GB-10006与ASTM-D-1894塑料薄膜摩擦系数测定方法的比较.pdfVIP

GB10006与ASTMD1894塑料薄膜摩擦系数测定方法的比较

摘要：摩擦系数是造成自动包装线薄膜拉断、打滑等问题的主要原因，这与薄膜生

产过程中润滑剂、抗粘连剂等添加剂的使用，以及生产线高温环境有着很大关系。因此薄

膜摩擦系数的测试变得愈加重要。根据GB10006与ASTMD1894两项标准，介绍了塑

料薄膜摩擦系数的测定方法及两标准的异同，对于选择相应测试仪器也提出了几点建议。

关键词：薄膜、摩擦系数、GB10006、ASTMD1894

目前，薄膜、复合膜在机械技术的飞速发展下实现了自动化包装，伴随效能大幅提

高的同时，质量问题愈加凸显。包装薄膜拉断、打滑，进而导致包装线断流的事件时有发

生，给包装生产、印刷企业造成了巨额经济损失。其主要原因在于企业对塑料薄膜的摩擦

系数没有做到合理的控制。

1塑料薄膜的摩擦系数

摩擦系数是对两个接触表面摩擦力的一种量度。在微观世界中，材料表面是凹凸不

平的，当两种材料相互接触时，真正接触的只有凸处，凸处原子紧密接触，形成很强的相

互作用力。当接触面发生相对移动时，这种作用力将被硬性剪切，两接触面凸处相互碰撞

而发生断裂、磨损，形成对物体运动的阻碍，而平行于接触面、破坏凸处的剪切力，即为

摩擦力。摩擦力包括静摩擦力和动摩擦力。静摩擦力是两接触表面在相对移动开始时的最

大阻力，其与垂直于物体接触面的力之比就是静摩擦系数；动摩擦力是两接触表面以一定

速度相对移动时的阻力，其与垂直于物体接触面的力之比就是动摩擦系数。

在实际包装中的摩擦力常常既是拖动力又是阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的

大小，使它在适当的范围内。包装机运转过程中，一般要求薄膜内层摩擦系数比较小，但

不能过小，否则可能引起制袋成型时叠料不稳定而产生错边；而薄膜外层与包装机拖动金

属面摩擦系数需适中，太大会引起包装过程中阻力过大致使材料拉伸变形，太小可能又会

引起拖动机构打滑造成电眼跟踪和切断定位不准。

[1]

对此，通常在薄膜中加入爽滑剂控制薄膜表面的摩擦系数。爽滑剂为有机物，作用

是在塑料薄膜表面“铺”上一层润滑油，使其表面的摩擦系数下降到需要的程度或数值，包

括内爽滑剂和外爽滑剂两类。内爽滑剂能促进聚合物大分子链或链段相对运动，从而改善

物料流动性；外爽滑剂则是与聚合物基团相容性差的极性有机化学品，在聚合物链的布朗

运动作用下，这些分子迁移到薄膜表面形成一层油性表面，从而起到改善薄膜表面性能的

[2]

爽滑作用并降低材料表面的摩擦系数。通常所有的润滑剂都兼具有两方面的功能。

当包装制成后，软包生产企业经常遇到下游使用单位关于包装袋开口性差的反馈：

制好的包装袋开口发生粘连，当填充内容物时，包装袋开口难以“在规定的时间内开启到

需要的程度”，影响装填工序的正常运转。这里不仅涉及到摩擦系数，还涉及薄膜粘连性

的问题。粘连，是塑料薄膜接触层之间的一种粘着现象，通常是由两种情况引起的：极端

光滑的薄膜表面紧密接触且几乎完全隔绝空气；压力温度引起的薄膜接触表面粘融。针对

该问题，抗粘连剂被研发出来并作为添加剂投入薄膜生产中，作用是将薄膜的表面从原来

的极端光滑的状态转变成凹凸不平的状态，当两片薄膜靠近时，实际接触面积被大大降低，

从而消除了彼此粘连的可能性，表面的摩擦系数也相应变化。

除了人为的加入添加剂调节薄膜的摩擦系数，薄膜的加工、包装、应用过程的环境

温度也会造成薄膜表面摩擦系数的上下波动。通常情况下，自动包装机成型装置的表面温

度高于50℃，在这种高温环境下，部分薄膜的摩擦系数会表现出上升的趋势，一方面由

薄膜自身的特性所决定，另一方面是添加的爽滑剂接近熔点而变的粘结的缘故。

2塑料薄膜的摩擦系数测定方法

摩擦系数的合适与否不仅会影响薄膜的生产与加工，也会对包装的开口性产生影响，

因此是塑料薄膜的基础检测项目之一。目前，对于薄膜摩擦系数的检测方法以GB

10006-1988与ASTMD1894为主，二者均采用“两试验表面平放在一起，在一定的接触

压力下，根据促使两表面相对移动的力值测算摩擦系数”的原理，同时又因标准制定的背

景不同，部分检测事项的具有一定的差异，下面将从试验装置、试样制备、摩擦系数测定

三方面进行对比介绍。