Uso delle silici come agenti antiblocking nei film plastici

作者: Maura Del Chicca, Carmine Di Fiore  –  Chemservice2 Srl

Prima pubblicazione su Comunicazione e Forme al sito formedicomunicazione.com dicembre 2004

介绍

塑料薄膜往往会相互粘附，从而难以分离各个层.

Questo fenomeno è evidente ad esempio nell’apertura degli shoppers quando le due parti sono in contatto l’una all’altra.

L’adesione tra i vari strati di film è usualmente chiamata effetto blocking, ed è una proprietà intrinseca di alcuni polimeri tra i quali LDPE, LLDPE, PP, PET, PA ecc..

Le cause di questo fenomeno non sono ancora state comprese del tutto; è stato ipotizzato che le frazioni a basso peso molecolare del polimero, 大概也一定添加剂的低通量分子, 出现在薄膜表面上，它们形成一种粘合层. 它可以但是也可以是两层膜的聚合物的无定形区域之间类型范德华相互作用的在彼此接触.

即膜的两个层之间建立的粘合力被识别与术语“粘连力” 它对应于为它们的分离所需要的力.

的力也作用在两层膜的耐粘连性在相互滑动, 即提高摩擦系数 (MEMORY).

抗粘连添加剂的作用机理

拉”阻滞力” 它是直接正比于数TIONAL和所有’ 相互作用力的强度; ridurre l’effetto blocking significa conseguentemente ridurre queste interazioni.

Gli additivi antiblocking si dividono in due categorie organici ed inorganici. Gli additivi organici agiscono riducendo il COF, e non sono argomento di questo articolo. Gli additivi inorganici aggiunti alla massa polimerica, creano delle microrugosità superficiali che allontanano tra loro gli strati e ne riducono i punti di contatto.

La figura (1) mostra due strati di film contenenti particelle di silice (sostanza solida inerte, con una temperatura di fusione superiore ai 1500°C).

Evidenti sono i due fattori determinanti per l’effetto antiblocking:

q薄膜表面的防粘连颗粒数量

q防粘连颗粒的尺寸和形状

颗粒是该膜的表面上更丰富, 越大的表面粗糙度, 附着点相应的减少和因此阻断效果.

粒度还必须正比于薄膜的最终厚度: 过小直径的防止颗粒从表面的出现而过度直径将导致“气球破裂的可能性” 生产吹胀薄膜的过程中.

最后, 相对向的形式, 据观察，颗粒的形状不规则产生凹凸更大数目的和平行的抗粘连效率更高.

它在这点上，包括也熔融聚合物中的抗粘连颗粒的良好分散的重要性; 如果防粘剂保留为聚集体形式，则在膜中形成的粗糙度将较小 (少防粘连效果) 和气泡生产将更容易验证气球破裂, 为聚集体过度直径.

agenti antibloking

市场上有几种防粘连剂 (有机和无机); 的选择取决于所用的聚合物上, 百分比和可采用由制造商的具体需要和薄膜的最终应用.

Grazie alle loro proprietà di inerzia chimica, resistenza al calore, efficacia, ecc. le silici (sintetiche o naturali) sono gli additivi antiblocking inorganici più largamente utilizzati.

Le silici

Le silici si presentano sotto forma di una polvere bianca molto fine ed estremamente leggera. 的二氧化硅作为antibloching剂的卓越效率的原因是在其结构中也可以发现. 我们可以设想这样一种结构作为微观海绵或非常小的浮石, 即，一个完整的槽体，使得它极轻; 与表面面积 (理解为外表面的向内部多一个槽的总和) 非常高, 它去:

 – 乐达与天然硅酸盐 2 至 70 米²/克与颗粒尺寸范围从 40 至 100 直径在微米

 – 乐达硅和Sintetiche 50 至 1000 米²/克与颗粒尺寸范围从 2 至 10 直径在微米

Silice naturale

天然二氧化硅是由硅藻骨架组成的沉积岩获得.

硅藻是植物生物硅膜具有丰富的从几微米到大小不等 2 约毫米. Gli scheletri sono composti principalmente da silice amorfa ed esibiscono larghi intervalli di porosità, e varietà di struttura e dimensioni dei pori.

