PVA对防雾PE膜的防雾性能的影响-

1、PVA对防雾PE膜的防雾性能的影响李家政王强(河北工业大学化工系,天津300130研究了PVA对PE防雾膜的防雾寿命的影响。发现PE防雾膜的防雾寿命随PVA加入量的增加而增加,在加入量超过一定范围时,其防雾寿命开始下降。电镜照片对这一结果予以合理的解释。力学性能测试结果表明,加有PVA的PE防雾膜在拉伸强度,直角撕裂强度,断裂伸长率等方面比未加PVA的防雾膜要小,但不影响其使用性能。关键词:防雾膜防雾性PVAPE膜长期以来,为了延长防雾膜的防雾寿命,人们从各个方面进行了多方面的探索,采用各种手段适当地延长了防雾寿命。在这方面的专利文献繁多1,2,3。本论文的工作是在防雾膜中加入一定量的PVA,

2、并因此而大大地延长了防雾寿命。1实验部分1.1试剂及设备LDPE:M I=2.0g/min,荷兰产。防雾剂F-A,F -B,F-C,F-D,天津助剂厂生产;PVA(1750,天津天河化学试剂厂产品;高速搅拌机,双螺杆挤出机,吹膜机,拉力试验机,皆国产;扫描电镜,日立H-800型。1.2造粒及吹膜将PVA及几种防雾剂与PE粒料一起先经高速搅拌,然后用双螺杆挤出机挤出造粒,挤出机各加热区的温度如下:I区,250;区,260,区,270;,280;区,280;区,280;机头,275;熔体温度, 265。造粒后,用吹膜机吹成膜,薄膜厚度0.1mm。吹膜机各加热区的温度如下:区,220;区,230;区

3、,230;区,210。1.3检验防雾寿命的加速实验将防雾膜置于500mL烧杯口上,杯内放水约400mL,烧杯置于浴缸中以80水浴加热。这时防雾膜内表面有一层薄的水膜,一定时间后,膜内表面开始出现水珠。此时防雾性开始消失,记录下这个时间。从加速实验开始到这段时间视作加速实验防雾时间,它可间接地反映出农膜在实际应用中寿命的长短。1.4力学性能测试及膜内部结构的观察在拉力试验机上按G B4455-94的要求测膜的拉伸强度,直角撕裂强度及断裂伸长率。将PE膜在液氮中进行脆性断裂,后在扫描电镜下观察其断面结构。2结果与讨论2.1PVA加入量与防雾寿命的关系加速实验结果表明,PVA加入量与防雾膜的防雾寿命

4、有一定的关系。图1绘出了在一定条件下PVA 加入量与防雾寿命之间的关系曲线 。图1PVA加入量与防雾寿命之间的关系曲线(防雾剂的加入总量为2.0%,四种防雾剂的用量相等Fig1Relation curves of PVA content withanti2fogging property可以看出,随着PVA用量的增加,开始时防雾寿命随之延长,到PVA用量达1%左右时,防雾寿命达最大值。超过此用量后,防雾寿命开始下降。最大防雾寿命约是未加PVA时的近2倍。上述曲线反映了PVA对防雾剂向膜表面迁移的影响的复杂性。小分子在PE膜内向外表的迁移受多方面的影响,目前人们还不能完全弄清其机理4。但膜是否具

5、有防雾性应取决于单位时间内迁移到膜表面的小分子防雾剂的数量,只有当单位时间内迁移到膜第27卷第1期1999年1月塑料工业CHINA PLASTICS INDUSTR YVol27No1Jan1999作者简介:李家政,男,讲师。1996年获中国科技大学辐射化学硕士学位。主要从事辐射加工,辐射乳液聚合及新型应用性塑料的研制。发表学术论文近十篇。表面的防雾剂达到一定的量时(以N 表示,膜表面才有足够的亲水性。这时水才能在其表面全面展开形成水膜。如果迁移到膜表面的防雾剂的量小于N 值,则膜表面因亲水性不足而不具备防雾性。对于一般的防雾膜,开始使用时由于其内部防雾剂含量较高,单位时间内迁移到膜表面的防雾

6、剂的量也很高,远大于N 值,此后膜内防雾剂的量逐渐减少,迁移到膜表面的防雾剂的量也逐渐减少,最后达到临界值N 。其实,迁移向膜表面的防雾剂的量远大于N 值,这对防雾剂是一种浪费,只须略大于N 值即显示防雾性。如能抑制迁移的速度但仍使迁移向膜表面的防雾剂的量大于N 值,将会延长防雾寿命。PVA 本身是大分子,在PE 膜内很难向表面迁移。PVA 上的羟基(-OH 会与防雾剂的亲水端很好地作用,从而抑制了小分子防雾剂向膜表面的迁移,但迁移量仍在N 之上,此时防雾剂在膜内存留时间延长,从而延长了防雾寿命。但当PVA 的加入量超过一定值时,因羟基太多而极大地制约了防雾剂向膜表面的迁移。这样在防雾膜使用一

7、段时间后,即使膜内的防雾剂浓度还比较高,但因迁称太慢,当防雾剂迁移到膜表面的量小于N 时,便显示不出防雾性了。因此,PVA 加入量超过一定值时,其防雾寿命便开始下降了。2.2加入PVA 的防雾膜的结构分析a b图2PE 防雾膜的脆性断面电镜照片Fig 2TEM photograph of brittle sectionsof anti 2fogging PE film a 未加PVA ;b 1%PVA图2给出了两种防雾膜的脆性断裂电镜照片。可以看出,在未加PVA 的防雾膜中,加入的防雾剂在膜中分散成细小的相。B 图中,由于加入了PVA ,小分子分散相畴明显增大,而且小分子相常呈不规则的连续分布

