|
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)
№ |
Полимер |
Сопротивление |
|
Объемное rоб. ОМХМ |
Поверхностное rпов. ОМ |
||
1 |
Полиамид |
1011-1013 |
1012-1013 |
2 |
Поливинилхлорид |
1010-1014 |
1013-1014 |
3 |
Полиэтилентерефталат |
1013-1014 |
1014-1015 |
4 |
Поликарбонат |
1014-1015 |
1014-1016 |
5 |
Полиэтилен, полипропилен |
1014-1015 |
1015-1016 |
6 |
Полистирол |
1014-1016 |
1016-1017 |
7 |
Политетрафторэтилен |
1015-1017 |
1016-1017 |
8 |
Полифениленоксид |
1015-1017 |
1016-1017 |
9 |
Фенопласты |
107-1011 |
1010-1014 |
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. |
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 = 24оС.
Образец |
Размер, мм |
I измер., А |
Rs, Ом/кв. по образ. |
№ 1 |
31х1.9 |
2.54Е-11 2.52Е-11 |
6.24Е+13 |
31х1.9 |
3.56Е-11 3.47Е-11 |
4.49Е+13 |
|
№ 2 |
30х1.9 |
2.76Е-11 2.69Е-11 |
5.80Е+13 |
30х1.9 |
2.61Е-11 2.66Е-11 |
5.99Е+13 |
|
№ 3 |
30х2 |
3.07Е-11 2.98Е-11 |
4.96Е+13 |
30х2 |
3.10Е-11 3.10Е-11 |
4.84Е+13 |
|
№ 4 |
30х2 |
2.58Е-11 2.62Е-11 |
5.77Е+13 |
30х2 |
2.49Е-11 2.54Е-11 |
5.96Е+13 |
Таблица № 3 ПВД-10208-20 с 2% комбинированной добавкой – скользящая + антистатик. Измерения проводились, при Т = 27оС.
Образец |
Размер, мм |
I измер., А |
Rs, Ом/кв. по образ. |
№ 1
|
50х1.92 |
3.01Е-09 2.91Е-09 |
1.41Е+12 |
50х0.8 |
1.61Е-08 1.20Е-08 |
4.56Е+11 |
|
№ 2 |
49х1 |
7.09Е-10 6.45Е-10 |
7.25Е+11 |
50х0.8 |
1.83Е-10 1.69Е-10 |
3.56Е+11 |
|
№ 3
|
50х0.9 |
1.43Е-09 1.07Е-09 |
4.53Е+12 |
49х1.1 |
1.40Е-09 1.13Е-09 |
3.56Е+12 |
|
№ 4 |
48х1.2 |
6.87Е-10 1.14Е-09 |
4.66Е+12 |
49х1.1 |
1.37Е-09 1.26Е-09 |
3.40Е+12 |
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
№ |
Марка полиэтилена |
Направление |
Коэффициент трения без добавки |
Коэффициент трения с 2% комбинированной добавки (антистатик + скользящая) «Cromex» |
||
начало рулона |
конец рулона |
|
|
|||
1 |
ПЭ 102 |
Вдоль направления вытяжки рукава |
0,405 |
0,61 |
0,19 – 0,20 |
0,21 -0,23 |
Перпендикулярно направлению вытяжки |
0,445 |
0,51 |
0,21 – 0,22 |
0,22 – 0,24 |
||
2 |
ПЭ 108 |
Вдоль направления вытяжки рукава |
0,89 |
0,87 |
0,42 – 0,44 |
0,41 – 0,42 |
Перпендикулярно направлению вытяжки |
~ 1,0 |
~ 1,0 |
0,53 – 0,55 |
0,53 – 0,55 |
||
3 |
ПЭ 158 |
Вдоль направления вытяжки рукава |
0,59 |
0,83 |
0,27 – 0,30 |
0,39 – 0,40 |
Перпендикулярно направлению вытяжки |
0,795 |
~ 1,0 |
0,37 – 0,40
|
0,53 – 0,55 |
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. |
Таблица № 5.
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.