关于雾度产生的研究多集中在PE吹塑薄膜上

1不同塑料薄膜的雾度
对于塑料薄膜雾度，人们的考察范围非常广，品种有PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）、PS（聚苯乙烯）、PA（尼龙）膜等；组成既有单一树脂薄膜也有树脂混合物所得薄膜。在人们近50年对塑料薄膜雾度的研究中，可以总结为如下4类：
①PE等结晶性聚合物所得薄膜，都具有一定的雾度特性；
②无定形聚合物所得薄膜，如PC（聚碳酸酯）、PS和PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）等，其雾度为0，不具有雾度特性；
③无定形聚合物混合体系薄膜，在组分间相容性好且折射率一致时会透明；但在组分间相容性不好或者折射率不一致时，将呈现雾度特性；
④结晶性聚合物混合体系薄膜，如果配比恰当且树脂品种匹配时将具有大的雾度，远大于单组分体系薄膜的雾度，并且其雾度在很低的薄膜厚度时仍能有良好保持。
2塑料薄膜雾度形成机理
树脂及其体系不同时塑料薄膜雾度形成机理也不同，在此将其分为单一树脂所得薄膜及混合物体系所得薄膜，并分别进行综述。
2.1单一树脂所得薄膜的雾度
自20世纪30年代PE成功开发伊始，研究者便注意到某些PE薄膜的半透光性（雾度特性），ICI公司的Huck和Clegg（研究对象为LDPE（低密度聚乙烯））首先对此进行研究并提出解释这种现象的假设：雾度现象产生于本体散射和表面散射的共同贡献，而其中本体散射所做贡献可以忽略；引起表面散射的原因为薄膜表面粗糙（即表面织态结构决定雾度性能），而造成表面粗糙的因素有2个即薄膜本体表面或接近表面的结晶和挤出过程中的不稳定流动.Huck和Clegg的论断引发了人们对塑料薄膜雾度机理及控制的研究，主要包括：
①关于单一树脂薄膜雾度主要由表面粗糙奉献的论断的正确性；
②论断的普适性——是否可以推广，即其他聚合物薄膜的雾度形成是否也遵从这个机理；
③引起表面不规整的2个原因在引起表面粗糙的贡献中是否同样重要。
Matsukura、Larena等人通过轮廓仪测定了PE膜表面粗糙度，直观地证实PE膜的表面雾度与表面粗糙所存在的定性关系；而Smith则在1996年运用当时先进的显微仪器——原子力显微镜对PE薄膜的表面形貌和粗糙度进行了表征，更加精确和可靠地证明了表面雾度由表面粗糙奉献的结论.如果说上述作者是通过实验手段来证实Huck与Clegg论断的正确性，那么Mount则完全是从理论上加以支持，他根据散射和折射理论来阐明雾度和光泽起因于表面粗糙。另外，White、Hobbs和Pucci等人也对此结论进行了确认。
此后的研究者对其他聚合物薄膜的雾度现象也进行了广泛研究，如Opdahl和Fatahi等人对HDPE（高密度聚乙烯）薄膜、Ashizawa[29]和Darncholoichit[30]等人对LLDPE（线性低密度聚乙烯）及Fujiyama和Wallner等人对PP薄膜雾度形成机理的研究。他们的研究均发现Huck和Clegg的论断在单一树脂所得薄膜中具有普适性，可以推广，也就是说单一树脂所得薄膜的雾度主要是表面雾度，由本体结晶和挤出过程中不稳流动引发的表面粗糙致使表面散射。
但是Huck和Clegg的论断中，2种引起表面粗糙的原因是同等重要还是不同情况时各有侧重，后来的研究报道相当明确地支持后者。在LDPE等熔体弹性大的树脂中，不稳流动在引起表面粗糙过程中占绝对地位，如Shida、Rokudai等人的报道，因此许多研究者通过控制（减少）LDPE熔体弹性实现了LDPE薄膜雾度的降低，如Rokudai通过多次剪切实现了LDPE薄膜雾度的下降；而在HDPE、LLDPE和PP等高结晶性树脂薄膜中，薄膜表面附近本体中的晶粒堆积是导致表面粗糙的主要贡献者，如Cooke等人研究LLDPE薄膜时，通过添加支化和高相对分子质量（Mr）分子提高了体系的熔体弹性，但体系的雾度反而下降，从而认为是结晶为主。
20世纪80年代，White等人总结了单一树脂薄膜表面雾度的研究，对一大类树脂（含结晶的和无定形的）如PE、PP和PS等，指出单一树脂薄膜中只有具有结晶性树脂，其薄膜才具有雾度，雾度的形成机理和主要贡献遵从Huck和Clegg的论断，拓宽了单一树脂薄膜雾度形成机理的研究.而2002年Sukhadia却又通过可恢复性剪切应变把一大类树脂薄膜的雾度现象统一起来，指出当可恢复性剪切应变由小变大时，薄膜雾度由大变小然后再变大，但实际上正如Sukhadia自己指出的，在这些薄膜中雾度仍分别由结晶和熔体弹性控制，当统一为可恢复剪切应变时，可恢复剪切应变值小的树脂具有大雾度是因为结晶的贡献；而可恢复剪切应变值大的树脂具有大雾度是因为熔体弹性的作用[5].总之，单一树脂薄膜雾度机理为由结晶和熔体弹性造成的表面粗糙引发的表面散射，而且在常规加工条件下结晶对薄膜雾度更有决定影响。
2.2混合体系薄膜的雾度
对雾度的研究也涉及到了混合体系薄膜，其中典型工作有Tse等人对PVC（聚氯乙烯）/CPE（氯化聚乙烯）体系，Maruhashi对PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）/PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）、PET/PMAI（聚甲基丙烯酰亚胺）和PET/Mx-NYLON（聚间苯二甲酰己二胺，MXD6nylon）等无定形聚合物（或结晶性差的聚合物）体系及笔者对PE/PP结晶性聚合物体系的研究.
