塑料薄膜助剂的应用现状及发展方向

近年来塑料薄膜的应用领域不断扩展，对薄膜的功能性要求越来越多。包装与农业是薄膜应用最大的两个市场，为了满足不同应用领域的特殊需要，已有多种改性助剂开发出来。助剂改性已经成为实现薄膜产品功能化的简便而高效的手段。
　　各类功能助剂的出现拓宽了薄膜在包装行业的应用
　　塑料薄膜产品以其质轻、形薄、价廉、便于携带和改变形状等优点得到广泛应用。特别是在食品和日用品包装、农用覆盖材料等方面，塑料薄膜产品的使用数量和质量不断提高，对于新型薄膜材料的功能要求也越来越多。改善薄膜的质量和提升其功能性，单纯依靠树脂基体的改变和成型工艺的改进已不能满足市场发展的需求，添加各类功能助剂成为实现薄膜功能化的一种简便而高效的手段。
　　包装薄膜用助剂
　　双向拉伸薄膜材料在薄膜包装中一直居于重要位置，双向拉伸聚丙烯（BOPP）、聚酯（BOPET）、尼龙（BOPA）等应用日益广泛。传统的PVC薄膜在各种蔬菜和水果保鲜、长期冷冻食品包装、微波烘烤食品包装、电子元器件包装用导电薄膜中得到广泛应用。此外，流延聚丙烯（CPP）和流延聚乙烯（CPE）等产品的产量也较大。配合上述包装薄膜材料的助剂产品主要包括抗静电剂、爽滑和抗粘连剂、增刚剂、热稳定剂、抗氧剂和阻隔剂等。
　　抗静电剂
　　工业用抗静电剂主要是一些非离子型与离子型表面活性剂的单一化合物或复配物。按其分子中亲水基能否电离，分为离子型和非离子型，而离子型又分为阳离子型、阴离子型和两性型。抗静电原理是利用其亲水基在塑料表面吸收空气中的水汽，或在表面排列形成一个导电层来降低表面电阻值。
　　阳离子型抗静电剂抗静电性能优良，但通常热稳定性差，高温加工条件下易分解而致变色，一般只用于PVC制品中。而阴离子型抗静电剂由于会影响透明性不能用于薄膜制品。
　　非离子型抗静电剂具有低毒、热稳定性好、不易引起塑料老化等特点，使之成为包装材料中主要的内添加型抗静电剂。主要品种有脂肪酸多元醇酯，脂肪酸、醇、胺的环氧乙烷加成物。代表性产品有北京市化工研究院ASA-51、ASP-2等产品。
　　在包装材料中，抗静电剂性能好坏的判定不仅要考察其抗静电效果，还要关注它对于制品性能的影响。正因如此，抗静电剂开发的技术关键集中在各类表面活性剂的结构设计和配伍性的考察。当前，开发系列化、专用化的产品是抗静电剂的一个重要发展方向。
　　爽滑和抗粘连剂
　　现代塑料加工正朝着自动化、高速化和高品质化方向发展。加工速度越快，越易因摩擦而产生静电，薄膜（塑料制品）之间越容易粘连，严重阻碍高线速度挤出；薄膜的透明性越好，加工成型温度越高，越容易结团、粘连。因此，高效爽滑剂和抗粘连剂在塑料生产和自动化包装中起到异常重要的作用。
　　国内常见爽滑剂品种有胺类（油酸胺和芥酸胺）、皂类（硬脂酸钙等）和有机硅类（硅酮）。后者是液体，添加使用不方便，且价格昂贵。皂类产品虽然廉价，但效果不理想，且添加量大，在中、高档制品中基本不能使用。包装薄膜中常见的爽滑剂多为胺类化合物，如用于LDPE薄膜中的油酸胺；用于PP薄膜中的芥酸胺。
　　而抗粘连剂又称为开口剂，一般为无机类细小颗粒，如：二氧化硅等。但传统的无机类开口剂由于折光系数与基础树脂不同，往往会影响雾度。而最新发展的聚合物微粒作为开口剂则解决了这一问题。
　　增刚剂
