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 | |||||||
N | 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.
