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1、BOPP 薄膜摩擦系数的研究摘要：本文主要研究了润滑剂、薄膜表面结构、抗粘连剂和高温使用条件对BOPP 薄膜摩擦系数的影响, 介绍了摩擦系数对 BOPP 薄膜包装的影响。 我国改革开放以来，人民水平大幅提高，商品包装的档次越来越高，包装工业得到迅速发展，而 BOPP 薄膜由于具有高透明度和光泽感，材料无毒、分子结 构稳定，对气味及水分有一定的阻隔功能，因此是产品包装的理想材料，在食品、烟草、印刷覆合、胶粘带等行业被广泛应用，成为包装领域最大品种的塑料包装薄 膜。 生产 BOPP 薄膜技术含量高，是一项很复杂的工作，而合理控制好摩擦系数及与之相关的物理、机械性能，是保证薄膜包装运行的关键。随着我
2、国包装工业 的迅速发展，包装机器运行速度和自动化程度越来越高，这对薄膜的摩擦系数提出了更高的要求。本文根据生产经验积累，重点讨论了润滑剂、薄膜表面结构、防粘 结剂和高温使用条件对摩擦系数的影响。 1 润滑剂对摩擦系数的影响 在薄膜中加进润滑剂可明显地降低摩擦系数。润滑剂按功能分为内润滑 剂和外润滑剂两类，内润滑剂能促进聚丙烯大分子链或链段相对运动，从 而改善物料流动性，外润滑剂则是与聚丙烯基团相容性差的极性有机化学 品，在聚丙烯链的布朗氏运动作用下，这些分子迁移至薄膜表面形成一层 油性表面，而起到改善薄膜表面性能的润滑作用降低摩擦系数，通常所有 的润滑剂都兼具有两方面的功能。BOPP 薄膜常用
3、的润滑剂有： （1）蜡类，包括低分子量聚乙烯和低分子量聚丙烯（软化点 85160） 和一般石蜡（软化点 5575） 。聚乙烯蜡与聚丙烯相容性差，因此主要起外润滑作用。而低分子量聚丙烯与聚丙烯相容性好，加入后实际上起着加宽分子量分 布的作用，改善其流动性。 （2）脂肪酸类，最常用的是硬脂酸，它常以二聚物的形式存在，在聚丙烯中可用作内和外润滑两方面的功能。 （3）酰胺类，单酰胺类最常用的是芥酸酰胺，它兼具爽滑剂与脱模剂功能。双酰胺类最常用的是亚基二硬脂酰胺（EBS） ，其熔点约为 140，热稳定性好，用于聚丙烯中主要起外润滑功能。 2 薄膜表面结构对摩擦系数的影响 薄膜表面结构也会影响摩擦系数，表
4、面太平滑会导致薄膜表面之间太贴服，相互滑动的有效表面增大，滑动就会特别困难。而如果薄膜表面有一定粗糙度，表面贴近后相互之间有一定空隙，相互滑动就会较容易，所以有一定粗糙感薄膜表面摩擦系数较低。 表层使用不同原料生产可以获得不同摩擦系数性能的薄膜。表层使用聚丙烯均聚物，由于均聚物结晶度高生产的薄膜刚性高而且薄膜表面硬度好，所以薄膜摩 擦系数较低。有些薄膜为了要求可以热封合，必须在表层使用共聚物以获得热封性能，由于共聚物含有一定量的无规物结晶度低，生产的薄膜较软并且薄膜表面较 粘，所以薄膜摩擦系数较高。 3 抗粘连剂对摩擦系数的影响 BOPP 薄膜表面光滑，相互滑动比较困难。抗粘连剂一般是粒径 2
