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塑料包装材料用助剂的发展现状下

2021-07-06 来源:贵阳机械信息网

塑料包装材料用助剂的发展现状(下)

2.3 爽滑剂

塑料薄膜包装材料在加工过程中,树脂、设备存在着摩擦,降低树脂流动性,增加能耗,并由于摩擦生热降低树脂的稳定性,给薄膜制品的表面带来负面影响,薄膜容易产生粗糙而失去光泽。这对于日益高速化、自动化的包装材料的加工来说是非常不利的,开发新型高效爽滑剂的需求日益突出。此外,薄膜材料使用过程中,为防止薄膜制品在卷起后粘连在一起,也需加入爽滑剂。

包装材料中常见的爽滑剂是有机硅化合物、酰胺类(如:芥酸酰胺、油酸酰胺等)和皂类。国内使用较多的是后两者,有机硅化合物的使用相对较少。国内使用的爽滑剂普遍存在析出严重问题,卷辊上残存大量白霜,影响薄膜的表面质量。此外,在爽滑剂的使用中,应特别注意对薄膜复合强度的影响,过多的爽滑剂影响粘合剂的使用,不利于薄膜的复合。国内亟需开发新的同时具有高效的爽滑性和较低的迁移性的爽滑剂产品来满足需要。国外集中在有机硅类爽滑剂的研制开发方面作了很多工作,如:英国道康宁公司的聚合型有机硅化合物,不仅具有优良的爽滑性,而且析出少,不会产生普通爽滑剂由于迁移所带来的热封性能下降等弊病。不过,此类产品尚存在薄膜可印刷性较差的问题。

就PVC制品而言,爽滑剂又可称为润滑剂。在PVC薄膜的生产中添加润滑剂可改善其熔体流动性,提高薄膜表面质量。润滑剂按其用途可分为内润滑剂、外润滑剂和两性润滑剂。润滑剂按分子结构分为:蜡类、脂肪酸皂类,褐煤酸及其酯类、脂肪醇及脂肪醇酯、酰胺类等。

润滑剂是聚氯乙烯的重要加工助剂之一,润滑剂必须搭配恰当,才能加工顺利,产品质地优良。国外在PVC用润滑剂方面研究较多,如:德国汉高公司的G60、G70S等产品性能优异,可用于高档PVC薄膜的生产。国内如北京市化学工业研究院的LC系列PVC专用润滑剂产品,具有润滑效果优良,对薄膜的表面性能影响小等优点,满足厂家对于高性能润滑剂的需求。

2.4 热稳定剂

用于PVC包装材料制品的热稳定剂的研究方向是开发具有高效、低(无)毒、析出少、颜色浅、气味轻等特点的流体热稳定剂上。其中,在高档透明的PVC薄制品(膜和片材)中使用的液体热稳定剂,对于产品的高效热稳定性、低的气味、着色性和析出性要求较高,故国内的高档液体热稳定剂市场长期被国外和台湾的厂家所占据,国内厂商的产品由于不能满足这些性能要求,只能在低档产品上拼价格,产品技术水平较低,不利于企业的发展。国内在高档产品的开发方面的工作亟待加强。从技术角度而言,液体产品色泽、气味等方面的缺陷主要来自于金属盐的阴离子部分和溶剂。如环烷酸、C7-9脂肪酸均带有刺激性臭味,变压器油,柴油,煤油等溶剂不仅有刺鼻气味,而且对热稳定性没有贡献。选择合成脂肪酸、芳香酸、有机酯等为阴离子基团可解决上述问题,同时考虑具有热稳定性的有机化合物如亚磷酸脂、环氧酯等作为溶剂是一发展方向,引入羟基化合物也属上策。目前,相关开发研制工作集中在流体复合热稳定剂阴离子部分及溶剂的优选方面。

