就會(huì)出現(xiàn)老化現(xiàn)象?! ?.耐化學(xué)藥品及耐磨性   PP在接觸化學(xué)藥品后容易引起對(duì)體系外的抵抗性,其質(zhì)量會(huì)遭到破壞(如水、溶劑、酸、堿等)。例如一些塑料薄膜廠生產(chǎn)的PP雙向拉伸膜在卷煙上的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)不可避免地與潮濕的空氣或水分接觸,加上煙堿的侵蝕,復(fù)合粘膠劑中溶劑的揮發(fā),隨著包裝面膜的膨脹與透水、透氣、透水蒸氣,PP雙向拉伸膜會(huì)發(fā)生起泡、變色、噴霧、出汗、白化、霧混等各種現(xiàn)象,從而直接影響到該制品的使用壽命,使卷煙受潮霉變?! ?.影響包裝質(zhì)量的另一大因素是透明性   為加速PP的結(jié)晶使其制品表面晶態(tài)結(jié)構(gòu)均勻,形成細(xì)微球晶結(jié)構(gòu),通常可以添加0.01~0.05%DBS成核劑和三氧化二銻抗阻燃劑等助劑。PP的拉伸(取向)意味著其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)單元(如分子或晶粒等)的空面指向必須遵循一些擇優(yōu)的方向,而不是完全隨機(jī)的。因其在流動(dòng)和變形時(shí)得到一定程度的取向。取向狀況反映該分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。但它的性能呈現(xiàn)各向異性。適當(dāng)調(diào)節(jié)取向狀況可在很大范圍內(nèi)改變PP拉伸薄膜的性能和用途-纖維、單絲、扁絲、窄帶取向和撕裂薄膜。我們?cè)谌埸c(diǎn)以下,玻璃化溫度以上進(jìn)行拉伸取向是不穩(wěn)定的,而漸冷結(jié)晶度較高,相應(yīng)是穩(wěn)定的,例如在70℃可以轉(zhuǎn)變成單斜晶體;在110℃只有一半轉(zhuǎn)變;在145℃則大部分轉(zhuǎn)變,而單斜晶則在170℃開(kāi)始熔融,生產(chǎn)上總是將片材的擠出和拉伸取向放在一起,因?yàn)槔鞙囟榷ㄔ诮Y(jié)晶最大速率的溫度和熔點(diǎn)之間-120~150℃。雖然普通的PP在加入成核劑后可大大提高耐候和透明性、支化度和保光性,更重要的是PP體系內(nèi)的結(jié)晶產(chǎn)生速率成倍增長(zhǎng)。由于在同樣體系內(nèi)晶體生長(zhǎng)數(shù)目增長(zhǎng)而晶體尺寸減小,結(jié)果使晶體小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)而允許光線通過(guò),從而使透明度增強(qiáng),大大減少了其制品的表面缺陷。但國(guó)產(chǎn)SKG-Y5988的有效溫度是185~260℃,在實(shí)際運(yùn)用時(shí),則要與PP樹(shù)脂配置分散后一起投料,否則就無(wú)法達(dá)到添加有機(jī)成核劑的目的?! ∑浯?,在拉伸取向過(guò)程中,拉伸比約在7左右。拉伸比還有個(gè)車間環(huán)境濕度和拉伸溫度的控制問(wèn)題,雖在高拉伸比下,可以提高制品的強(qiáng)度,但使殘留伸長(zhǎng)率變得更小,透明性受到了影響。

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