1　聚合物物料改性方法

　　从配方调整着手,改善塑料表面的亲水性,这种方法成本较低,工艺简单,易于应用。采用配方体系中添加某些表面活性剂,成膜后能由内部向表面扩散和排列,表面活性剂的亲油基伸向塑料内部,亲水基伸向塑料表面。但添加剂和塑料的相容性一直是个难点。相容性太好,添加剂就无法向表面扩散渗透,表面性能得不到改善;相容性太差,则添加剂有可能会全部析出到塑料表面,易于脱落和沾污。此外,添加剂还不宜有结晶性,否则在表面形成细小结晶,反而妨碍光线的透射。为此,两种表面活性剂混合使用,可以防结晶。添加剂用量太少,不能形成单分子层,就没有防雾化的作用。反之,如添加剂用量太多,在表面形成的覆盖层大于十层分子,就会严重损害塑料表面性能,且使表面沾污。

1.1　ＰＥ塑料薄膜的防雾化

　　ＰＥ农用薄膜,在农业生产中大量采用。因此,其防雾化的问题就显得较为重要。将下面介绍的表面活性剂添加到ＰＥ物料配方体系中去,可以获得非常明显的防雾化效果。添加剂的用量是0.05%～2.5%,其ＨＬＢ值(亲水亲油平衡值)在4～14之间,要求每个分子含有2～10个ＥＯ基团(氧化乙烯基)和一个脂肪衍生物基团。常用的有多缩乙二醇单硬脂酸酯(ＥＯ=9),多缩乙二醇单月桂酸酯(ＥＯ=9),聚氧化乙烯月桂基醚(ＥＯ=4),聚氧化乙烯豆油酰胺(ＥＯ=2),聚氧化乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯(ＥＯ=4),聚氧化乙烯山梨糖醇单月桂酸酯(ＥＯ=4),聚氧化乙烯山梨糖单辛酸酯(ＥＯ=5)等等。

　　实验发现将两种表面活性剂合用比单独用一种效果好,可以产生协同效应。通常采用的方法是在高碳脂肪醇类的氧化乙烯衍生物、烷基酚的氧化乙烯衍生物、高碳脂肪酸的氧化乙烯衍生物、甘油或山梨糖醇的脂肪酸酯类的氧化乙烯衍生物等表面活性剂中,加入三乙醇胺的磷酸盐,协同效应的结果是大大提高塑料包装材料的防雾化性能。实验中使用复合抗雾化剂以后,聚乙烯薄膜的表面润湿性良好,接触角可以降低到20°左右。例如聚氧化乙烯的月桂醇醚(ＥＯ=10)和三乙醇醚(ＥＯ=10)和三乙醇胺的磷酸盐的混合添加剂,可使塑料薄膜的防雾化有效期大大延长。

1.2　ＰＶＣ塑料薄膜的防雾化

　　在100份聚氯乙烯中,添加3～5份甘油的单脂肪酸酯,经挤出压廷和双轴拉伸后成为薄膜,在聚氯乙烯的玻璃化温度低5～15℃的条件下,热处理 10ｈ以上,可得防雾化薄膜。例如,100份聚氯乙烯(聚合度Ｐ1050),3份甘油的单油酸酯(防雾化剂),3份顺丁烯二酸二丁基锡,35份增塑剂,制成薄膜后在50℃下处理10ｈ,接触角为24°,防雾化性优良。又如,聚氯乙烯100份,邻苯二甲酸二辛酯13份制成薄膜后,在50℃下处理10ｈ,接触角为22°,防雾化性优良。在聚氯乙烯中,添加多元醇脂肪酸部分酯和聚氧化乙烯山梨糖醇醚的脂肪酸酯的混合物,比单独使用一种表面活性剂有更好的防雾化功效。适当的表面活性剂包括甘油的单油酸酯,山梨醇单月桂酸酯,一缩二甘油醚单油酸酯,聚氧化乙烯(ＥＯ=20)山梨醇单油酸酯和季戊四醇单硬脂酸酯和聚氧化乙烯(ＥＯ=20)山梨醇单油酸酯2ｇ,可得****的防雾化效果。

　2物理化学表面处理方法

　　纵观当今世界材料研究领域,对高分子材料表面处理以提高表面活性的方法有几十种之多,但涉及到防雾化研究的技术手段,可归纳为物理的和化学的两类。

2.1　物理处理方法

　　①紫外线辐射法,使表面形成羟基。②等离子体处理法,包括真空辉光放电法,电晕(火花)放电法,等离子体喷射处理法等,使表面引入亲水性官能团。③用等离子体聚合法,使塑料表面形成亲水性结构或疏水性结构。④用溅射刻蚀法(又称离子轰击法)进行表面处理后,再用其它方法亲水化或疏水化。

2.2　化学处理方法

　　①使用化学药品处理塑料表面,使表面亲水化。例如:用浓硫酸浸渍聚苯乙烯表面,使其表面带有亲水的磺酸基团,可使表面有****的润湿性,它和水的接触角接近于0,即使结露也能保持透明。②先用化学处理法和用等离子体处理法,在表面形成羟基,再使表面的羟基和各种偶联剂反应,使表面亲水和疏水化。③ 用涂料涂覆表面,使表面成为亲水性或疏水性。例如用胶体二氧化硅80份(3-脲基丙基),三甲氧基硅烷5份,ＳａｆｒｏｎＳ113阴离子表面活性剂15 份,分散在水中可得到固体组分为2%的涂料,其稳定性在一年以上,把此涂料喷涂到低密度聚乙烯农用薄膜上,在60℃下干燥,所得薄膜抗雾化性可保持在6个月以上。④使表面的官能团进行接枝聚合。使表面亲水化或疏水化。⑤用表面活性剂溶液涂覆表面。

2.3　聚酯薄膜的防雾化

　　聚酯薄膜具有良好的透明度和耐久性,近年来国外广泛地用于农用薄膜。由于聚合的特殊工艺,不宜采用物料改性方法,但可以采用物理化学表面处理方法实施防雾化技术。以下的一些方法可以采用:厚度为0.050ｍｍ的聚酯薄膜可涂以聚氨酯溶液或明胶溶液,厚为2～3μｍ,干燥后再涂以聚乙烯醇溶液和改性聚酰胺或三聚氰胺树脂水溶液,厚度为5～7μｍ,在100～120℃下干燥10ｎｉｍ,可得防雾化薄膜。

　　类似的一种用塑料薄膜的水溶性的防雾化涂料含有带碱金属磺酸盐基团或聚醚基的饱和聚酯和2%～40%(以聚酯计)的非离子型表面活性剂。例如 54ｍｏｌ对苯二甲酸,43ｍｏｌ间苯二甲酸,3ｍｏｌ5-磺酸钠基间苯二甲酸,45ｍｏｌ乙二醇和55ｍｏｌ新戊二醇缩聚而得一种聚酯,取此聚酯200 份,用50份乙二醇单丁醚进行稀释,加热到170℃,再用373份水分散,然后用水稀释到含2%固体份,混入20%(以聚酯计)多聚乙二醇十八醇醚(亲水油平衡值ＨＬＢ15.3)的水溶液,以0.1ｇ/ｍ2的量涂到经电晕放电处理过的聚酯薄膜上,在130℃下干燥1ｍｉｎ,可得防雾化的涂膜,并有良好的耐水性。