5、-4um 的固体粉末，加进薄膜表层可以形成许多凸起，使薄膜层与层之间的实际接触面积减少，从而降低粘结力相互滑动就会较容易，有利于摩擦系数的降低。 抗粘连剂的种类对薄膜摩擦系数有较大影响，抗粘连剂的种类分无机物和有机物两大类，无机物的品种以二氧化硅为主，有机物的品种是随着双向拉伸聚丙烯 薄膜的发展而发展起来的较新的品种，例如脂肪酸酰胺就是有机物的一种，其表面柔软薄膜表面摩擦系数比无机物的品种低。 图 1：不同类型抗粘连剂对摩擦系数的影响 4 高温使用条件对摩擦系数的影响 薄膜在实际使用中温度条件可能不一样：例如在热带气候条件下，又或者是卷烟包装机热封杆的高温条件等。通常从 30开始，薄膜的摩擦系
6、数便急剧上 升，这是因为常用的润滑剂已接近其熔点而变得粘结，测试时施加的力波动很大，呈现一种间歇性滑动或粘结效果。为了减轻这种间歇性滑动-粘结现象，需要使用 另一种完全不同的耐高温润滑剂-硅酮，它由于是高分子量聚合物而具备独特的特性，即使在较高温度下摩擦系数仍然保持较低。 图 2：使用温度条件对摩擦系数的影响 5 摩擦系数对 BOPP 薄膜包装的影响 摩擦系数是量度 BOPP 薄膜滑动特性的指标，薄膜表面爽滑并具有适当的摩擦系数对于 BOPP 薄膜包装工艺非常重要，生产不同用途的 BOPP 薄膜产品对摩擦系数有不同的要求。 例如在香烟包装用途时，通常要求薄膜具有差别滑动性，即薄膜内面和外面的摩
7、擦系数不同控制要求。在香烟包装过程，薄膜外面在下膜通道、成型轮槽、折 叠板、烙铁、导轨等金属部件上滑动运行，薄膜外面对金属的摩擦系数应该控制较低，而由于这些金属部件大都是在 50 以上的高温条件下运转，随着温度条件的升高薄膜的摩擦系数会升高，特别是 30 之后摩擦系数上升更快，因此控制高温条件下的薄膜对金属的热摩擦系数更加重要，这样才能确保薄膜在热金属部件上滑动运行顺畅。薄膜内面在包装过程中与纸 接触，其摩擦系数应该控制稍高，以利于烟包在成型轮内与薄膜的定位良好，提高薄膜折叠质量获得紧凑的包装效果，令烟包在热封鼓内与薄膜片的定位良好以利于 包装紧凑。 在生产金属化镀铝膜时，如果薄膜摩擦系数较高
8、会对镀铝产生阻隔作用，降低薄膜镀铝性能，因此需要控制薄膜摩擦系数较低，最好是低于 0.35。而需要 特别强调的是为了达到这个摩擦系数，绝对不能加入任何爽滑剂，一个原因是这些爽滑剂通常都是迁移性的，在迁移过程会降低薄膜的表面张力而降低了金属的附 著，另一个原因是在真空镀铝过程这些爽滑剂有可能被真空吸出，造成镀铝设备产生隔层干扰了金属的附著。所以为了达到较低的摩擦系数，生产金属化镀铝膜需要 选用有机物的抗粘连剂。 薄膜用途薄膜表面静态摩擦系数动态摩擦系数粘胶带基膜处理面/非处理面0.800.75印刷和复合用光膜处理面/非处理面0.350.30与纸张复合非处理面/非处理面0.450.40金属化基膜处
9、理面/非处理面0.400.35高速外包装膜外面/外面0.250.20宽温热封膜外面/内面0.350.30标准热封膜外面/内面0.280.25白色热封膜外面/内面0.300.25外面/外面0.260.24内面/内面0.340.32香烟膜外面/金属面0.520.35（50）表 1 一些主要 BOPP 用途的摩擦系数 6 结论 （1）加进润滑剂可明显地降低摩擦系数。 （2）有一定粗糙感的薄膜表面摩擦系数较低，表层使用均聚物的薄膜摩擦系数较低。 （3）防粘结剂加进薄膜表层可以降低摩擦系数，有机物类的抗粘剂对降低摩擦系数较有效。 （4）高温使用条件应选择耐高温润滑剂-硅酮。 BOPP 薄膜关于 BOPP
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