薄膜表面张力对剥离强度的影响案例分析

故障表现
　　在一次食用盐软包装（其复合结构为PP合成纸//PE）的生产中，笔者对产品进行随机抽查，发现其耐跌落性较差：在高度为2m的条件下进行跌落试验，平均试验5次左右包装袋就完全破损了，而且其破损部位都位于热封处边缘，说明其热封强度较差，热封边成为整个包装袋受力最薄弱的环节。
　　在热封温度为60℃、热封时间为0.7s、热封压力为0.3MPa的条件下，对该复合膜的热封性能进行试验，发现其与质量合格的样品相比，热封温度要高出3℃左右；在进行热封强度测试时，该复合膜在热封处出现分层现象，纵向剥离强度仅为0.5N/15mm，而质量合格样品的纵向剥离强度平均值为1.2N/15mm。
　　需要说明的是，由于PP合成纸的易撕裂性，按国标规定的测试方法对PP合成纸//PE复合膜进行测试时，均为PP合成纸出现撕裂现象，不能检测其真实的剥离强度数据。因此，必须要在PP合成纸的表面粘贴透明胶带，即用俗称的“补强法”进行检测。
　　从上述试验结果来看，笔者初步分析该食用盐软包装耐跌落性差的原因在于复合膜的剥离强度差，进而造成热封强度较低，最终导致耐跌落性不理想。

　　原因分析
　　引起该类复合膜剥离强度差的原因有多种，经过逐项分析、排除，笔者最终将原因锁定在助剂析出导致剥离强度变差、薄膜材料表面性能较差这两个因素上。
　　为验证判断的准确性，笔者先用正常生产中使用的型号为7175的普通低黏度高浓度双组分聚氨酯胶黏剂进行试验，其配比为主剂:固化剂:乙酸乙酯=20:6:30，分段干燥温度为50℃、55℃、65℃、70℃、65℃，复合机机速为120m/min，上胶量（干胶）为2.3g/m2。在此条件下制得试样1，试样1的纵向剥离强度跟踪检测数据如表1和图1所示，其剥离时呈界面破坏，胶层大部分转移到PE一侧。

表1 试样1的纵向剥离强度跟踪检测数据


图1 试样1的纵向剥离强度变化图

　　从图1可以看出，试样1的纵向剥离强度是先上升后下降，这与因助剂析出引起的剥离强度下降现象十分相似。为了进一步判断该质量故障是否是由助剂析出造成的，笔者又进行了以下两个对比试验。
　　对比试验一：使用型号为AP9073的胶黏剂，据产品资料介绍，该胶黏剂对表面张力较低的材料具有较好的适应性，其配比为主剂:固化剂:乙酸乙酯=20:5:32，分段干燥温度为45℃、50℃、65℃、75℃、60℃，复合机机速为120m/min。在此条件下制得试样2，试样2的纵向剥离强度跟踪检测数据如表2所示，且剥离时胶层大部分转移到PE一侧。

表2 试样2的纵向剥离强度跟踪检测数据

　　对比试验二：使用型号为SY-03的抗助剂类双组分聚氨酯胶黏剂，其配比为主剂:固化剂:乙酸乙酯=20:4.5:30，分段干燥温度为45℃、50℃、65℃、75℃、60℃，复合机机速为130m/min。在此条件下制得试样3，试样3的纵向剥离强度跟踪检测数据如表3所示，且剥离时胶层大部分转移到PE一侧。

表3 试样3的纵向剥离强度跟踪检查数据

　　将试样2和试样3的结果进行比较，如图2所示。从图2可以看出，试样3的纵向剥离强度一直呈下降趋势，试样2的纵向剥离强度开始有一段上升过程，然后逐渐下降；此外，在熟化时间为4～24h的时间段里，试样2和试样3的纵向剥离强度的衰退速率基本一致。以上试验结果说明，导致该PP合成纸//PE复合产品剥离强度下降的原因不是因为助剂析出，而是薄膜材料表面张力相对不足引起的。结合剥离破坏时胶层转移到PE面的情况，说明是PP合成纸的表面张力出现问题。

图2 试样2和试样3的纵向剥离强度变化对比图

　　笔者马上检查了PP合成纸供应商的产品质量指标，发现其复合面的表面张力指标为≥35mN/m，这显然不符合国家标准中≥38mN/m的最低要求。而且后来据供应商介绍，该产品主要用于编织袋淋膜复合，而我们的用途是干式复合，两种复合方式的黏结原理有很大不同，因此出现质量故障也就不足为奇了。但奇怪的是，我司的PP合成纸验收标准也是≥38mN/m，为什么还会让表面张力不合要求的原材料进入生产环节呢？笔者询问过检验人员，发现他们在原材料入库时也曾检测出该材料的表面张力只有36mN/m左右，但仍然发生了这样的问题，这只能说明我们对标准的执行力度还远远不够。

PP合成纸是什么玩意？食盐袋子表层（印刷层）就是这玩意？表印的？

我在国企待过，一直就是印刷食盐袋，

bruce，您好！是什么原因造成了表面张力不足呢？打个电晕不能提高到38吗？谢谢！

meiwaku 发表于 2017-7-3 10:12
学习一下，也攒点钱。

朋友，不要发这种灌水贴，小心被清理了。

谢谢啦。。学习中

材料表面的张力测试，是不是用达因笔测试的