22聚偏氯乙烯(以下简称PVDC )因具有优异的对气体的阻隔、耐化学等性能,常用作食品、医药、精密仪器等的包装材料。
PVDC 是由多组分组成的,它包括偏氯乙烯及与其可以共聚的第二单体悬浮共聚树脂、增塑剂、稳定剂、填料、颜料等各种组分。
PVDC 加入着色剂后,一方面遮盖PVDC 树脂本身淡淡的黄褐色;另一方面可增加制品或商品的美观程度,提高消费者对制品或商品的购买欲望。
PVDC 可制成各种薄膜、纤维、片材等,而我国目前主要制成肠衣膜。
本文就PVDC 着色有关内容作一介绍。
1PVDC 树脂着色方法树脂的着色最常见的方法有:干法着色、糊状着色剂着色、色粒着色、色母粒着色等。
着色方法的选择,应当根据树脂的种类、制品及其成型方法等各方面的因素加以综合考虑,即要在一定时间内着色剂能充分均一地分散在塑料中。
对于PVDC 树脂而言,最早采用干法着色,把颜料直接作为着色剂与PVDC 混合着色。
虽然这种方法比较简便,但是颜料凝集、飞散性大,颜料在树脂中不能充分分散,薄膜容易形成色斑点、发色不稳定,加工性能下降,对环境及人体影响较大,混合器严重污染。
如果进行高浓度着色时,这些问题更加突出。
国内在PVDC 吹膜时不采用这种方法。
糊状着色剂着色是在国内小型PVDC 吹膜装置上常用的方法。
糊状着色剂着色是把颜料添加到PVDC 的增塑剂(如柠檬酸三丁酯、乙酰基柠檬酸三丁酯、癸二酸二丁酯等)内,混合后制得糊状着色剂,再与PVDC 混合着色。
虽然颜料能充分均匀地分散到树脂内,但使用不方便。
特别是PVDC 树脂所用的增塑剂量是比较少的,要配成高浓度的颜料比较困难,即使配成,颜料也不能充分地分散到PVDC 内。
另外,PVDC 着色时,需要把糊状着色剂和树脂混合时,混合器内部极易被糊状着色剂污染,混料现场、设备也被薄薄地蒙上一层颜料。
为了克服上述问题,一般情况下首先把与被着色树脂相同的树脂加入预料,根据需要,还可添加润滑剂、分散剂、增塑剂、稳定剂等助剂,加热混炼后得到颗粒或粉状的母体混合物作为着色剂,与树脂混合着色,这种方法不会污染混合器。
制备母体混合物,颜料高度地分散载体内,也就能很好地分散在被着色的树脂内。
但PVDC 树脂因热稳定性差,混炼时受剪切力作用受热分解,要制备母体混合物是极其困难的。
要制成适用于PVDC 的母体混合物,重点在于选择载体,一方面要使着色剂等成分在载体中得到良好的分散,并将各个组分粘结在一起,另一方面要与PVDC 树脂有良好的相容性和流动性。
采用偏氯乙烯共聚物的着色摘要介绍了用于聚偏氯乙烯着色的方法,母体混合物的制备以及母体混合物组成对偏氯乙烯的薄膜性能和加工性能的影响。
关键词偏氯乙烯着色剂性能加工张成德(巨化集团技术中心,浙江衢州,324004)塑料助剂2003年第3期(总第39期)23母体混合物着色,可以连续计量与PVDC共同进入挤出机吹塑制膜。
2母体混合物的制备过程PVDC树脂用母体混合物制备过程为定量的载体、颜料、润滑剂、分散剂、增塑剂、稳定剂等助剂加入混合器内,在一定温度和时间下加热充分均匀混合后取出,再在一定的温度下混炼一定时间后,取出冷却固化,经粉碎机粉碎,过筛即得母体混合物。
制备的关键是选择整体种类、合适的分子量以及在制备母体混合物时的混炼时间和混炼温度。
工艺流程如下:3母体混合物组成及对PVDC加工和制品性能的影响311载体PVDC热性能差,不能用作载体。
载体主要从与PVDC树脂相容性好的树脂,如聚氯乙烯、聚乙烯蜡、聚乙烯-醋酸乙烯、丙烯-乙烯共聚树脂、聚酯树脂等中选择。
如果相容性差,与PVDC同时挤出时,在挤出机内发生树脂的相分离,导致不能稳定挤出,同时也影响制品性能的均一性。
如制成薄膜,在高频密封时得不到好的密封口。
有报道[1]把颜料分散到聚苯乙烯或苯乙烯共聚树脂内,制成颗粒或粉状的高浓度颜料的母体混合物。
因为颗粒或粉状的母体混合物在与PVDC树脂着色时,不但不会污染混合器内部,而且混合后从混合器内取出PVDC树脂后,混合器内部极易清扫。
另外,颜料在载体内得到充分的分散,然后颜料也就极容易地分散到PVDC树脂中。
选择上述的树脂作为载体的话,由于这些树脂阻隔性能不如PVDC,作为载体加入PVDC中,相当于与PVDC共混加工,最终使PVDC制品的阻隔性能下降,因此,载体不能加得过多。
载体的分子量过低,制成的母体混合物不易粉碎,即使能粉碎,但因熔点较低,在着色PVDC时,仍有粘附在混合器内等问题;如果载体分子量过高,母体混合物的分散性差。
虽然PVDC树脂的热稳定性比较差,仍有把PVDC作为载体使用[2]的情况。
出发点在于上述所选树脂的阻隔性能都比PVDC 差,最终使成膜的PVDC的阻隔性能下降。
如采用分子量5000～80000的PVDC树脂作为载体,可以抑制混炼产生的热分解,颜料也能均匀地分散到PVDC树脂内。
