Антиблокирующие добавки

Поверхностные характеристики полимерных плёнок оказывают значительное влияние как на процесс их производства, так и на конечные эксплуатационные качества упаковочных материалов. К ключевым параметрам относятся коэффициенты трения, адгезия (способность поверхностей сцепления друг с другом) и уровень накопления статического электричества.

Проблема блокирования

Во время производственного процесса рукава полимерных плёнок сворачивают в рулоны, что часто приводит к нежелательной сцепляемости соседних слоёв материала. Этот эффект называют «блокацией», и он характерен практически для любых видов полимеров, включая полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поливинилхлорид (ПВХ), полиамид (ПА), линейный полиэтилен низкого давления (ЛПЭНП) и полиэтилентерефталат (ПЭТФ).

Процесс блокации обусловлен взаимодействием молекул соседних слоёв плёнки благодаря силам Ван-дер-Ваальса, возникающим в аморфных участках полимеров. Чем ближе расположены слои, тем сильнее проявляются силы притяжения, способствующие склеиванию.

Ещё одна причина явления – наличие низкомолекулярных компонентов, которые образуются в ходе синтеза или обработки полимера и постепенно перемещаются на поверхность плёнки, усиливая её взаимное сцепление.

 

Шероховатость поверхности

Сила блокирования, Н

1

0,04

0,7

2

0,042

0,65

3

0,044

0,55

4

0,046

0,5

5

0,048

0,45

6

0,05

0,38

7

0,052

0,3

8

0,054

0,2

Решение проблемы: антиблокираторы

Антиблокирующие добавки применяют для снижения уровня блокирующего эффекта путём придания поверхности плёнки микротекстуры, увеличивающей шероховатость и уменьшающей контактную площадь слоёв. Такие добавки представляют собой мелкие твёрдые частицы органической или минеральной природы, распределяемые в массе полимера перед формованием.

Количество и равномерность распределения частиц непосредственно влияют на степень выраженности эффекта. Важно избегать скопления частиц, иначе возникает неравномерность шероховатости, приводящая к увеличению области соприкосновения и ослаблению антиблокирующих качеств.

Связь между уровнем шероховатости и силой блокации хорошо иллюстрируется экспериментальными результатами, представленными в таблицах и графиках.

 

Неорганические антиблокинги

Тип

Состав

Форма частиц

Пока-  затель прелом-  ления

Плотность г / см3

Твердость шкала Мосса

1

Кремнезем / кварц

Диоксид кремния природный (SiO2)

неправильная зернистая

1,46

2,35

7,0 - 8,0

2

Тальк

Природный гидросиликат магния

чешуйчатая

1,59

2,8

1,00

3

Силикагель, аэросил

Синтетический диоксид кремния

сферическая

1,46

1,9 - 2,1

4,0 - 6,0

4

Карбонат кальция

Карбонат кальция (СаСО3)

зернистая

1,6

2,6

3,00

5

Стеклосферы

Алюмосиликат

сферическая

 

 

 

6

Каолин / глина

Алюмосиликат

пластинчатая

1,56

2,6

1,00

7

Слюда

Алюминия, калия силикат

пластинчатая

 

 

 

Показатель преломления    ПЭ - 1,52,  ПП - 1,49,  ПС - 1,59 - 1,57,  ПЭТ - 1,576 - 1,640 

Типы антиблокирущих добавок

 

Неорганические антиблокираторы

Эти материалы представлены природными веществами различной химической структуры, такими как:

  • Диоксид кремния: Наиболее распространённый вариант антиблока, отличающийся доступной стоимостью и эффективностью. Представляет собой твердый порошкообразный наполнитель, формирующий многочисленные точки опоры на поверхности плёнки. Однако высокая абразивность диоксида кремния требует осторожного подхода при применении.
  • Тальк: Природный гидросиликат магния, характеризующийся мягкой формой частиц и низким показателем плотности. Используется как менее эффективный, но недорогой антиблокирующий элемент.
  • Керамические и стекловидные микросферы: Хотя и эффективны в снижении сила блоки, однако ввиду своей дороговизны широко не распространены.

Эффективность воздействия антиблокирующей добавки определяется двумя ключевыми факторами:

  • Количеством введённых частиц (процент содержания в композиции);
  • Формой и размерами самих частиц.

Экспериментальные исследования показывают чёткую связь между концентрацией антиблока и степенью блокации. Например, повышение доли минеральных добавок снижает уровень адгезии, позволяя легко разделять слои плёнки.

 

Содержание рабочего компонента в изделии, %

0,01

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

Органические антиблокинги

23

15

8,5

5

3,5

3

2,5

2

1,75

1,5

Силикагель (синтетический кремнезем)

24

20

16

11,5

6

6

4

3

1,5

2,5

Минералы (кварц)

25

23

19,5

16

13,5

11

9,5

8

7,5

7

 

  

Органические антиблокираторы

Органические  антиблокинги

N        n / n

Тип

Примерный состав

1

Амиды карбоновых кислот

Эрукамид, стеарамид

2

Монозамещенные амиды

N-стеарилэрукамид

3

Бис-амиды

Этилен-бис-стеарамид (EBS)

4

Органические стеараты

Глицерилмоностеарат (GMS)

5

Стеараты металлов

Стеарат цинка или кальция

6

Полимерные микросферы

Силиконы, ПТФЭ, ПММА

Это вещества, способные формировать защитную оболочку на поверхности материала, препятствующую его склейке. Среди органических соединений выделяются:

 

  • Амиды жирных кислот (например, эрукамид, стеарамид),
  • Эфирные бис-амиды (этилен-бис-стеарамид),
  • Металлические соли высших жирных кислот (стеараты цинка, кальция),
  • Микрогранулированные полимеры (например, силиконовые микросферы).

Особое внимание заслуживает второй класс органических антиблоков – микросферы, используемые в высокопрозрачной упаковке (таких как упаковка сигарет). Эти специальные частицы обеспечивают гладкость поверхности, минимизируя риск появления дефектов и сохраняя низкие коэффициенты трения.

Антиблокирующая добавка

Полимер пленки

Концентрация ввода, %

Синтетический диоксид кремния

ПП, ПЭНП, ЛПЭНП, ПЭТФ

1,0 - 20

Натуральный диоксид кремния

ПЭНП

2,5 - 40

Минералы

ПЭНП, ЛПЭНП

3 - 60

Цеолиты

ЛПЭНП, ПВХ, ПЭТФ

2 - 40

Органические соединения

ПП

2 – 4

Выбор конкретного вида антиблока осуществляется исходя из ряда критериев:

 

  • Стоимость и эффективность,
  • Влияние на прозрачность и механические свойства плёнки,
  • Возможность взаимодействия с пищевыми продуктами,
  • Совместимость с другими добавками (антистатиками, смазочными материалами),
  • Твёрдость и склонность к износу рабочих инструментов,
  • Чистота состава и отсутствие токсичных примесей.

 

Таким образом, правильный подбор антиблокирующих веществ позволяет существенно повысить качество продукции, минимизировать производственные дефекты и увеличить срок службы упакованных товаров.

 

Свяжитесь с нашими специалистами, если требуется вывоз вторсырья в Санкт-Петербурге или есть вопросы относительно цены или сортировки. Пункты вторсырья принимают только сортированное сырье в кипах или россыпью - навалом.