包装用热稳定剂的另一个研究重点集中在开发取代镉、铅等重金属的无毒热稳定剂方面。钙/锌热稳定剂一直是热PVC热稳定剂无毒化的方向之一,但长期困扰钙/锌稳定剂的是其热稳定效率不同,难以替代有机锡或镉、铅类稳定剂。随着国内β—二酮、新型无毒亚磷酯等有机热稳定剂新产品种的开发成功,使高效钙/锌热稳定剂的问世成为可能,可以部分替代或在某些场合全部替代有机锡或镉、铅热稳定剂。北京市化学工业研究院的液体或固体复合钙/锌稳定剂MCZ系列例是应运而生的品种之一(表3)。

稀土稳定剂独具中国特色。利用我国独有的丰富的稀土资源开发PVC用稀土热稳定剂符合我国高新技术产业政策,有利于可持续发展,是我国热稳定剂的特色之一。继江阴华士工业日用品化工厂和广东肇庆鼎湖精细化工厂成功地开发生产出稀土热稳定剂后,广东广洋高科技实业公司又成功地采用直接法工艺规模化生产REC系列多功能稀土热稳定剂。PEC系列稳定剂具有无毒、无味、无放射性危害,兼具偶联、增韧、增强、改善加工性能等多项功能,对PVC具有优良的稳定效果,可替代有机锡和镉、铅类热稳定剂,性能价格比优良,属新一代绿色环保产品。

有机热稳定剂品种开发仍是重点之一。有机锡稳定剂在透明性、色泽稳定性方面具有显著优势。有机锡产品的开发集中在甲基锡和无硫有机锡的研制方面。目前,国内有机锡热稳定剂生产初具规模。继北京化三与美国阿托公司合资的3000t/a有机锡装置投产后,深圳泛胜塑胶公司的有机锡装置也投入运行。不过,国内市场上高档有机锡产品仍被以美国Morton塑料助剂公司和Akcros化学公司为代表的国外厂家所占据,国内在高档有机锡品种的开发方面还应加强投入。

2.5 抗氧剂

包装材料因其应用的特殊性,如包装食品、化妆品等,对于抗氧剂的卫生性要求很高,尽管很多常见的抗氧剂作了毒性检验,但应用中仍难免让人担忧。而维生素E具有优良的抗热氧化作用,本身无毒副作用,得到了包装制品行业的青睐。维生素E有效成份为α-生育酚(ATP),ATP不仅有极高的抗氧活性,而且可消除或降低塑料包装材料的异味,因此将其作为抗氧剂引入食品包装材料中,代替以往的酚类抗氧剂,取得良好的效果。最早由瑞士(Hoffmann-LaRoche公司将维生素E作为聚烯烃抗氧剂开展研究工作并推出工业化产品,目前,国内外在维生素E方面的研究应用工作日益增多。

包装材料由于紧密贴近日常生活,且消耗量巨大,塑料包装废弃物的回收再利用问题更显得突出,由此对各类新型回收塑料专用添加剂产生了较大的需求。其中,专用抗氧剂可避免重复加工时树脂发生变黄、强度大幅度下降的弊病,利于回收工作的开展。包装材料特别是薄膜材料,往往是多种树脂的复合物,目前人们广泛采用的受阻酚和亚磷酸酯配合体系,对于这种混合体系的抗热氧化效果不大令人满意,迫切需要开发回收包装材料的抗氧剂或加工稳定剂体系。

特别是回收时,塑料由于已发生局部降解而产生性能下降,必须适当提高性能的情况,更需要有专用稳定剂体系。目前,瑞Ciba公司成功开发研制出一种新型加工稳定剂体系,专门用于材料的再生,其商品名为Recycloblend 660。这种助剂体系,一方面包括高效抗氧剂,能有效防止加工过程中分子量下降,维持原有的聚合物的性能。另一方面,还包含反应型助剂,通过直接与聚合物分子反应,提高分子量,从而提高使用性能。

3、 结 语

总体来看,国内在塑料包装材料用功能助剂的开发研制方面取得了一定的进展,但仍存在很多问题,集中体现在:高性能助剂的研制和生产不能满足市场的需求,需大量进口国外产品,为新型包装材料配套的功能助剂的开发研制工作落后于包装材料制品的发展,不利于新型包装技术的推广应用。国内应加大包装材料用功能助剂的研制与生产,满足日益增长的市场需求,为包装行业的发展提供功能各异的原材料。

信息来源:塑料包装

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