作为载体的PVDC几乎没有热分解,而且与PVDC树脂相容性好,着色剂能充分均匀地分散在PVDC 树脂内。
312颜料可选择有机颜料和无机颜料。
可从常用的颜料选择和配制所需要的颜色。
颜料的添加量由载体的种类和用量确定,颜料用量不能过多,否则混炼比较困难,颜料不能很好地分散在载体内;颜料用量过少,相当于载体的用量增加,对PVDC的阻隔等性能有明显的影响,尤其是用PVDC作为载体时,由于加入的是低分子量的PVDC,使PVDC的薄膜、片材等的性能下降。
对于其他载体而言,用量需要增加,最终要改变PVDC制品的性能。
因此,颜料的用量要少,分布要均匀,才能很好地保持PVDC的特有的阻隔性能及卫生性能。
国内有厂家起草过包装用聚偏氯乙烯片状吹塑薄膜标准,其中对于着色的PVDC吹塑薄膜卫生性能中有一项为脱色试验指标,在乙醇、冷餐油或无色油脂、浸泡液体按G B5009160规定测定,三项指标应全达到阴性。
不管采用浆状着色剂,还是通过色母料着色,必须使用好的配方和好的加工工艺,使颜料均匀地分布在PVDC内。
其他助剂的选择和用量可根据需要确载体颜料其他助剂混合混炼冷却过筛粉碎母体混合物第3期张成德.偏氯乙烯共聚物的着色24定。
4小结国内目前进口的PVDC树脂从外观来看有二类,一类是已着色好的,从日本进口的;一类是没有着色的,从美国进口的。
从使用角度考虑,已着色好的使用非常方便,直接进入自动加料设备就可以了。
如果使用没有着色的,最好用母体混合物计量加料,对环境和设备不会造成污染。
国内PVDC树脂目前只能提供没有着色的树脂,因此借鉴国外的经验,开发着色好的PVDC树脂或适用于PVDC 的色母料,给用户提供方便。
参考文献1特开平8-33212特开平7-24275加工助剂使PE薄膜向高性能方向发展聚合物加工助剂(PPA)使PE这种应用最广的聚合物从一般商品应用扩大到以前认为不可能的高性能应用。
PPA是为LLDPE,特别是m LLDPE加工而发展起来的,它不仅能解决加工操作问题,还能提高产量和降低成本,共混料中可以使用更多的便宜LLDPE,降低总成本。
氟弹性体和氟聚合物PPA已应用多年,新产品则进一步改进性能,Du P ont D ow E las2 tom er公司新推出的V iton FreeF low2100和2200是改进流变行为的氟弹性体,用量少,氟弹性体粒子更长和更圆,容易铺开在机头上,形成更有效的涂层,耐磨损和耐其他添加剂、着色剂腐蚀,最初试用于吹塑膜,实际也能用于流延膜。
2100用聚乙二醇为界面剂, 2200用正在申请专利的聚己酸内酯系列产品为界面剂,能降低螺杆滑移,节省成本10%,并提高薄膜性能。
比利时D y neon公司2003年2月推出两个更耐用的氟弹性体PPA,用量更小,效率比老产品高20%～30%,据称不是通过改变粒子尺寸而是改变分子组成来提高效率。
该公司还在寻找能降低相互作用的协同剂,降低无机粒子对PPA的磨损,并使不同树脂间用量的差别降到最小,可能要在2003年下半年或2004年推出。
薄膜加工厂为寻找便宜的PPA,转向用氟聚合物已很长时间,其成本为氟弹性体的一半,但发展并不快。
法国Atofina公司开发的K y nar F lex2500是熔点比其他K y nar低25℃左右的氟聚合物,极容易分散,比老产品价格贵10%～15%,目前正在欧洲试用于LLDPE和H DPE薄膜成型,目前还未解决由于二氧化钛和二氧化硅对机筒和螺杆的磨损问题,这意味着还未达到PPA的效果。
D y neon 公司则计划在2003年上半年向全球推出低成本、聚合物结构不同的氟聚合物PPA。
(唐伟家译自“M odern P lastics”,2003-03-01)提高PET树脂特性粘度的扩链剂美国C lariant母料公司用新开发的扩链剂系列产品CESA-Extend提高PET树脂的特性粘度,使其特性粘度达到与固相反应合成的PET树脂相当的大小。
据C lariant公司介绍,仅添加1%的CESA-Extend便能使纤维级PET或回收PET的特性粘度从0172升至0183。
用1%～3%的CESA-Extend提高树脂的熔体强度,足以使树脂适用于吹塑PET薄膜。
这种添加剂促进长链连接到PET分子链两端,形成熔体强度高的分子链,接上去的分子链还能改进树脂的表面抗粘连性。
C lariant 公司已在2003年2月美国底特律举行的SPE 全球塑料环境会议(G lobal P lastics Environ2 m ental C onference)上宣布了这种新添加剂,并已选择了几个客户签订保密合同,试用新产品。
(唐伟家译自“P lastics T echnolo gy”,2003-03-20)塑料助剂2003年第3期(总第39期)。