　　包装材料用增刚剂又称为增挺剂，主要用于烟用BOPP热收缩膜中，提高BOPP薄膜的挺括度，改善被包装商品的外观，从而提升商品价值。目前，衡量增刚剂的优劣主要是通过考察它对薄膜的弹性模量的改善程度来测定。对于烟用BOPP热收缩膜，厂家对增刚剂的性能要求还包括：不能影响薄膜雾度和其他机械性能、降低热封温度等。
　　目前，增刚剂的研制开发主要集中在两个领域。一个途径是采用结构中含刚性链段的聚合物与PP形成合金，提高BOPP的弹性模量。通常使用的聚合物有：聚环戊二烯等。另一途径是依据促进成核的原理来实施增刚，通过细微颗粒的存在发挥异相成核作用，促进和改善PP的结晶，使其晶粒均匀、细化，来提高制品刚性。在这一思路影响下，使用有机成核剂实现增刚的应用得到一定发展。
　　热稳定剂
　　用于PVC包装材料制品的热稳定剂集中在开发取代镉、铅等重金属的无毒热稳定剂方面。
　　有机热稳定剂的开发是其中一个重要方面。有机锡稳定剂在透明性、色泽稳定性方面具有显着优势。有机锡产品的开发集中在甲基锡和无硫有机锡的研制。目前，国内有机锡热稳定剂生产初具规模。
　　随着环保的进一步要求，相关国家正陆续限制使用有机锡，这使钙/锌热稳定剂逐渐成为PVC热稳定剂无毒化的主流。随着国内钙/锌稳定剂技术的发展，其热稳定效率得到提高，陆续开发出高效钙/锌热稳定剂，可以部分或全部替代有机锡或钡镉锌热稳定剂，如：北京市化学工业研究院的液体复合钙/锌稳定剂MCZ系列。
　　而新型的绿色热稳定剂——有机类热稳定剂是PVC包装材料用热稳定剂无毒化最终的发展方向。
　　抗氧剂
　　包装材料因其应用的特殊性，如包装食品、化妆品等，对于抗氧剂的卫生性要求很高，尽管很多常见的抗氧剂作了毒性检验，但应用中仍难免让人担忧。新型抗氧剂维生素E具有优良的抗热氧化作用，本身无毒副作用，得到包装制品行业的青睐。
　　包装材料紧密贴近日常生活，且消耗量巨大，塑料包装废弃物的回收再利用问题更显得突出，由此对各类新型回收塑料专用添加剂产生了较大的需求。其中，专用抗氧剂可避免重复加工时树脂发生变黄、强度大幅度下降的弊病，利于回收工作的开展。但包装材料特别是薄膜材料，往往是多种树脂的复合物，一般的受阻酚和亚磷酸酯配合体系，对于混合体系的抗热氧化效果不大令人满意。开发回收包装材料的抗氧剂或加工稳定剂体系助剂正成为此类领域研究的热点。
　　阻隔剂
　　为防止各类气体透过薄膜，延长包装物质的贮存期，市场对新型阻隔型包装薄膜的需求越来越多。获得新型高阻隔包装材料除采用阻隔性优良的树脂和采用 SiOx蒸汽进行表面沉积处理外，添加一定量的阻隔剂也是一种重要的手段。目前，阻隔剂以无机填料为主，如：层状水滑石和绢云母等，其形态往往是片状，在制品中以层状分布，通过增加气体与水汽在树脂中的扩散行程，降低气体的透过率。随着国内外对纳米材料的研究日益升温，纳米材料在包装材料上的应用，特别是用于具有良好阻隔效果产品的研究开发已在逐步开展。
　　农膜用助剂
　　目前，农用塑料薄膜制品以农用棚膜、地膜、畜禽饲养覆盖膜、水果蔬菜保鲜膜为主。对于农用薄膜助剂来说，使用的树脂不同、所需产品功能不同，所选用的助剂体系不一样。目前，国内外与功能性助剂有关的农用塑料制品主要采用聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸乙烯（EVA）树脂、聚氯乙烯（PVC）以及聚丙烯（PP）等。近些年，还出现了聚酯（PET）树脂薄膜。农塑助剂正是随着不同树脂的开发应用而不断发展起来。