谈谈防粘连剂在聚酯薄膜中的应用

在塑料薄膜生产过程中，常根据塑料薄膜的使用领域和功能要求的不同，或制膜、加工的需要，往往需在原料树脂中添加一些助剂，例如：抗静电剂、爽滑剂、防粘连剂、热稳定剂、抗氧剂和阻燃剂等等。但是，在双向拉伸塑料薄膜生产过程中，不论是BOPP、BOPET 或BOPA，都必须加入一定数量的防粘连剂（也叫开口剂），否则在薄膜生产过程中的收卷、分切工序及以后用户使用过程中会发生薄膜卷绕/开卷困难、薄膜之间相互粘连等问题。甚至无法生产与使用。
因此，防粘连剂是双向拉伸塑料薄膜制膜过程中最常用、也是最为重要的添加剂之一。
一、防粘连剂的作用机理
大家知道，双向拉伸塑料薄膜的表面非常光滑，当两层塑料薄膜贴合在一起时，犹如两块光滑的玻璃贴合在一起一样，不容易把它们分开。因为在薄膜收卷时，由于工艺的要求，在压辊的作用下，两层膜之间几乎不存在空气，在外界大气压力的作用下，故薄膜相互吸附在一起，很难分离。解决薄膜相互粘连的问题，通常的做法是在BOPET薄膜的表层加人一定比例、一定粒径的防粘连剂，这样成膜后，这些防粘连剂在薄膜的表面能形成许多微小的突起，从微观上看，使薄膜的表面变得相对比较粗糙一些，于是在薄膜层与层之间就能够存留一定量的空气，从而起到防止层与层之间相互粘连的作用。
二、防粘连剂的种类与选择
防粘连剂种类很多，可分为无机防粘连剂和有机防粘连剂两大类。选用防粘连剂时，须注意以下几项原则：
(1)选用的防粘连剂应与聚酯树脂有相近的折光指数，以免影响薄膜的光学性能，因为它们两者之间的折光指数越接近，对光学性能的影响就越小；
(2)防粘连剂的粒径大小及添加量应与薄膜的厚度相适应；
(3)防粘连剂应能均匀地分散于聚酯树脂中，防止产生凝聚现象；
(4)防粘连剂应符合食品包装的卫生要求。
①无机类防粘连剂：
目前使用最普遍的是无机类防粘连剂，无机防粘连剂主要有高岭土、碳酸钙、二氧化钛、二氧化硅以及硫酸钡等。这要根据薄膜的使用要求进行合理的选择。例如，电工用膜最好选用煅烧陶土作为添加剂，以保证其优良的电气性能；亚光膜可选用二氧化钛+二氧化硅复合添加剂，以产生良好的遮光效果；高亮膜宜选用特种二氧化硅做添加剂，以保证薄膜的光学性能。
②有机类防粘连剂
近年来应用在双向拉伸薄膜的另一类防粘连剂是有机防粘连剂，一般为有机硅聚合物或甲基丙烯酸酯的聚合物。这种具有特定结构的交联聚合物颗粒，与聚合物树脂混合后，在经过定向拉伸所得的薄膜表面上，形成平均高度为60~600nm的突起，从而起到薄膜防粘连的的作用。有机防粘连剂的优点是：
(1)光学性能好，对薄膜的透明性、雾度几乎没有影响；
(2)兼具增滑的功能，使薄膜具有低的摩擦系数；
(3)对膜面不会产生划伤，薄膜光泽度较高。
有机类防粘连剂相对于无机类防粘连剂的材料价格要高得多，一般是3-6倍左右，所以有机防粘连剂目前只在高档薄膜产品上选用。
三、防粘连剂的制备方法
以BOPET 薄膜为例，目前最广泛使用的是无机防粘连剂——二氧化硅，它是以母料的形式来使用的。含二氧化硅的母料的制备通常有两种方式：
一是在聚酯缩聚过程中，将粉状二氧化硅用乙二醇打浆——研磨——过滤后打入PTA+EG 的酯化釜中，参与酯化反应后导入缩聚釜进行缩聚反应，最后导出、水下切粒、风干后便成含添加剂——二氧化硅的聚酯切片母料。母料中二氧化硅的含量一般在3000~8000ppm。
二是将粉状二氧化硅与聚酯树脂混合均匀后采用双螺杆挤出机进行造粒而成。在防粘连母料的制造过程中，防粘连剂的浓度越低，母料加工越容易，分散性也越好。但对于薄膜生产厂家来说，使用低浓度的母料，就意味着要在薄膜生产制造中增加母料的用量，而使加工成本增加。所以，在防粘连母料的制造过程中，既要控制好防粘连剂所必要的浓度，又要掌握好防粘连剂在母料中分散的均匀性。
四、防粘连剂应用的影响及注意事项
1、对薄膜性能的影响
由于防粘连剂加入到薄膜表层后，增加了薄膜表面的粗糙度，对薄膜的摩擦性能起到降低摩擦系数的作用，从而改善了薄膜的防粘连性能。但同时也会对薄膜的光学性能产生负面影响，如雾度增大、透明度降低等。但是另一方面，由于二氧化硅的加入，又有利于晶核的生成，可使薄膜的挺度增加。
2、对设备的影响
无机防粘连剂的加入，对于机械设备来说会产生一定程度的磨损，例如对挤出机的螺杆、机筒、模唇部位等，日积月累，会对设备的精度稳定性造成一定程度的影响。
3．使用防粘连剂母料注意事项
(1) 防粘连剂在薄膜中的用量一般为500ppm~1500ppm，在镀铝膜中由于需要进行较强的电晕处理，镀铝后容易粘连，用量可适当高一些。
(2) 如果生产浅网印刷膜或低雾度产品，可以选用粒径较小的二氧化硅并适当控制母料用量。
(3) 若在生产中发现薄膜雾度偏大，光泽度偏低，则应适当降低防粘连剂的用量。
(4) 若在薄膜收卷或分切时容易起皱或跑边，说明薄膜的摩擦系数太低了，则要增加防粘连剂的用量。
(5) 如果膜上出现白点或鱼眼，可能是防粘连剂分散不好或过滤网太粗，应检查滤网或更换母料。