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      摘要：本文通過對(duì)電暈處理功率、電暈輥筒溫度及不同倉(cāng)貯溫度、濕度的選擇試驗(yàn)，分別闡述了電暈處理功率、電暈輥筒溫度及倉(cāng)貯環(huán)境對(duì)CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力的影響規(guī)律，對(duì)實(shí)際CPP薄膜的生產(chǎn)、使用具有一定的指導(dǎo)意義。     關(guān)鍵詞：CPP薄膜、潤(rùn)濕張力     三層共擠未拉伸聚丙烯薄膜(以下簡(jiǎn)稱CPP薄膜)采用三層共擠流延工藝制得，表層具有較高的表面潤(rùn)濕張力，可直接用于鍍鋁、印刷；芯層具有剛性支撐作用；底層可直接熱封。廣泛用于餅干、果脯、膨化食品、快餐面、榨菜等食品包裝。     聚丙烯是含有碳、氫兩種元素的非極性高分子化合物，具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性能，但它也是最惰性的有機(jī)高聚物之一[1]。因此要使CPP薄膜與印刷油墨、鋁層或其它復(fù)合層具有較強(qiáng)的親合力，就需要對(duì)它進(jìn)行表面處理，通過處理提高其表層潤(rùn)濕張力，從而提高其對(duì)油墨的粘著牢度及與其它材料的復(fù)合強(qiáng)度[2]。     電暈處理是目前最常用的表面處理方式。其原理是在高壓電場(chǎng)的作用下使空氣中的氧分子電離成氧原子，氧原子與氧分子結(jié)合形成臭氧(O3)。而臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，它與高聚物薄膜表面的分子直接或間接作用，使其表面分子鏈上產(chǎn)生羰基等極性基團(tuán)；同時(shí)薄膜表面因受到離子氣體的強(qiáng)烈沖擊而粗化，并能起到去油污、干燥水氣和塵垢的作用，從而提高了薄膜表面的潤(rùn)濕張力[3]。為保持足夠的附著力，鍍鋁用的CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力應(yīng)大于40mN/m；而印刷、復(fù)合用的CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力應(yīng)大于38mN/m[4]。     處理后的CPP薄膜的表面潤(rùn)濕張力會(huì)由于PP材料中的小分子及加工助劑的析出及外界環(huán)境中水氣、灰塵的影響逐漸衰退。CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力的衰減速度曲線與PP樹脂中的低分子和可析出添加劑的含量有直接關(guān)系，同時(shí)與電暈處理工藝及產(chǎn)品貯存環(huán)境也密切相關(guān)。一、 試驗(yàn)及分析(一)主要試驗(yàn)設(shè)備1三層共擠流延機(jī)組，制造商：美國(guó)巴頓費(fèi)爾德公司(BATTENFELD)；2電暈處理機(jī)，制造商：美國(guó)PALLER公司，型號(hào)P6250。(二)CPP薄膜主要工藝流程PP樹脂A(熱封層)PP樹脂B(芯層)——→共擠模頭→流延成型→電暈處理→牽引收卷PP樹脂C(電暈層)(三)電暈處理功率對(duì)薄膜表面潤(rùn)濕張力的影響1試驗(yàn)條件：高電壓頻率：17～18KW;　　　　　電極與電暈輥間隙：1.6mm；　　原料配方：20％TF430/60％429/20％CF3017；　　生產(chǎn)線速度：150m/min2試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析    在相同的生產(chǎn)條件下改變電暈電極功率對(duì)下機(jī)薄膜表面潤(rùn)濕張力、鍍鋁后VMCPP薄膜的表面潤(rùn)濕張力及其衰退的影響見表1、表2；對(duì)比圖1、圖2。    表面潤(rùn)濕張力單位：mN/m；電極功率單位：KW     由圖1可見，不同的電暈處理功率在薄膜下機(jī)一周內(nèi)對(duì)薄膜表面潤(rùn)濕張力的影響較明顯；而隨時(shí)間的推移，電暈功率對(duì)薄膜表面潤(rùn)濕張力的影響逐漸減弱。但當(dāng)電暈功率在一定值以下時(shí)，薄膜表面潤(rùn)濕張力仍能保持隨功率升高而增大的趨勢(shì)；當(dāng)電暈功率升高到一定值后，再提高電暈功率一周后薄膜的表面潤(rùn)濕張力已無(wú)明顯差異。