包装薄膜的爽滑剂和抗粘连剂摩擦控制的研究进展

爽滑剂摩擦控制

爽滑剂可以通过减少薄膜之间、薄膜与设备之间的摩擦而使得加工和下游包装操作变得方便易行。爽滑剂的性能是通过静态或动态摩擦系数（static or kinetic Coefficient of Friction，COF）来测定的。COF是一个无量纲数，它代表了相互接触的两表面之间的滑行抵抗力，其值等于加在其中一表面上促使两表面之间滑动所需力的*小值除以垂直作用于接触面上的力。

COF=促使两表面之间滑动所需力的*小值/垂直作用于接触面上的力

ASTM D 1894-73是用来测定塑料薄膜间摩擦系数COF的一种标准测试方法。通常来讲，当摩擦系数大于0.50时，可以认为是防滑表面；当摩擦系数小于0.20时，则认为是可以用于辗轧的高滑表面。

摩擦系数测量示意图

(图片来源: 埃克森美孚化学)

爽滑剂的种类很多，包括传统的氨类爽滑剂以及新近的专业化无迁移型爽滑剂。在碾压完成前后，专业化无迁移型爽滑剂可以达到在更高的温度下，具有更好的可靠性以及稳定的COF值的要求。爽滑剂可以作为适用于不同的扩散速率、终端使用温度、以及不同的基体树脂的母粒配方，并且可以添加到不同的印刷油墨中。

脂肪酸为基底的氨类爽滑剂

传统类型的爽滑剂是基于脂肪酸氨基化合物（伯酰胺、仲酰胺、双酰胺）合成的。由于这些材料在聚合物中并不是可以完全溶解的，因而它们会向薄膜的表层迁移并且包覆在表面从而会降低表面的摩擦力。在选择氨类爽滑剂时，所要考虑的重要因素就是爽滑剂在降低摩擦系数COF方面的效果，温度稳定性以及迁移速率。氨基化合物的选择、基体聚合物、爽滑剂浓度以及使用温度都会影响到迁移速率。而由于越来越多的聚合物都在更高的温度下进行加工，所以爽滑剂的耐热氧化稳定性能也成为了日益重要的一个因素。爽滑剂的氧化降解行为可以导致爽滑剂的性能损失、变色、变臭等。而具有较高热稳定性的氨类化合物也比较不容易挥发，并且即使在提高了的加工温度下也可以继续保留在聚合物中。

伯酰胺类爽滑剂：应用的*为广泛的是油酸酰胺以及芥酸酰胺不饱和伯酰胺类爽滑剂。这类爽滑剂具有相对较小的分子量，可以迅速的迁移至聚合物表面，当添加率较低时具有较低的摩擦系数COF值，而且这类爽滑剂的价格相对来说也较为便宜。芥酸酰胺是从非动物油脂中提炼出来的，与油酸酰胺相比具有较好的热稳定性。而由于其具有更高的熔点、更高的耐热性能以及可以在更高的加工温度下进行加工的重要性质，芥酸酰胺正在逐渐取代油酸酰胺，而有着更为广泛的应用。

仲酰胺类及双酰胺类爽滑剂：与伯酰胺类爽滑剂相比，这些具有较大分子量的氨类化合物有着较低的迁移速率，从而使得COF值较为容易控制，并且这类爽滑剂有可能应用到多层薄膜结构中以限制层间的滑移效应到一层当中。例如，类似于油基棕榈酰胺(十八碳-9-烯基十六烷酸酰胺)以及硬脂酸芥酸酰胺这样的仲酰胺类爽滑剂，会在聚丙烯类共聚物表层发生迁移，但是不会在聚丙烯类均聚物的核心层发生迁移。与伯酰胺类爽滑剂相比，仲酰胺类爽滑剂以及双酰胺类爽滑剂同样具有较低的挥发性能以及更好的热稳定性。这就使得仲酰胺类爽滑剂以及双酰胺类爽滑剂在工程塑料方面以及在较高温度条件下进行膜浇铸的过程中更为有用。而在印刷以及密封这样的二级操作中，仲酰胺类爽滑剂以及双酰胺类爽滑剂产生的影响通常也小于伯酰胺类爽滑剂。

添加到聚合物中的氨类爽滑剂以及爽....