8、状态。说明PVA 的确促使了小分子防雾剂的进一步聚集。这也更直接地说明了PVA 与小分子防雾剂之间的作用。2.3PVA 对PE 膜机械性能的影响下表给出了不同PVA 的加入量对膜力学性能的影响。可以看出PVA 的加入使防雾膜的各项力学性能略有下降,但仍远超过国标的要求,不影响其使用性能。表1PVA 对PE 膜力学性能的影响Tab 1E ffect of PVA on mechanical properties of PE filmPVA 质量,%123拉伸强度/MPa横向纵向17.919.017.318.216.517.715.817.1直角撕裂强度/kN m-1横向纵向11112010311

9、2911038789断裂伸长率%横向纵向5655155425065224785074623小结加入PVA 对PE 防雾膜的防雾性能有较大影响,即在一定范围内随加入量的增加,防雾寿命随之延长,PVA 加入量超过一定值,防雾寿命随之减小。因此,为延长PE 防雾膜的防雾寿命,PVA 有一个最佳加入量,而这个最佳的加入量应随防雾剂的种类和防雾剂的加入量的不同而有所不同。力学性能测试结果表明,加入PVA 后,PE 防雾膜在拉伸强度、直角撕裂强度、断裂伸长率等方面略有下降。参考文献1李海帮.日本公开特许公报,平1-1656322角田光雄.日本特许公报,昭39-211123小石真纯.日本特开,昭60-260

10、484Eniko ,Folds.etal.J Vinyl and additive Technology ,1997,3(226:220(本文于1998-09-07收到E ffect of PVA on Anti 2fogging Property of Anti 2fogging PE FilmLi Jiazheng Wang Qiang(Dept of Chemical Engineering ,Hebei University of Technology AbstractsThe effect of PVA on the anti 2fogging property of PE film

11、 was studied.The experimental results showed that the(下转第37页24塑料工业1999年烛灯芯”原理加以解释3。而当A TH 的填充量进一步增多时,阻燃作用即逐渐占主导地位,复合材料的燃速进一步下降,直到不延燃或离火即熄。2.4 热失重分析图2HDPE/A TH 的热失重曲线Fig 2TG curves of HDPE/A TH1-HDPE ;2-HDPE/A TH (质量分数以下同(30%/红磷;3-HDPE /A TH (3%/硼酸锌;4-HDPE/A TH (45%/铝酸酯(4%;5-HDPE/A TH (45%/C 22(4%用偶联

12、剂和表面涂覆剂处理后的A TH 的耐热性在阻燃体系中有较大的提高。通过热失重测试结果(如图2,可以看出阻燃材料中的A TH 的热分解温度有所提高。C 22表面涂覆剂处理后的阻燃材料中的A TH 的热分解温度可达264,而材料基体的热分解温度也由HDPE 纯样的437升高到465。添加了阻燃增效剂的阻燃材料,其耐热性改善的幅度更大。以A TH 填充量为30%并添加红磷增效剂的材料为例。材料中的A TH 的热分解温度为275,材料基体的分解温度为466。材料添加硼酸锌后,也可达到同样的目的。A TH 填充30%,并添加适量硼酸锌的阻燃材料,其中的A TH 的热分解温度可达264,基体材料的热分解温

13、度可达460。3结论1.C 22处理HDPE/A TH 阻燃体系的效果较令人满意,C 22可作为一种廉价的新型A TH 表面涂覆剂。2.A TH 作为一种低效无机阻燃剂,要提高其阻燃效果,改善其材料的力学性能,必须添加阻燃增效剂。3.红磷及硼酸锌作为阻燃增效剂,其效果明显,显著提高了材料的热分解温度。参考文献1Anon. ,1981,29(10:532张明善.阻燃材料与技术,1990,(1:113Hornsby P R ,Watson C L 1Plastics and Rubber Processing andApplication ,1986,6(2:165(本文于1998-09-12收到

14、T reatment and Synergism of ATH in Flame 2retardant H DPE/ATH Lan Fang Chen Ning Cai Liaoyuan Zhang Jibing Xiang Ming(Research Institute of Polymer Material ,Sichuan Union University AbstractsAluminum trihydrate (A TH was used to improve the flame retardance of HDPE ,and A TH was treated by cou 2pli

15、ng agents ,such as aluminate and phthalate ,and self 2prepared phosphate and C 22,to improve the synergism and dis 2persion of A TH in HDPE.The results of tensile ,impact and flame tests of HDPE/A TH showed the HDPE containing treated A TH had better overall properties ,especially the toughness ,the

16、 prepared phosphate and C 22had very good effect on the properties of HDPE/A TH.The use of flame retardants red phosphorous and zinc borate could improve obviously the flame retardance of HDPE/A TH.The result of TG showed when A TH was treated by coupling agent ,the heat resistance of HDPE/A TH was

17、improved ,resulting in increasing of dehydration temperature from 220to 270280.K eyw ords :HDPE Aluminum Trihydrate Flame Retardance Surface TreatmentFlame Retardance Synergism(上接第42页anti 2fogging servicelife of the film increased with the increase of PVA content ,but decrease when the PVA content in 2creased to a certain level ,and this was explained by TEM photographs.The mechanical experimental resu