這是因?yàn)楫?dāng)原材料相同時(shí)，電暈處理強(qiáng)度在一定值以下時(shí)，隨電暈強(qiáng)度的增大，高聚物表面被氧化的分子數(shù)量逐漸增多，形成的極性基團(tuán)也相應(yīng)增多，薄膜的表面極性隨之增高；而當(dāng)電暈強(qiáng)度增大到一定值后，PP分子鏈上易被氧化的基團(tuán)數(shù)目達(dá)到極限后不會(huì)無(wú)限增多，從而造成CPP薄膜表面的極性不會(huì)無(wú)限提高，因而薄膜表面潤(rùn)濕張力不再隨電暈強(qiáng)度的加大而提高。此情況下薄膜的表面極性主要與材料性能相關(guān)，隨時(shí)間的推移，在配方相同即薄膜內(nèi)的小分子含量相同時(shí)，其遷移到薄膜表面的速度、濃度相同，因此消耗的表面極性相同，不同電暈處理功率下的薄膜表面潤(rùn)濕張力趨于相同。    由圖2可見，經(jīng)真空鍍鋁后因鋁原子的極性VMCPP表面潤(rùn)濕張力一般上升到52～54mN/m，在電暈處理功率較低時(shí)，處理功率對(duì)鍍鋁后VMCPP表面潤(rùn)濕張力的影響依然存在。但當(dāng)電暈處理功率高于一定值后，VMCPP的表面潤(rùn)濕張力受處理功率的影響逐步減少，不同電暈功率下的薄膜表面潤(rùn)濕張力及衰減趨于相同。但因鋁原子極性較大極易受空氣中水氣、灰塵的二次污染，同時(shí)鍍鋁過程加劇了CPP薄膜中小分子物質(zhì)的析出速度，因此VMCPP薄膜的表面潤(rùn)濕張力在三個(gè)月后衰退較嚴(yán)重，一般認(rèn)為表面潤(rùn)濕張力在36－以下時(shí)的VMCPP薄膜已無(wú)法保證復(fù)合強(qiáng)度。     根據(jù)實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，一般MCPP原膜在半年內(nèi)其表面潤(rùn)濕張力值仍能保持在可使用值以上，而VMCPP的保質(zhì)期只有三個(gè)月左右。(四)電暈輥溫度對(duì)表面潤(rùn)濕張力的影響1試驗(yàn)條件：高壓頻率：17～18KW;　　電極與電暈輥間隙：16　　原料配方：20％TF430/60％HF429/20％CF3017；　　生產(chǎn)線速度：160m/min　　電暈處理功率：15＋5 KW2試驗(yàn)結(jié)果及分析     由表3可知，電暈處理輥溫度較高時(shí)，由于薄膜表面溫度較高，高聚物表面分子鏈更易被氧化，在下機(jī)3天后，薄膜表面張力可提高2mN/m；15天內(nèi)可提高1mN/m；30天后因受析出小分子中和的影響，表面張力值已趨于相同。對(duì)產(chǎn)品使用周期短的用戶可采用此方法提高薄膜表面潤(rùn)濕張力。(五)貯存環(huán)境對(duì)CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力衰減的影響    試驗(yàn)時(shí)分別將相同的CPP薄膜存放在不同的環(huán)境中，以跟蹤溫度、濕度對(duì)薄膜表面潤(rùn)濕張力衰退情況的影響，跟蹤結(jié)果見表4。溫度單位：℃；相對(duì)濕度：％     由表4數(shù)據(jù)可知，貯存溫度、濕度較高時(shí)，因小分子遷移速度相對(duì)較快及空氣中含水量較高，薄膜的表面潤(rùn)濕張力衰退較快，而貯存溫度較低、空氣相對(duì)干燥時(shí)，薄膜表面潤(rùn)濕張力衰退明顯較慢。因此低溫干燥的貯存環(huán)境可相對(duì)延長(zhǎng)CPP薄膜倉(cāng)貯期限。二、 結(jié)論     在原材料相同、生產(chǎn)線速度一定時(shí)，生產(chǎn)CPP薄膜應(yīng)選擇最佳的電暈處理功率，功率過低薄膜表面潤(rùn)濕張力衰退過快，無(wú)法滿足使用要求；功率過高CPP薄膜的表面潤(rùn)濕張力并不隨處理功率的增大而提高，相反過度處理極可能造成薄膜其它物理、機(jī)械性能的損失。電暈處理功率對(duì)鍍鋁后的VMCPP的表面潤(rùn)濕張力具有相同于MCPP的影響，而VMCPP表面潤(rùn)濕張力衰退速度更快。     提高電暈處理的輥筒溫度，可適當(dāng)提高薄膜的電暈處理效果，在用戶使用周期較短時(shí)可使CPP薄膜得到更加優(yōu)良的表面極性。低溫、干燥的倉(cāng)貯環(huán)境有利于CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力的保持，因此在薄膜的倉(cāng)貯時(shí)間較長(zhǎng)，或高溫、多雨的季節(jié)應(yīng)盡可能選擇陰涼、干燥的貯存環(huán)境，以延長(zhǎng)CPP薄膜表面潤(rùn)濕張力的保持期。 作者： 劉 俊 萍 (南京金中達(dá)新材料有限公司)    來(lái) 自： 包裝雜志