Главная / Статьи-разработки-исследования/ Влияние комбинированной добавки (скользящая + антистатик) на технические параметры пленки.

Влияние комбинированной добавки (скользящая + антистатик) на технические параметры пленки, полученной раздувом рукава из полиэтилена высокого давления.

Полимерные материалы, в целом, как класс, характеризуются высоким удельным поверхностным сопротивлением (обычно 1016 ом. см при 20 оС и 50% относительной влажности) и низкой диэлектрической константой. rnБольшие значения удельного сопротивления обусловлены способностью полимера накапливать статический заряд.rnСтатическое электричество в пластмассах образуется при трении двух типов материала с различной способностью к электризации. rn Присутствие статического заряда на поверхности может привести к серьезным последствиям при производстве пленки, ее формовании и в течение срока эксплуатации. rnТак, например, ухудшается раскрываемость рукава пленки в рулоне. При осаждении пыли на изделия из пластмассы теряется их внешний вид, привлекательность. Снижается качество упаковки изделий из-за взаимного отталкивания слоев пленки.

Скопление статического заряда может привести к взрыву, воспламенению материалов, поражению работников электрическим током.
Величина заряда зависит от: усилия трения, фрикционных свойств материала, влажности окружающей среды. При увеличении влажности происходит стекание заряда с поверхности (увеличивается поверхностная проводимость), что приводит к более быстрому стоку заряда.
Разряд (стекание) заряда может проходить через материал и зависит в этом случае от объемного удельного сопротивления. Стекание заряда может проходить и по поверхности материала. В этом случае эффективность стекания заряда определяется удельным поверхностным сопротивлением. Низкое удельное сопротивление помогает стеканию заряда.
В зависимости от типа полимера и его физико-химических параметров, удельное сопротивление составляет диапазон значений от 10⁷ до 10¹⁷ Ом см (см. таблицу № 1)

Таблица № 1 Значения величины удельного сопротивления для разных типов полимеров (термопласты и полиэфиры)

Удельное поверхностное сопротивление является наиболее изменяемой характеристикой с наименьшими побочными эффектами. Для его снижения применяются такие добавки как антистатики.
Антистатики выпускаются двух типов: наружные (наносятся на поверхность полимера распылением) и внутренние (вводятся в полимер в процессе переработки).
Внутренние антистатики обеспечивают долговременную защиту от накопления заряда. Будучи включенными в состав полимера, они мигрируют к поверхности готовых изделий. Неполярная часть молекул антистатика закрепляется в полимере, а полярная образует равномерный слой на его поверхности, так называемый проводящий путь, по которому заряд стекает в атмосферу.
Второй функцией антистатика является функция смазки, что способствует уменьшению коэффициента трения материала.
Но коэффициент трения еще очень сильно зависит от качества поверхности пленки. Чем ровнее поверхность и нет на ней микротрещин, тем меньше будет величина коэффициента трения.
При вытяжке рукава пленки между полимером и металлической фильерой возникают сдвиговые напряжения. Для уменьшения этих напряжений в состав сырья полимера вводятся скользящие добавки. Они по составу не совместимы с полимером, поэтому мигрируют на его поверхность, и создают скользящий слой между фильерой и расплавом полимера.
Скользящие добавки производят из сырья животного происхождения, продуктов переработки нефти и растительного происхождения. На основе растительного сырья - рапсового, пальмового, касторового масел – получают олеамиды, эрукамиды, стеарамиды, беханамиды. Все эти соединения являются первичными амидами, применяются в качестве скользящих добавок.

Скользящие добавки на основе олеамида и эрукамида активно применяются в процессе экструзии при изготовлении пленок, а так же при производстве товаров народного потребления методом литья под давлением. Они служат для снижения коэффициента трения, придают дополнительный блеск поверхности изделий, облегчают съем с формы. В зависимости от своего химического строение амиды по-разному снижают коэффициент трения. Наиболее низкие значения коэффициента трения полиолефинам придают ненасыщенные амиды, олеамид и эрукамид. Стеарамид снижет коэффициент трения, но незначительно. Зато придает блокирующие свойства, являясь, таким образом, органическим антиблоком.

Следовательно, чтобы снизить поверхностное сопротивление, необходимо, во-первых, ввести антистатик для снятия заряда, а, во-вторых, улучшить качество поверхности самой пленки. В этом случае лучше всего использовать комбинированную добавку, состоящую из антистатика + скользящая компонента.
На примере пленки ПВД 10203-20 показано влияние комбинированной добавки на удельное поверхностное сопротивление пленки. См. таблицы № 2 и 3 и диаграмму №1.

Результаты исследований.

Таблица № 2 ПВД-10208-20 без добавки. Измерения проводились, при Т = 24^оС.

Таблица № 3 ПВД-10208-20 с 2% комбинированной добавкой – скользящая + антистатик. Измерения проводились, при Т = 27^оС.

Диаграмма № 1

На примере пленок ПВД 10208-20, ПВД 10802-30 и ПВД 15803-20 показаны результаты исследований влияния комбинированной добавки на величину коэффициента трения. См. таблицу № 4 и диаграммы 2 и 3.

Таблица № 4 Коэффициент трения пленок из ПВД 10208-20, ПВД 10803-20 и ПВД 15803-20

Диаграмма № 2

Диаграмма № 3

На коэффициент трения (КТ) влияют многие факторы. Чем выше степень кристалличности полимера, чем меньше КТ.
• Линейный полиэтилен LLDPE имеет более высокий КТ по сравнению с полиэтиленом высокого давления LDPE при прочих равных условиях (0,85 и 0,77)
• Линейные полиэтилены, полученные на металлоценовых катализаторах имеют более высокий КТ, нежели на Циглер – Натта катализаторах.
• Скорость миграции амидов в различных марках также различная
Эти факторы нужно учитывать для того, чтобы регулировать коэффициент трения в нужных пределах.

Условия хранения готовой пленки также могут влиять на значение коэффициента трения. В рулоне при увеличении температуры хранения, коэффициент трения пленки повышается для всех амидов, применяемых в качестве скользящих добавок. Это объясняется тем, что коэффициент трения зависит еще и от натяжения намотки. При увеличении натяжения он увеличивается вследствие роста давления между поверхностями пленки. Происходит миграция добавки. Таким образом, коэффициент трения растет в сторону центра намотки. Рис. 4. Изменение КТ от времени хранения. В качестве справки приводим таблицу значений коэффициента трения для некоторых полимеров и график зависимости коэффициента трения пластмасса-сталь от температуры для ПЭ и ПВХ.

Таблица № 5.

Вернуться

Рекомендуем ознакомится: добавки для полимеров, краситель для тротуарной плитки, меловая добавка, пигменты для бетона купить, пигменты для тротуарной плитки, краситель для бетона, суперконцентраты красителей, красители для полимеров, железоокисные пигменты, диоксид титана Минск.