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      摘要：本文通過對電暈處理功率、電暈輥筒溫度及不同倉貯溫度、濕度的選擇試驗，分別闡述了電暈處理功率、電暈輥筒溫度及倉貯環(huán)境對CPP薄膜表面潤濕張力的影響規(guī)律，對實際CPP薄膜的生產(chǎn)、使用具有一定的指導意義。     關鍵詞：CPP薄膜、潤濕張力     三層共擠未拉伸聚丙烯薄膜(以下簡稱CPP薄膜)采用三層共擠流延工藝制得，表層具有較高的表面潤濕張力，可直接用于鍍鋁、印刷；芯層具有剛性支撐作用；底層可直接熱封。廣泛用于餅干、果脯、膨化食品、快餐面、榨菜等食品包裝。     聚丙烯是含有碳、氫兩種元素的非極性高分子化合物，具有優(yōu)異的物理、化學性能，但它也是最惰性的有機高聚物之一[1]。因此要使CPP薄膜與印刷油墨、鋁層或其它復合層具有較強的親合力，就需要對它進行表面處理，通過處理提高其表層潤濕張力，從而提高其對油墨的粘著牢度及與其它材料的復合強度[2]。     電暈處理是目前最常用的表面處理方式。其原理是在高壓電場的作用下使空氣中的氧分子電離成氧原子，氧原子與氧分子結合形成臭氧(O3)。而臭氧是一種強氧化劑，它與高聚物薄膜表面的分子直接或間接作用，使其表面分子鏈上產(chǎn)生羰基等極性基團；同時薄膜表面因受到離子氣體的強烈沖擊而粗化，并能起到去油污、干燥水氣和塵垢的作用，從而提高了薄膜表面的潤濕張力[3]。為保持足夠的附著力，鍍鋁用的CPP薄膜表面潤濕張力應大于40mN/m；而印刷、復合用的CPP薄膜表面潤濕張力應大于38mN/m[4]。     處理后的CPP薄膜的表面潤濕張力會由于PP材料中的小分子及加工助劑的析出及外界環(huán)境中水氣、灰塵的影響逐漸衰退。CPP薄膜表面潤濕張力的衰減速度曲線與PP樹脂中的低分子和可析出添加劑的含量有直接關系，同時與電暈處理工藝及產(chǎn)品貯存環(huán)境也密切相關。一、 試驗及分析(一)主要試驗設備1三層共擠流延機組，制造商：美國巴頓費爾德公司(BATTENFELD)；2電暈處理機，制造商：美國PALLER公司，型號P6250。(二)CPP薄膜主要工藝流程PP樹脂A(熱封層)PP樹脂B(芯層)——→共擠模頭→流延成型→電暈處理→牽引收卷PP樹脂C(電暈層)(三)電暈處理功率對薄膜表面潤濕張力的影響1試驗條件：高電壓頻率：17～18KW;　　　　　電極與電暈輥間隙：1.6mm；　　原料配方：20％TF430/60％429/20％CF3017；　　生產(chǎn)線速度：150m/min2試驗數(shù)據(jù)及分析    在相同的生產(chǎn)條件下改變電暈電極功率對下機薄膜表面潤濕張力、鍍鋁后VMCPP薄膜的表面潤濕張力及其衰退的影響見表1、表2；對比圖1、圖2。    表面潤濕張力單位：mN/m；電極功率單位：KW     由圖1可見，不同的電暈處理功率在薄膜下機一周內(nèi)對薄膜表面潤濕張力的影響較明顯；而隨時間的推移，電暈功率對薄膜表面潤濕張力的影響逐漸減弱。但當電暈功率在一定值以下時，薄膜表面潤濕張力仍能保持隨功率升高而增大的趨勢；當電暈功率升高到一定值后，再提高電暈功率一周后薄膜的表面潤濕張力已無明顯差異。