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标题:BOPP薄膜摩擦系数研究

1楼
happybruce2012 发表于:2013-04-14 9:21:00
 BOPP薄膜由于具有高透明度和光泽感,材料无毒、分子结构稳定,对气味及水分有一定的阻隔功能,因此是产品包装的理想材料。
  生产BOPP薄膜技术含量高,是一项很复杂的工作,而合理控制好摩擦系数及与之相关的物理、机械性能,是保证薄膜包装运行的关键。随着我国包装工业的迅速发展,包装机器运行速度和自动化程度越来越高,这对薄膜的摩擦系数提出了更高的要求。作者根据生产经验积累,重点讨论了润滑剂、薄膜表面结构、防粘结剂和高温使用条件对摩擦系数的影响。
1 润滑剂对摩擦系数的影响
  在薄膜中加进润滑剂可明显地降低摩擦系数。润滑剂按功能分为内润滑剂和外润滑剂两类,内润滑剂能促进聚丙烯大分子链或链段相对运动,从而改善物料流动性,外润滑剂则是与聚丙烯基团相容性差的极性有机化学品,在聚丙烯链的布朗氏运动作用下,这些分子迁移至薄膜表面形成一层油性表面,而起到改善薄膜表面性能的润滑作用降低摩擦系数,通常所有的润滑剂都兼具有两方面的功能。
  BOPP薄膜常用的润滑剂有:
  a.蜡类。包括低分子量聚乙烯和低分子量聚丙烯(软化点85~160℃)和一般石蜡(软化点55~75℃)。聚乙烯蜡与聚丙烯相容性差,因此主要起外润滑作用。而低分子量聚丙烯与高分子聚丙烯相容性好,加入后实际上起着加宽分子量分布的作用,改善其流动性;
  b.脂肪酸类。最常用的是硬脂酸,它常以二聚物的形式存在,在聚丙烯中可用作内和外润滑两方面的功能;
  c.酰胺类。单酰胺类最常用的是芥酸酰胺,它兼具爽滑剂与脱模剂功能。双酰胺类最常用的是亚基二硬脂酰胺(EBS),其熔点约为140℃,热稳定性好,用于聚丙烯中主要起外润滑功能。
2 薄膜表面结构对摩擦系数的影响
  薄膜表面结构也会影响摩擦系数,表面太平滑会导致薄膜表面之间太贴服,相互滑动的有效表面增大,滑动就会特别困难。而如果薄膜表面有一定粗糙度,表面贴近后相互之间有一定空隙,相互滑动就会较容易,所以有一定粗糙感薄膜表面摩擦系数较低。
  表层使用不同原料生产可以获得不同摩擦系数性能的薄膜。表层使用聚丙烯均聚物,由于均聚物结晶度高生产的薄膜刚性高而且薄膜表面硬度好,所以薄膜摩擦系数较低。有些薄膜为了要求可以热封合,必须在表层使用共聚物以获得热封性能,由于共聚物含有一定量的无规物结晶度低,生产的薄膜较软并且薄膜表面较粘,所以薄膜摩擦系数较高。
3 抗粘连剂对摩擦系数的影响
  BOPP薄膜表面光滑,相互滑动比较困难。抗粘连剂一般是粒径2~4um的固体粉末,加进薄膜表层可以形成许多凸起,使薄膜层与层之间的实际接触面积减少,从而降低粘结力相互滑动就会较容易,有利于摩擦系数的降低。
  抗粘连剂的种类对薄膜摩擦系数有较大影响,抗粘连剂的种类分无机物和有机物两大类,无机物的品种以二氧化硅为主,有机物的品种是随着BOPP薄膜的发展而发展起来的较新的品种,例如脂肪酸酰胺就是有机物的一种,其表面柔软薄膜表面摩擦系数比无机物的品种低。
4 高温使用条件对摩擦系数的影响
  薄膜在实际使用中温度条件可能不一样,如在热带气候条件、卷烟包装机热封杆的高温条件等。通常从30℃开始,薄膜的摩擦系数便急剧上升,这是因为常用的润滑剂已接近其熔点而变得粘结,测试时施加的力波动很大,呈现一种间歇性滑动或粘结效果。为了减轻这种间歇性滑动-粘结现象,需要使用另一种完全不同的耐高温润滑剂――硅酮,它由于是高分子量聚合物而具备独特的特性,即使在较高温度下摩擦系数仍然保持较低。
5 摩擦系数对BOPP薄膜包装的影响
  摩擦系数是量度BOPP薄膜滑动特性的指标,薄膜表面爽滑并具有适当的摩擦系数对于BOPP薄膜包装工艺非常重要,生产不同用途的BOPP薄膜产品对摩擦系数有不同的要求。
  例如在香烟包装用途时,通常要求薄膜具有差别滑动性,即薄膜内面和外面的摩擦系数不同控制要求。在香烟包装过程,薄膜外面在下膜通道、成型轮槽、折叠板、烙铁、导轨等金属部件上滑动运行,薄膜外面对金属的摩擦系数应该控制较低,而由于这些金属部件大都是在50℃以上的高温条件下运转,随着温度条件的升高薄膜的摩擦系数会升高,特别是30℃之后摩擦系数上升更快,因此控制高温条件下的薄膜对金属的热摩擦系数更加重要,这样才能确保薄膜在热金属部件上滑动运行顺畅。薄膜内面在包装过程中与纸接触,其摩擦系数应该控制稍高,以利于烟包在成型轮内与薄膜的定位良好,提高薄膜折叠质量获得紧凑的包装效果,令烟包在热封鼓内与薄膜片的定位良好以利于包装紧凑。
表1 一些主要BOPP用途的摩擦系数
薄膜用途薄膜表面静态摩擦系数动态摩擦系数
粘胶带基膜
印刷和复合用光膜
与纸张复合
金属化基膜
高速外包装膜
宽温热封膜
标准热封膜
白色热封膜
香烟膜
处理面/非处理面
处理面/非处理面
非处理面/非处理面
处理面/非处理面
外面/外面
外面/外面
外面/外面
外面/外面
外面/外面
内面/内面
外面/金属面(50℃)0.80
0.35
0.45
0.40
0.25
0.35
0.28
0.30
0.26
0.34
0.520.75
0.30
0.40
0.35
0.20
0.30
0.25
0.25
0.24
0.32
0.35
  在生产金属化镀铝膜时,如果薄膜摩擦系数较高会对镀铝产生阻隔作用,降低薄膜镀铝性能,因此需要控制薄膜摩擦系数较低,最好是低于0.35。而需要特别强调的是为了达到这个摩擦系数,绝对不能加入任何爽滑剂,一个原因是这些爽滑剂通常都是迁移牲的,在迁移过程会降低薄膜的表面张力而降低了金属的附着,另一个原因是在真空镀铝过程这些爽滑剂有可能被真空吸出,造成镀铝设备产生隔层干扰了金属的附着。所以为了达到较低的摩擦系数,生产金属化镀铝膜需要选用有机物的抗粘连剂。
6 结语
  a.加进润滑剂可明显地降低摩擦系数;
  b.有一定粗糙感的薄膜表面摩擦系数较低,表层使用均聚物的薄膜摩擦系数较低;
  c.防粘结剂加进薄膜表层可以降低摩擦系数,有机物类的抗粘剂对降低摩擦系数较有效;
  d.高温使用条件应选择耐高温润滑剂-硅酮;
  e.生产不同用途的BOPP薄膜产品对摩擦系数有不同的要求。【转载自PP论坛】
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