2.2.1无定形聚合物或者结晶性差的聚合物混合体系薄膜雾度
Tse等人在研究PVC/CPE体系时发现，尽管两者结晶性很差，但是体系雾度很大，然而体系表面很光滑，这个现象明显意味着在混合物体系薄膜中存在与单组分薄膜完全不同的雾度形成机理。薄膜表面光滑，说明表面雾度所占比例很低，PVC/CPE体系薄膜的高雾度只能由本体雾度提供。Tse等人通过测量证实该体系薄膜的本体雾度远高于表面雾度，接着他们进一步考察了混合体系薄膜本体雾度形成的原因，提出各组分相容性和折射率差异是主要影响因素。
Maruhashi等人的研究，进一步证实了Tse等人对混合体系薄膜雾度形成机理的结论.Maruhashi等人研究了PET/PBT体系，发现该体系任何配比均是透明的，因为PET和PBT完全相容且折射率相差极小；而PET/PMAI和PET/MxNylon体系因为不相容而具有雾度特性（表现为本体雾度出现），考察了这些体系的表面，发现都相当光滑，所以在这种体系中本体雾度起决定作用，这明显与结晶性单组分体系薄膜不同；又由于MxNYLON同PET折射率一致，而PMAI折射率明显低于PET，从而两者在与PET共混时，所得体系雾度能力后者明显大于前者。
2.2.2结晶性聚合物混合体系薄膜雾度
对于PE/PP等结晶性好的聚合物混合体系，本体雾度有贡献，但表面雾度仍为主要贡献，并且在笔者的研究中，发现在这个体系中表面雾度远大于本体雾度的贡献。
笔者在开发新型聚烯烃消光膜的过程中共混了一系列的PE和PP，选定了一个PE1/PP1体系，发现该体系具有极为优越的雾度性能，而其雾度的主要贡献者并非同无定形聚合物体系一样是本体雾度，而是像单组分薄膜一样由表面雾度占主导，并且在这个体系中的表面雾度明显远大于已报道的任一种单组分体系的表面雾度。进一步研究发现，这个在雾度性能上独特的突出配方的雾度形成机理又完全同单组分薄膜、无定形聚合物混合体系薄膜不一致。该体系独特的雾度特性是因为两者的结晶动力学上的差异而在外力场（拉伸）中响应不同造成的。因为PE结晶速度快，而PP结晶速度慢，当这两者的不相容体系熔体受外力拉伸时，因为PP结晶速度慢，其熔体还较软，因而首先对外力响应，承担了外力的拉伸作用，从而也就对PE的晶粒起到了保护作用，使PE晶粒反而更有可能明显突出于薄膜表面，由此产生了该混合体系薄膜的高粗糙表面，因而也就有了其高的雾度[12].因此对混合体系薄膜，其雾度形成机理对不同体系不同，对无定形聚合物体系其机理是完全不同于单组分薄膜的本体雾度为主，对结晶性聚合物体系则尽管同单组分薄膜一样以表面雾度为主，但引起表面雾度的内在机理却完全不同，甚至两者表面上是矛盾的，如混合造成结晶度下降，在单组分薄膜中势必引起表面粗糙程度降低，最终使单组分薄膜的表面雾度下降.Jordens[37]、Lue[38-39]等人在LLDPE中添加的少量LDPE，极大改善了LLDPE薄膜的光学性能（雾度下降）。但在笔者所做的PE/PP体系中却与这些结论完全相反，或者至少说，当PE的含量很多时，尽管也造成结晶度下降，然而却以另一种原因带来了表面粗糙程度的大幅升高，使其表面雾度远远大于对应的单组分体系。
3雾度影响因素影响
塑料薄膜雾度的因素主要有2个大的方面：一是原料，如树脂品类、树脂本身参数及添加剂等；二是加工条件，如加工工艺不同，同一加工工艺下加工条件的不同等
3.1单一聚合物所得薄膜的雾度影响因素单一聚合物所得薄膜的雾度是由熔体弹性和晶粒堆砌凸起造成的表面粗糙引发表面散射而贡献的，因此一切影响熔体弹性和结晶的因素都可以对雾度造成影响。
3.1.1树脂因素树脂因素包括树脂的种类、树脂的Mr及其分布（MWD）、主链的规整与支化等，均通过影响树脂的结晶性或者熔体弹性最终影响薄膜雾度。
