Мигрирующие добавки: принцип действия и особенности применения

Для полимерных изделий, в особенности плёнок, существенным фактором является регулирование свойств поверхности полимера: глянец, матовость, шероховатость, скольжение, активация, адгезия, токопроводность и гидрофильность.

Осуществить это можно двумя путями:

• введением модифицирующей добавки в объём полимера, при этом работает та часть добавки, которая попадает на поверхность (например, антиблок);
• введением низкомолекулярных полярных добавок.

Они плохо совместимы с полимером и поэтому мигрируют постепенно на поверхность с созданием там особого поверхностного слоя, который и изменяет свойства поверхности.

Перечислим мигрирующие добавки:

• антифоги (гидрофильные добавки);
• антистатические;
• скользящие добавки.

При использовании мигрирующих добавок важны:

• скорость миграции;
• эффективность действия;
• срок службы добавки.

Что влияет на перечисленные факторы?

• сама природа добавки, её относительная совместимость с полимером;
• природа (полярность) полимера (если мы говорим о ПП и ПЭ, они неполярные);
• плотность полимера;
• ПТР;
• степень кристалличности;
• наличие минерального наполнителя и других мигрантов.

Важно также обратить внимание на следующее:

• концентрация добавки в полимере (более высокие концентрации дают повышенные скорости миграции);
• при завышенных рабочих температурах при литье или экструзии большая часть быстро мигрирующих добавок испаряется и эффект от их применения ухудшается;
• температура при хранении и эксплуатации изделия (при высокой температуре быстрее идёт миграция добавки на поверхность плёнки);
• толщина слоя или плёнки: чем она тоньше, тем выше должна быть дозировка добавки.

Есть и другие факторы, влияющие на миграцию добавки.

Способ введения добавки в полимер — более эффективно через концентрат, так как происходит более равномерное распределение добавки в полимере и используемых при этом совмещающих добавок, также влияющих на скорость миграции.

При одновременном применении нескольких мигрирующих добавок возникает конкуренция за поверхность, и эффективность действия каждой из них может снизиться.

Практические нюансы

Плотность намотки. При соблюдении всех параметров у плёнки, которая смотана в рулон, благодаря антиблоку сохраняется прослойка воздуха. Она является разделом между слоями и образует ту самую поверхность, на которую идёт миграция.

При отсутствии антиблока или при слишком плотной накрутке (обычно это область ближе к центру) слои прилипают настолько плотно, что исчезает воздушный раздел между витками плёнки в рулоне. Пропадает поверхность, к которой стремится мигрирующая добавка. В результате при размотке плёнки на поверхности будет только часть смигрировавшего слипа, что скажется на коэффициенте трения.

В силу большой подвижности молекул мигрирующих добавок срок их эффективного действия ограничен. Добавки быстро мигрируют на поверхность плёнок, но и достаточно быстро уходят с неё: испаряются, смываются, стираются.

Поэтому срок их службы не превышает 12–18 месяцев, в зависимости от типа добавки, уровня ввода и условий эксплуатации.

Нежелательно вводить в плёнки слишком много мигрирующих добавок, поскольку их избыток может снизить целевой эффект за счёт образования второго (обратного) слоя. Избыточный ввод добавок приводит к нарушению намотки рулона и увеличению отходов, к замасливанию плёнки и к загрязнению вытяжных и намоточных валов оборудования.

Кроме того, снижается адгезия флексокрасок, ухудшается качество печати, нарушаются целостность и прочность сварного шва.

Вместе с тем, следует помнить о том, что мигрирующие добавки работают на поверхности изделия, то есть их количество должно обеспечивать изменение активности всей поверхности плёнки.

Таким образом, чем тоньше плёнка, тем выше в ней должно быть содержание активного компонента и наоборот.

И в любом случае, точную дозировку добавки для каждой структуры плёнки можно подобрать только экспериментальным путем. Приходится искать баланс между уровнями ввода добавок для конкретного типа плёнки, чтобы обеспечить необходимое и достаточное действие каждой из них.

Позвоните нам, если нужна консультация!