這是因為當原材料相同時，電暈處理強度在一定值以下時，隨電暈強度的增大，高聚物表面被氧化的分子數(shù)量逐漸增多，形成的極性基團也相應增多，薄膜的表面極性隨之增高；而當電暈強度增大到一定值后，PP分子鏈上易被氧化的基團數(shù)目達到極限后不會無限增多，從而造成CPP薄膜表面的極性不會無限提高，因而薄膜表面潤濕張力不再隨電暈強度的加大而提高。此情況下薄膜的表面極性主要與材料性能相關，隨時間的推移，在配方相同即薄膜內(nèi)的小分子含量相同時，其遷移到薄膜表面的速度、濃度相同，因此消耗的表面極性相同，不同電暈處理功率下的薄膜表面潤濕張力趨于相同。    由圖2可見，經(jīng)真空鍍鋁后因鋁原子的極性VMCPP表面潤濕張力一般上升到52～54mN/m，在電暈處理功率較低時，處理功率對鍍鋁后VMCPP表面潤濕張力的影響依然存在。但當電暈處理功率高于一定值后，VMCPP的表面潤濕張力受處理功率的影響逐步減少，不同電暈功率下的薄膜表面潤濕張力及衰減趨于相同。但因鋁原子極性較大極易受空氣中水氣、灰塵的二次污染，同時鍍鋁過程加劇了CPP薄膜中小分子物質的析出速度，因此VMCPP薄膜的表面潤濕張力在三個月后衰退較嚴重，一般認為表面潤濕張力在36－以下時的VMCPP薄膜已無法保證復合強度。     根據(jù)實際使用經(jīng)驗，一般MCPP原膜在半年內(nèi)其表面潤濕張力值仍能保持在可使用值以上，而VMCPP的保質期只有三個月左右。(四)電暈輥溫度對表面潤濕張力的影響1試驗條件：高壓頻率：17～18KW;　　電極與電暈輥間隙：16　　原料配方：20％TF430/60％HF429/20％CF3017；　　生產(chǎn)線速度：160m/min　　電暈處理功率：15＋5 KW2試驗結果及分析     由表3可知，電暈處理輥溫度較高時，由于薄膜表面溫度較高，高聚物表面分子鏈更易被氧化，在下機3天后，薄膜表面張力可提高2mN/m；15天內(nèi)可提高1mN/m；30天后因受析出小分子中和的影響，表面張力值已趨于相同。對產(chǎn)品使用周期短的用戶可采用此方法提高薄膜表面潤濕張力。(五)貯存環(huán)境對CPP薄膜表面潤濕張力衰減的影響    試驗時分別將相同的CPP薄膜存放在不同的環(huán)境中，以跟蹤溫度、濕度對薄膜表面潤濕張力衰退情況的影響，跟蹤結果見表4。溫度單位：℃；相對濕度：％     由表4數(shù)據(jù)可知，貯存溫度、濕度較高時，因小分子遷移速度相對較快及空氣中含水量較高，薄膜的表面潤濕張力衰退較快，而貯存溫度較低、空氣相對干燥時，薄膜表面潤濕張力衰退明顯較慢。因此低溫干燥的貯存環(huán)境可相對延長CPP薄膜倉貯期限。二、 結論     在原材料相同、生產(chǎn)線速度一定時，生產(chǎn)CPP薄膜應選擇最佳的電暈處理功率，功率過低薄膜表面潤濕張力衰退過快，無法滿足使用要求；功率過高CPP薄膜的表面潤濕張力并不隨處理功率的增大而提高，相反過度處理極可能造成薄膜其它物理、機械性能的損失。電暈處理功率對鍍鋁后的VMCPP的表面潤濕張力具有相同于MCPP的影響，而VMCPP表面潤濕張力衰退速度更快。     提高電暈處理的輥筒溫度，可適當提高薄膜的電暈處理效果，在用戶使用周期較短時可使CPP薄膜得到更加優(yōu)良的表面極性。低溫、干燥的倉貯環(huán)境有利于CPP薄膜表面潤濕張力的保持，因此在薄膜的倉貯時間較長，或高溫、多雨的季節(jié)應盡可能選擇陰涼、干燥的貯存環(huán)境，以延長CPP薄膜表面潤濕張力的保持期。 作者： 劉 俊 萍 (南京金中達新材料有限公司)    來 自： 包裝雜志