氢化石油树脂对BOPP烟膜性能的影响研究
本文对比了九种比较常见的氢化石油树脂牌号,研究其对烟膜雾度、热收缩力和抗板结能力等性能影响。
1.1主要原料
1#、2#和3#氢化石油树脂产自国内炼化企业,主要成分为直链C9;4#、5#氢化石油树脂产自日本,主要成分为直链C5+C9;6#、7#氢化石油树脂产自美国,主要成分为DCPD;8#氢化石油树脂产自日本,主要成分为直链C5+C9;9#氢化石油树脂产自国内炼化企业,主要成分为直链C5。1#-9#氢化石油树脂性能指标如表1所示。
表1 不同牌号氢化石油树脂的物性数据
2.结果与讨论
2.1氢化石油树脂对BOPP烟膜的即测性能影响
按照相同的配方和工艺将九种氢化石油树脂做成母料,然后再经过双拉做成薄膜,薄膜型号是收缩型烟膜,适用于硬盒香烟。标准厚度21um,氢化石油树脂的用量为10wt%。下线后立即检测性能如表2所示。
表2 即测BOPP烟膜的物性数据
表3 30天后BOPP烟膜的物性数据
根据上表的数据可以看出,所有牌号对应的薄膜雾度均小于1.0,表明都符合使用要求,8#和9#的表现尤为突出,再次表明直链C5有利于改善光学性能;硬盒香烟需要较高的收缩率,一般要求达到9%,6#和7#的收缩率较小,使用过程会出现烟包松泡的缺陷;弹性模量的数据在一周之内会有较大的升幅,所以即测数据参考意义不大,在这里不做分析。
2.2 30天后氢化石油树脂对BOPP烟膜的性能影响
BOPP烟膜在时效处理和储存的过程中,结晶会进一步完善,也就是常说的后结晶。同时一些添加剂迁移出薄膜表面,物性会发生一些的变化。一般30天左右各项性能指标达到平衡和稳定,对上述样本进行了性能跟踪,检测性能如表3所示。
从表3的数据分析可知,30天后,8#和9#仍然保持了雾度低的优势;6#和7#的收缩率虽然下降幅度小于其它样本,但由于起点不高,稳定后的数值仍然小于8%,在硬盒香烟包装中可能会出现泡松的问题;30天后的弹性模量都超过2400Mpa,6#样本甚至超过了2600Mpa,这与6#的双环结构不无关系。
2.3氢化石油树脂对BOPP烟膜的抗板结性能影响
氢化石油树脂的数均分子量不足1000,重均分子量稍大,也不超过2000,分子链活动能力较强,存在少量迁移到薄膜表面的现象。氢化石油树脂最大的用途是热熔胶,正是利用其遇热发粘的特性,BOPP烟膜虽然挑选了软化点较高的牌号,抗粘能力有所增强,但始终存在一定的粘结倾向。烟厂在使用中特别强调薄膜的上机运行性,哪怕是轻微的发粘或板结都会引起使用不顺畅,所以提高收缩型BOPP烟膜的抗板结性是很重要的工艺要求。为了更好地表征薄膜的抗板结能力,结合多年的经验,笔者把成品膜卷放在恒温(35℃)恒湿(80%)的环境中时效处理7天,然后通过自由放卷来判定不同样本的抗板结能力,该模拟试验也需要测试摩擦系数。试验结果和检测性能如表4所示。
表4 恒温恒湿7天后BOPP烟膜的物性数据
从分析表4中的数据不难发现1#、2#和3#的抗板结性较差,不能自由放卷的米数也较多,纸芯发黑也比较严重,在烟厂使用中较有可能出现运行性不顺畅的问题;9#虽然雾度很出色,但存在板结较重的问题,8#的抗板结能力还不错,两者比较8#比9#有优势;抗板结能力最强的是4#和5#,虽然6#和7#也不错,但其在收缩率上有短板。
综合以上所有的数据基本可以判定,4#、5#和8#是不错的选择。
3.结论
研究结果表明4#、5#和8#氢化石油树脂对BOPP烟膜雾度、热收缩力和抗板结能力等综合性能影响最佳,结合表1中氢化石油树脂的性能指标,在选择氢化石油树脂时应考虑以下几点:
1)软化点不宜低于125℃,并且越高越好;
2)黄色指数不宜大于1,越小对BOPP烟膜的光学性能有利;
3)热稳定性不宜小于2,分子量越大越好,分子量分布越窄越好,这些指标对BOPP烟膜的抗板结有利;
4)挥发性不宜超过1%,否则加工增挺剂的过程中存在气味。除了氢化石油树脂,影响收缩型BOPP烟膜性能的因素还有很多,需要结合内外层配方一起进行综合分析和探讨。