+7 (495) 787 55 99
Главная » Новости и статьи » Эффективные антистатические добавки для полимерных пленок

Новости и статьи

Эффективные антистатические добавки для полимерных пленок

Известно, что практически все ненаполненные полимерные материалы являются хорошими диэлектриками, у которых удельное поверхностное сопротивление составляет как минимум 1011 Ом (табл. 1).

Вследствие этого полимерные пленки при трении о не проводящие ток среды или объекты (например, о воздух или об элементы экструзионной линии, ламинатора, печатной машины, упаковочной линии и др.) могут с легкостью накапливать статическое электричество. И поскольку у полимеров отсутствует или ограничено течение электронов по поверхности или в объеме, то электростатический заряд скапливается на поверхности полимерных изделий, в частности, пленок, и остается там в течение длительного времени. Наличие статического электричества приводит к притягиванию пыли к поверхности изделия, что отрицательно сказывается на его внешнем виде, а в случае пленок вызывает трудности в таких постэкструзионных процессах, как размотка, нанесение печати, ламинация и упаковывание. Кроме того, разряды статического электричества могут, например, повредить детали электронных приборов, упакованных в полимерную пленку, и стать причиной воспламенения. Для устранения этих проблем существуют, в принципе, два основных пути – сделать полимерные материалы рассеивающими или даже токопроводящими.

В первом случае электростатический заряд медленно рассеивается по объему полимерного изделия и стекает в контактирующие с ним токопроводящие элементы оборудования.

Во втором случаэтот процесс протекает практически мгновенно. И в обоих случаях, кстати, предотвращается статический разряд при контакте с человеком. Для создания рассеивающих полимерных пленок, как правило, вполне достаточно использовать в их составе мигрирующие антистатики, которые обеспечат удельное поверхностное сопротивление материала в пределах 105–1011Ом. Такие традиционные мигрирующие добавки условно разделяют на антистатики непродолжительного и продолжительного действия. Примером первого типа добавок является антистатик Ampacet 102421, который содержит 10 % быстро мигрирующего активного агента на основе глицеролмоностеарата (GMS) и 10 % антиблока (антиблок необходим, чтобы предотвратить слипание пленки вследствие быстрой миграции агента). К антистатикам продолжительного действия относится Ampacet 100098-а, который содержит 5 % медленно мигрирующего активного агента на основе аминов. Следует отметить, что эффективность действия антистатических добавок 100098-а и 102421 зависит от влажности воздуха и при относительной влажности менее 15 % снижается. Для низких значений относительной влажности воздуха компания Ampacet разработала специальную антистатическую добавку 102669 – оптимизированную высокоэффективную марку, не содержащую аминов, как во многих традиционных антистатиках (уникальный состав 102669 запатентован и не разглашается).

На рис. 1 показано влияние времени экспозиции на удельное поверхностное сопротивление пленки из ПЭНП, содержащей тот или иной из указанных выше антистатиков (102421, 100098-а и 102669). Обращает на себя внимание то, что, как и традиционная добавка 102421 на основе GMS, новая добавка 102669 обладает практически мгновенным эффектом миграции. Кроме того, в результате использования добавки 102669 возникает не только более продолжительный, но и гораздо более выраженный антистатический эффект (в сравнении с маркой 100098-а на основе аминов). Добавка 102669 не содержит аминов и может быть использована в производстве упаковки для электронных приборов и пищевых продуктов. Если рецептура пленки является смесевой и в ней присутствуют такие полимеры как ПЭВП, ПЭСП, бимодальный ПЭ или сополимер ЭВА, то эффективность работы вышеперечисленных антистатиков в таких пленках не будет достаточной, даже несмотря на высокую дозировку. Компания Ampacet разработала новую антистатическую добавку HD STAT 104355-E, сочетающую низкую концентрацию действующего вещества и высокую эффективность для использования в подобных смесевых пленках.

При тестировании, например, многослойной упаковочной стретчхуд-пленки, содержащей 104355-E, наилучшие результаты были достигнуты при использовании 2 % добавки во всех слоях пленки (рис. 2). Эффективность действия добавки 104355-Е легко оценить визуально, если провести тест на «прилипание пыли». Как видно на фото, смесевая пленка с 2 % 104355-Е практически не притягивает и не накапливает пыль по сравнению с такой же пленкой, изготовленной с 4 % стандартной антистатической добавки. Особенно важным для переработчика является то, что антистатик 104355-Е, помимо своего основного назначения, придает базовому полимеру улучшенную перерабатываемость и имеет минимальную склонность к миграции. Последнее свойство позволяет избежать такой актуальной проблемы, как недостаток антистатического эффекта в процессе эксплуатации изделий, что присуще традиционным мигрирующим добавкам.

Некоторые показатели свойств антистатиков марок 102669 и 104355-Е приведены в табл. 2, а в табл. 3 представлены состав и рекомендации по применению всех описанных выше антистатических добавок Ampacet, причем ингредиенты, входящие в их состав, не являются токсичными и пригодны для применения в изделиях, контактирующих с пищевыми продуктами без ограничений по уровню специального предела миграции для стран Евросоюза и США.

При работе с любыми антистатиками следует учитывать, что:

• высокое содержание мигрирующих компонентов в определенных рецептурах пленок может снижать эффективность антистатика и вызывать необходимость увеличения его дозировки для достижения требуемых защитных характеристик, что связано с дополнительными расходами;

• антистатические свойства добавок могут оказаться под влиянием прочих ингредиентов пленочного полимерного материала, например, таких мигрирующих аддитивов, как скользящие добавки (эрукамид, олеамид), что выражается в образовании на поверхности пленки липкого налета и изменении антистатического эффекта;

• увеличение дозировки антистатика сверх рекомендуемой также может привести к образованию на поверхности пленки липкого налета, помутнению и, как следствие, снижению ее оптических свойств;

• присутствие антистатической добавки может негативно повлиять на пригодность пленки к нанесению печати и склеиванию;

• условия и длительность хранения пленки, а также обработка пленки коронным разрядом могут оказывать влияние на конечные свойства и должны контролироваться.

Как показывает многолетний опыт Ampacet в работе с антистатическими добавками, после предварительного выбора их типа и дозировки рекомендуется провести испытания производимой пленочной продукции (в частности, определить удельное электрическое сопротивление), так как на действие антистатика влияют состав пленки и параметры экструзии.

В заключение следует добавить, что области применения описанных антистатиков не ограничиваются полимерными пленками и они с успехом используются в производстве, например, всевозможных выдувных изделий, для которых также важно предотвратить накапливание статического электричества. Но это тема отдельного разговора. 

 
Схема проезда