塑料薄膜粘连与摩擦系数

自动包装线的运行中往往遇到包装膜拉断、打滑、包装生产线断流等生产性问题，许多人将其归结于薄膜的摩擦系数的问题。可测试摩擦系数的结果显示并没有不合格，这是什么原因呢，这就要归结于一个日常很少有人注意的物理量――粘连（blocking）。

在实际应用过程中，往往有这样的情况，刚刚成膜的包装材料，在包装线使用时阻力太大，这就是粘连的作用了。彩印企业经常遇到的问题，卷膜熟化温度高时必须倒卷才能送出，就是要消除粘连作用。

    薄膜的粘连指在各种塑料树脂材料用不同工艺过程或加工条件制备的两层薄膜间存在的粘连力，即塑料薄膜接触层之间的一种粘着现象。粘连是塑料薄膜材料的一项重要性能。

   塑料薄膜在温度和压力的作用下可能产生粘连，在加工、使用或贮藏过程中也可能产生粘连。几乎所有粘连都是由下述几种情况引起的。

1、极端光滑的薄膜表面，紧密接触而且几乎完全隔绝空气，分离时形成的局部真空。

2、压力或温度（或两者共同作用）引起薄膜接触表面粘融。

3、静电吸附。

薄膜粘连性能的测试

用一根铝棒，以一定的速度沿其轴线的垂直方向匀速运动，使粘连着的两层塑料薄膜彼此逐渐分开。以分开每单位宽度粘连表面所需平均力表示粘连力，单位N/mm表示。

   测定塑料薄膜粘连性试样方法的示意图可见图1。通过电子拉力机的运动，使一根夹在两层塑料薄膜之间的光滑铝棒沿其轴线的垂直方向匀速运动。把粘连在一起的两层塑料薄膜逐渐分开，计算分离单位宽度粘连表面多需的平均力即为粘连力。

   使用LDX-200电子拉力机，试验过程如图所示。将铝棒和支撑框架组装好并固定到试验机的下夹具上。调节试验机，使每次试验开始时，铝棒与上夹具间的距离在40mm之内。

    当测试粘连力较大或是很薄的薄膜时，由于夹具宽度太窄可能会造成膜层皱折和拉伸变形。为克服这一困难，可选择超过试样宽度的夹子，连接到夹具上，再进行试验。

沿标记过的一端将每一试样的两个表面分开，使薄膜的每一单层在铝棒周围留出50～80mm的不粘连长度。

    在薄膜粘连严重的情况下，可用两小条压敏胶带贴在试样一角的两个相对面上，并延伸到试样边缘之外，彼此粘在一起。从最外缘将两条压敏胶带分开，该薄膜的两角则会随之分开。

将试样固定在拉力机的上夹具上，夹具的位置在中心标记处。参见图1，然后调节零点，忽略试样重量。

在试样速度为125mm/min，开始试验直至试样被完全分开。记录试验负荷的平均值，单位以N表示。从最佳平均负荷线的平均值。平均负荷线可用肉眼来确定，也可选择均匀间隔的负荷坐标去平均值，或用任何一种常见的方法，包括图形积分的方法来确定。

 计算所有测试试样的粘连力。用平均负荷除以试样宽度即得到粘连力。单位N/mm 。如果不同位置试样的粘连力存在明显差异，建议也要报告粘连力的最大值和最小值。

粘连测试因为干扰因素多，对测试结果要求：

 重复性——由一个操作人员重复测试的试验结果之差不得超过0.388×10^-3N/mm。

 再现性——由两个试验室提供的结果之差不得超过0.527×10^-3Ｎ/ｍｍ。

具体测试方法见《复合软包装质量标准手册》p262，GB/T 16276《塑料薄膜粘连性试验方法》。

粘连与摩擦系数的异同

与我们常见的摩擦系数测试相比较，可以清楚的看出这两个物理量之间的异同，塑料薄膜摩擦系数一般指两块薄膜之间或者薄膜与金属之间运动时的摩擦（动摩擦系数）和刚开始运动时的摩擦（静摩擦系数），前者关系到生产时的能耗和速度，后者关系到开机瞬间电流的问题。通过用MC-600测试摩擦系数的方法我们知道，测试有一个基本前提。就是要测试的试样事先是分开的，即两块薄膜没有必然的联系，可以是两个不同部位的薄膜。

粘连性能测试考察的是薄膜的原始状态，即测试前粘连的薄膜是不可以用其它方法分开分开的。粘连性能不但关系到开机瞬间电流，也关系生产中的能耗。测试时需要的是正在处于粘连状态的薄膜。

减少二者的影响所用方法不同，前者需要在薄膜生产的原料里添加润滑剂或者爽滑剂，即一些可以游离到薄膜表面的有机小分子，如低分子腊、酰胺类或者皂类。后者需要在生产薄膜时添加一些可以形成尖端放电或者增加薄膜空隙的突起的开口剂，一般为与塑料相容性好的无机盐类，如硅藻土、二氧化硅、磷酸盐等。

所以，在遇到包装膜拉断、打滑、包装生产线断流等一些问题时，除了要考虑摩擦系数，也应该考察薄膜的粘连性能，这样才能全面的分析问题原因，找到解决方案。有时候，单纯因为时间或者热导致的粘连，可能只需要用分切机把薄膜倒一下卷，造成包装线停工的问题就可以完全解决。