塑料包装薄膜粘连性研究及其应用现状

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1、塑料包装薄膜广泛地应用于食品包装、医药包装、文化用品包装及农产品采后包装等方面，并以聚烯烃薄膜的应用最为广泛。但塑料薄膜有一种粘连现象。所谓“粘连”(Blocking)，是指塑料薄膜接触层之间的一种粘着现象[1]，使相互接触的薄膜不易分离。塑料包装膜的粘连现象在薄膜生产过程中或之后的各个工序(如收卷、分切和包装)中常常见到[2～4]。在实际应用中，粘连现象带来的最大不便是包装袋开口困难，造成人力和时间的浪费。但实际生产中也可以利用粘连现象，如现在广泛使用的自粘膜，就是利用其粘连性对食品等进行简易包装，使用起来十分方便。1·薄膜粘连性的起因塑料薄膜在温度和压力的作用下可能产生粘连

2、，在加工、使用或贮藏过程中也可能产生粘连。中华人民共和国国家标准《塑料薄膜粘连性试验方法》中对塑料薄膜的粘连有如下解释:几乎所有的粘连都是由下述两种情况引起，(1)极端光滑的薄膜表面，紧密接触而且几乎完全隔绝空气;(2)压力或温度(或二者皆有)引起薄膜接触表面粘融[1]。对塑料薄膜的粘连现象还有其它的解释：一是由于薄膜闭合后膜间形成真空密合状态，不易分开;二是薄膜成型后其表面有大量的外露分子链，在两片薄膜闭合后产生大分子链之间的相互缠绕，使其无法打开[5];三是静电作用[6]，聚合物树脂在受热挤出、吹塑、卷取过程中薄膜间摩擦产生的静电使薄膜粘在一起，在生产膜中添加的非极性开口剂

3、从薄膜中析出，并在析出的尖端积累电荷，使薄膜粘合得更紧[7];四是树脂中所含的低分子物质扩散、渗出到薄膜表面，受热受压后造成粘连[8]。2·薄膜粘连性的消除方法塑料薄膜由于存在粘连性而明显地影响其使用性能，人们在19世纪初就开始探讨如何消除薄膜的粘连。目前，国内外解决塑料薄膜粘连性的方法主要有如下几种。2.1使用开口剂开口剂可以在薄膜的微观表面形成凸凹面，从而减小薄膜之间的接触面积，防止薄膜的粘连[7,9,10]。也有人认为，由于开口剂的粒径大于薄膜的表层厚度，凸露于表面的开口剂使薄膜之间形成了空气隔离层，从而起到防粘连作用[3,11]。开口剂分为无机开口剂和有机开口剂两大类。

4、无机开口剂主要有硅藻土、合成SiO2和滑石粉等无机材料，高岭土、硫酸钙、碳酸钙、火山石[12]和硫酸镁[13]等的应用在国内外文献中也有所报道。近几年，国内一些聚烯烃生产企业用磷酸氢钙做开口剂制备母料并用于生产，也获得了很好的效果[14,15]。笔者介绍几种较常用的无机开口剂。硅藻土是最早使用的塑料薄膜开口剂，是海洋或湖泊中生长的硅藻类残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物[16]，主要由无定形的SiO2组成，还含有少量的Al2O3、Fe2O3等物质[17]，硅藻土加入塑料薄膜中，能使薄膜的表面形成凹凸不平的面，从而减少膜层间的接触面和粘结力，使两层膜容易分开

5、[18]。这种开口剂很少与其它薄膜添加剂反应，具有高磨损、透明度低、容易吸潮的特点。硅藻土通常是以母料的形式添加，最大浓度为25%。合成SiO2是一种非常有效的防粘连剂。其开口机理是在薄膜表面制造凸起，减少层与层之间的实际接触面积，从而减少粘结力，使相对滑动比较容易。其优点是折光指数与聚乙烯和聚丙烯非常接近，对光学性能影响小;无定形结构，不会导致硅肺;化学纯度极高，适用于食品工业的塑料包装[19]。但也有不易分散、摩擦系数较高、磨损高、保质期短、易吸潮且价格较高等缺点[4]。同样，合成SiO2也是以母料形式添加，使用最大浓度为5%～10%。新型的SiO2开口剂选用纳米级的SiO

6、2粉体，并以聚烯烃树脂作为载体制备成母料。这种粒子是多孔、有间隙、比表面积很大的松软颗粒，在薄膜中由于拉伸加工呈不规则外形。这种SiO2粒子不仅能使塑料薄膜表面产生凸起，而且还具有封闭大分子链端的功能。聚合物在加工过程中大分子链的末端被SiO2颗粒的孔隙吸入，同时该颗粒可成为成核中心，加快聚合物的结晶速度，显著地减少了外露分子链，使两膜接触时没有大分子链的缠绕，也从另一方面解决了开口问题[20]。滑石粉是由天然滑石经加工粉碎而制成，矿物滑石是一种水合硅酸镁，理论上的化学式为3MgO·4SiO2·H2O[21]。滑石粉可改变塑料的多种性能，如成型收缩率、表面硬度、弯曲模量、拉伸强

7、度等[22]。滑石粉的加入可以增加树脂粘度，降低蠕变性能。同时，微细的滑石粉还可作为树脂的成核剂[23,24]，防止大球晶的形成，从而降低塑料的结晶度。另外，滑石粉还能有效地改善制品表面硬度和抗划痕性，提高弯曲模量。虽然滑石粉作为抗粘连剂有较高的性价比，但也存在易吸收其它加工助剂(如抗氧剂，润滑剂等)的不利因素。美国矿物技术公司(MineralsTechnologiesInc).发明了一种能较少吸收其它加工助剂的抗粘连滑石粉，不仅具有较好的抗粘连性能，而且对其它加工助剂的吸收低于硅藻土和合成