原創/美特高分子 zhongming
開口劑，也稱為爽滑劑、抗粘連劑、抗結劑等，常用於塑料薄膜料製品的生產製備過程中，可有效提高薄膜的開口性能。最早的開口劑是無機的滑石粉、硅藻土等；中期發展到有機的油酸酰胺、芥酸酰胺及EBS衍生物等；目前合成二氧化硅作開口劑在薄膜中的應用也較為廣泛。
- 開口劑的種類及性能
塑料薄膜開口劑有以下三代產品：第一代為滑石粉、硅藻土、磷酸氫鈣等，其缺點為開口性能較差，且加入影響塑料薄膜的光學等物理化學性能。第二代為油酸酰胺、芥酸酰胺及乙撐雙硬脂酰胺（EBS）衍生物等，其缺點為有機開口劑析出物附在薄膜表面，影響薄膜的印刷性、熱封性及顏色，也影響其作為食品包裝材料的安全性。第三代為合成二氧化硅，其優點是開口性能良好、無毒，加入還能提高塑料薄膜的拉伸強度和拉伸斷裂伸長率，使塑料薄膜的使用性能和物理性能得以提高，降低薄膜的生產成本，目前得到最廣泛的應用，為國內外的主流產品。
- 開口劑的工作原理
圖1.微顆粒型開口劑工作原理
圖2.滲透性開口劑工作原理
塑料薄膜的粘連問題主要有兩方面原因：一種是由於薄膜閉合後膜間形成真空密合狀態不易分開；另一種是薄膜成型後其表面有大量的外露分子鏈在兩片薄膜閉合後產生了大分子鏈之間的互相纏繞使其無法打開。事實上，造成薄膜開口困難的原因是：二者共存的且後者是主要原因。早期的無機開口劑就是使薄膜的表面產生凸凹不平來減少膜間負壓使其分離，工作原理如圖1所示。後期的有機開口劑是在薄膜表面形成一層潤滑膜降低薄膜的摩擦係數使之不互相粘連，工作原理如圖2所示。二者同時也阻礙了分子鏈之間的纏繞。新型開口爽滑劑的工作原理是選用納米級的二氧化硅粉體使其在樹脂中分散到微米級的顆粒。這種顆粒是由二氧化硅自身的聚集能形成沒有添加任何輔助助劑，該種顆粒是多孔有間隙的不規則的比表面積很大的鬆軟顆粒，其直徑為1-2微米,比表面積為500-600平方米/克，聚合物在加工過程中大分子鏈的末端被二氧化硅顆粒的空隙吸入該顆粒同時成為成核中心使其結晶。這樣就大大地減少了外露的分子鏈使兩膜接觸時從而解決了開口問題，同時也因為分子鏈的不外露薄膜在經過物體摩擦時也減輕了吸附力從而增加了爽滑性能。這種粒子不僅使薄膜表面產生凸起，而且還具有封閉大分子鏈端的功能。聚合物在加工過程中大分子的末端被顆粒的孔隙吸人同時該顆粒可成為成核中心加快聚合物結晶速度。這樣就大大減少外露分子鏈，使兩膜接觸時沒有大分子鏈的纏繞，解決了開口問題。
- 開口劑對TPE表觀及性能影響
圖3.材料的表面直觀圖
如圖3所示，加入開口劑的彈性體表面粗糙度大，這是由於開口劑固體粉末加人彈性體後可使塑料表層形成許多凸起，使塑料層與層之間的實際接觸面積減少，從而降低粘結力。從圖2中可以看出樣品擠出光澤度都表示為啞光，但是樣品+芥酸酰胺擠出樣條更加細膩，主要原因是，芥酸酰胺粒徑小，開口劑所造成的凸起比較小。添加二氧化硅的樣品，表面啞光比較明顯，這是因為加入二氧化硅的目的就是使材料表面粗糙化，產生凹凸點，防止膜與膜之間發生粘連。粗糙化的結果也必然對材料表面和光學性能產生影響。
表1填料/TPE比例為10/90，TPE力學性能數據
從表1看出：與空白試樣相比。樣品+芥酸酰胺、樣品+二氧化硅的強度有所下降，樣品+山嵛酰胺的強度明顯增加，但三個樣品的拉伸性能明顯下降，表明上述復配開口劑添加量對樣品的力學性能有明顯影響。這是因為一方面復配開口劑中無機組分以固體小微粒的形式分散於彈性體塑料中，由於分散不均，開口劑團聚會造成一定的缺陷，導致斷裂伸長率降低。另一方面微粒起到品核的作用，使彈性體中的塑料部分的結晶性能提高，從而增大了材料的強度，而樣品+山嵛酰胺的強度及斷裂伸長率都有明顯的增加。
綜上所述，在材料表面上，選擇芥酸酰胺開口劑可以使得材料表面更加細膩，二氧化硅和山嵛酰胺開口劑使得材料更加啞光；在材料力學性能上，加入山嵛酰胺開口劑得到材料的力學性能更優異，而二氧化硅和山嵛酰胺開口劑得到材料力學性能相對較差一些，可以根據自己的需求選擇合適的開口劑。
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