Le silici naturali in genere contengono dal 70- 90% SiO₂ , un 3-7% di acqua oltre a tracce di sostanze organiche, quarzo naturale, carbonato di calcio e argilla. Durante il processo di calcinazione le sostanze organiche e l’acqua vengono rimosse mentre quarzo ed altri componenti minori restano nella silice come impurezze.

Silici Sintetiche

La silice sintetica può essere ottenuta con differenti processi. Essa è un solido completamente amorfo e privo di impurezze (SiO₂ > 99,8%); caratterizzato dalle dimensioni delle particelle, 微孔水平, ecc.

Le dimensioni inferiori rispetto alla silice naturale, combinate con la relativa maggiore area superficiale, l'assenza di sostanze inquinanti rendono le silici sintetiche il prodotto ideale come agente antiblocking.

La microporosità elevata permette l’impiego della silice sintetica anche come adsorbente, anche se nel settore del film il suo ruolo elettivo è come antiblocking.

Utilizzo dei vari additivi antiblocking

Nella scelta del tipo di antiblocking inorganico da utilizzare devono essere considerati diversi fattori tra questi citiamo: il prezzo, l’efficacia, le proprietà ottiche, le potenziali interazioni dannose con gli altri additivi della formulazione, il rapporto prezzo/performance, ecc

La silice naturale, o terra di diatomee è largamente utilizzata nei film in LDPE e LLDPE per il suo basso costo e per il basso coefficiente di assorbimento verso gli altri additivi della formulazione, esempio gli agenti antistatici, antifog, slip ecc.Tuttavia la silice naturale ha un’efficacia antiblocking inferiore a quella della silice sintetica. Inoltre vi sono dei rischi per la salute legati alla parte cristallina, tali rischi sono totalmente annullati dall’utilizzo come masterbatch. Tipicamente i master di silice naturale contengono dal 10 到 50% di principio attivo. Per quanto riguarda le proprietà ottiche dei film la silice naturale non ha problemi critici.

La silice sintetica è largamente utilizzata nei film in LDPE e LLDPE per la sua estrema efficacia come antiblocking. La sua purezza chimica e il fatto che la struttura sia completamente amorfa la rendono sicura per i rischi alla salute anche durante la fase di pre-dispersione, (produzione del masterbatch). Inoltre grazie al fatto che durante la fase di produzione della silice sintetica possono essere determinati:

– le dimensioni delle particelle

– l'area superficiale

– la presenza di eventuali gruppi reattivi

– ecc.

essa è utilizzata per risolvere anche problemi molto particolari legati alla produzione di film speciali.

Conclusioni

Tra i vari agenti antiblocking le silici sono il prodotto con la maggiore efficacia, fatto questo dovuto alla loro elevata area superficiale e conseguente bassa densità. Il meccanismo di funzionamento come agente antiblocking (comune agli altri antiblocking inorganici) è dovuto alla creazione di una serie di rugosità superficiali che riducendo i punti di contatto tra i film riducono l'effetto di blocking.

Le silici si dividono in naturali (terre di diatomee) e sintetiche.

Le silici naturali presentanto come vantaggi

– basso costo

– masterbatch ad elevata concentrazione

– minore assorbimento altri additivi rispetto alle silici sintetiche

come svantaggi

– rischi per la salute durante la fase di produzione dei masterbatches

– presenza di impurezze

– minore efficacia antiblocking ripetto alle silici sintetiche

Le silici sintetiche presentanto come vantaggi

– l'elevata area superficiale

– possibilità di inserimento di gruppi reattivi

– assenza di impurezze

– assenza di rischi per la salute durante la fase di produzione dei masterbatches

come svantaggi

– costo maggiore

– concentrazione massima nei masterbatch 20%

– maggiore assorbimento altri additivi rispetto alle silici naturali

La scelta di quale tipo di silice utilizzare è determinata da una serie di fattori tuttavia il rapporto prezzo/prestazioni in genere è favorevole alle silici naturali. La scelta delle silici sintetiche come antiblocking è giustificata quando vi sono specifiche necessità produttive, o necessità di purezza dei principi attivi.

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