已报道的研究指出熔体指数（MI）会影响制品雾度性能，当LDPE的MI为每10min1~5g时光泽度最好，而为0.2~0.4g时消光（雾度）效果最佳.Ashizawa等人研究HDPE、LLDPE和LDPE薄膜雾度时发现，在相同加工条件及树脂MI都为1.0左右时HDPE的雾度最大[29].MWD也会影响薄膜雾度性能，MWD宽的将导致树脂薄膜光泽降低，其原因是材料表面的不规整性增大.1977年Shida研究了流变性能（出口压力降和膨胀比）对LDPE膜雾度的影响，发现高Mr组分和长链支化对流变弹性有很大贡献，从而雾度高.类似的工作还有Matsukura等人考察树脂参数——MI、MWD等对PP吹塑薄膜雾度的影响，发现PP的MI增大和MWD降低均会造成薄膜雾度下降。
3.1.2添加剂影响塑料材料总是伴随着大量助剂的应用，这些助剂对薄膜雾度产生的影响也受到了研究者的关注。1979年Rinker研究了吹塑膜中抗黏连剂和爽滑剂对光学性能的影响，发现两者与抗黏连剂相比引起雾度轻微增加；Hua通过制备LLDPE/nano-SiO2（纳米二氧化硅）混合体系，发现nano-SiO2引起了体系雾度极大的增加[45]；Wallner等人考察了加工添加剂——抗黏连剂对聚丙烯吹塑膜光学性能的作用，发现抗黏连剂引起雾度增加；Bheda研究了结晶成核剂的加入对薄膜光学性能的改变[46]，指出结晶成核剂带来雾度下降。
3.1.3加工因素在薄膜雾度的研究过程中，考虑较多的加工因素主要是冷凝线高度、吹胀比、剪切。
熔体温度上升、挤出机螺杆转速加大、压缩空气速度、风量加大或风温升高都有可能造成冷凝线高度增大，熔体凝固时间增加，从而结晶晶粒更完善，使薄膜雾度增大[23，29-30，46-48]；吹胀比的影响对雾度影响较小，可能因为所有研究中该参数取值不太大而在所研究的范围内看不到明显变化的缘故；力学处理（主要是指剪切）会造成熔体弹性下降，将使LDPE等类高熔体弹性或熔体弹性敏感树脂薄膜的雾度下降.除了以上3个主要的加工参数外，研究者对熔体温度、不同挤出机、螺杆形式和压缩空气强度等也进行了考察，但是发现这些因素影响甚微[30].3.2混合体系所得薄膜的雾度影响因素对混合体系所得薄膜，尽管树脂的种类、Mr及其分布等仍然能够影响薄膜的雾度性能，但研究者通常把重点放在树脂间的相容性、折射率差异和组分间配比上；而加工条件在文献中也有考察，但是发现其对雾度影响不大。
1991年Tse等人研究了CPE/PVC相分离混合物的光学性能，从折射率不同出发研究影响折射率的因素如何影响光学性能并改善它（降低雾度）；1998年Paulik等人[16]研究PP薄膜雾度时指出相容性好时使光学性能得到改善（降低雾度）；2000年Khanarian使用SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物）增韧环烯烃共聚物时进一步指出相容性对雾度的作用；2001年Maruhashi研究混合物的光学性质，得出相容性好的混合体系透明，折射指数不同也对雾度有贡献.
4结论与展望
从总体来看关于雾度产生的研究多集中在PE吹塑薄膜上，只有少量涉及其他聚合物；而且在体系中明显单组分的吹塑薄膜研究文献远多于共混体系的研究文献，并且遗憾的是混合体系中没有一个研究者涉及结晶性聚合物和无定形聚合物的共混体系，因此也无从知晓这个体系所生产的薄膜的雾度性能将怎样以及有雾度产生时是否又将存在另一种完全不同的机理。但是在实际中对雾度的应用却是以共混体系为主，因为单组分体系薄膜的雾度在其薄膜厚度变薄时满足不了市场需要。应用和研究侧重不一致导致目前在实际应用中的消光膜品种单一，可用原料范围较窄；但研究中发展出来的雾度测试手段、雾度形成的基本机理却始终在应用中起着指导作用。随着人们对消光膜应用的越来越多，人们对混合体系薄膜雾度的研究兴趣也必将上升，同时也必将有越来越多的亚光膜被开发应用。