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PP包材及其助剂的应用一

2022-04-28 来源:天水农业机械网

PP包材及其助剂的应用(一)

PP包装材料市场之大令其他塑料包材难以望其项背。近几年利用精细化工产品的塑料助剂进行了富有成效的配伍改性,使PP材料的特性不仅更接近价高于其数倍的PET的各项性能指数,而且印刷适性及墨膜的附着性、强度、透明度、光泽度、防潮性、气密性等方面都优于传统的PET。

我国PP树脂的研制始于50年代,经40多年的生产应用,已作为纸张、金属、木材等的替代包装材料,尤其经过十几年的攻关,其运用范围更广泛。通过添加剂的改性后,使二次、三次覆膜、复合包装实物商品、热收缩丝印包装等制品随处可见,成为塑料包装材料的第一大宠儿。预计到2010年,年消耗量将突破200万t。

随着PP包材使用范围的不断扩大,其缺陷也日益显现出来。有的企业使用的双向拉伸薄膜包装贮存一段时间后,出现灰雾、出汗,生产的塑料桶盆发黑,PP编织袋的纤维断裂粉化等现象。通过研究发现,塑料助剂是改善包装材料的关键因素。针对PP包材不同的缺陷,选择不同的助剂及用量以改善其性能是包装工业界还在研究的课题。

一、PP的缺陷和产生的原因及解决方法。

1.PP的电绝缘性

PP薄膜经磨擦后容易产生静电,往往会导致其表面吸附粉尘而影响外观和透明度。消除的办法是:

①在配料里添加除静电剂;通常选用极性很低的非离子型的抗静电剂。

②在其表面印刷或喷涂防静电剂。例如两性界面活性剂,既可以防止静电,也降低了水的接触面,从而提高了PP薄膜水化喷雾性。

2.用高活性催化剂可合成高结晶HCPP

例如:在双轴取向薄膜时,其模量约增加10~20%,同时热收缩率也能大幅度下降。此外,这种薄膜结晶速率高,变形小,硬度高,因而可与ABS媲美,更是取代PET材料用于商品包装的最廉价的材料之一。

3.PP的装饰性

传统的PP染色印刷工艺所得到的装饰效果已经不能满足人们的日常生活要求和艺术要求(均匀颜色空间)。如果采用有机溶剂和表面活性剂则能显著地促进PP应力开裂,但PP耐应力开裂往往随分子量的增大而提高,另外还取决于催化剂的残存量和抗氧剂体系。因此,在其表面进行二次或三次加工以及再生复用时,必须加入钝催化剂。如果采用电镀、附膜、复膜、烫印金银及印刷图文等手段时,PP膜产生的灰雾就会大大消除,弥补了包装装潢上的不足,从而使PP达到表面亮丽且有一定硬度的光泽薄膜。

4.PP的耐热性

最近研制的一种比较实用的梯形聚合物和螺旋形聚合物,是一些非交联型的结构,其中两个分子链互相绞合在一起,这样的PP是可溶的,并且比普通单股结构的PP具有更好的热性能。其次是利用齐格勒催化剂制造熔点高达300℃的等规聚丙烯。还有选择相容性参数和相近的两种以上高分子聚合物接枝共混,达到预定的耐热目的。目前大都采用硬脂酸锌、钙、钡。最近也有选用长效的MW300-1200分子量作为热稳剂。

5.PP的耐老化性

通常的做法是在PP材料中添加抗氧剂和紫外线吸收剂及铜抑制剂(CY2NO×2379)。最近投入市场的141复合抗氧剂是一种较适应PP材料的塑料助剂。光源是PP老化中的一个很重要的因素。在自然界最常见的太阳光谱一般分为:

①紫外线区(波长290~400nm),占4%;

②可见光区(波长400~700nm),占43%;

③红外线区(波长700~2500nm),占53%。虽然紫外线能量仅占太阳光能量的4%,但PP包装材料正是在紫外线区内遭受破坏,因为PP薄膜、片材、编织丝等在330~370nm时就会出现老化现象。

6.耐化学药品及耐磨性

PP在接触化学药品后容易引起对体系外的抵抗性,其质量会遭到破坏(如水、溶剂、酸、碱等)。例如一些塑料薄膜厂生产的PP双向拉伸膜在卷烟上的实际应用过程中会不可避免地与潮湿的空气或水分接触,加上烟碱的侵蚀,复合粘胶剂中溶剂的挥发,随着包装面膜的膨胀与透水、透气、透水蒸气,PP双向拉伸膜会发生起泡、变色、喷雾、出汗、白化、雾混等各种现象,从而直接影响到该制品的使用寿命,使卷烟受潮霉变。

7.影响包装质量的另一大因素是透明性

为加速PP的结晶使其制品表面晶态结构均匀,形成细微球晶结构,通常可以添加0.01~0.05%DBS成核剂和三氧化二锑抗阻燃剂等助剂。PP的拉伸(取向)意味着其内部的结构单元(如分子或晶粒等)的空面指向必须遵循一些择优的方向,而不是完全随机的。因其在流动和变形时得到一定程度的取向。取向状况反映该分子聚集态结构。但它的性能呈现各向异性。适当调节取向状况可在很大范围内改变PP拉伸薄膜的性能和用途-纤维、单丝、扁丝、窄带取向和撕裂薄膜。我们在熔点以下,玻璃化温度以上进行拉伸取向是不稳定的,而渐冷结晶度较高,相应是稳定的,例如在70℃可以转变成单斜晶体;在110℃只有一半转变;在145℃则大部分转变,而单斜晶则在170℃开始熔融,生产上总是将片材的挤出和拉伸取向放在一起,因为拉伸温度定在结晶最大速率的温度和熔点之间-120~150℃。虽然普通的PP在加入成核剂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体系内的结晶产生速率成倍增长。由于在同样体系内晶体生长数目增长而晶体尺寸减小,结果使晶体小于可见光波长而允许光线通过,从而使透明度增强,大大减少了其制品的表面缺陷。但国产SKG-Y5988的有效温度是185~260℃,在实际运用时,则要与PP树脂配置分散后一起投料,否则就无法达到添加有机成核剂的目的。

其次,在拉伸取向过程中,拉伸比约在7左右。拉伸比还有个车间环境湿度和拉伸温度的控制问题,虽在高拉伸比下,可以提高制品的强度,但使残留伸长率变得更小,透明性受到了影响。

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