2023年聚酯薄膜的生产工艺及技术进展.doc

6chem 聚酯薄膜的生产工艺及技术进展 2.1 聚酯薄膜的生产工艺 流程 2.1.1原料输送 BOPET薄膜工艺流程为：切片一>振动筛一>金属别离器一>一级脉冲输送一>混料料仓一>二级脉冲输送一>湿切片料仓 袋装根底切片、添加剂切片在经过振动筛筛选、金属别离后经一级脉冲输送至各自贮存料仓(或者使用槽车将切片运输输送切片装置，回收切片直接风送到回收料仓)，根据不同品种薄膜的要求，在混料器处按一定比例混合，再经二级脉冲输送到切片中间停留料仓。本装置是一种中压低速脉冲式输送装置，已用于在常温下输送颗粒状物料，如聚酯颗粒，也能用于粉末状物料的输送。 2.1.2配料、结晶、枯燥 一、流程… 二、混合配料… 三、结晶枯燥… 四、工艺参数… 2.2 双向拉伸技术及开展方向… 2.2.1塑料薄膜双向拉伸原理 2.2.2双向拉伸薄膜生产设备及工艺 双向拉伸薄膜生产设备与工艺，以聚酯(PET)为例简述如下。 一、配料及混合 有光PET切片和母料切片是普通PET薄膜所使用的主要原料。母料切片是指含有添加剂的PET切片，添加剂有二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土等，应根据薄膜的不同用途选用相应的母料切片。PET薄膜一般采用一定含量的含硅母料切片与有光切片配用，其作用是通过母料切片中的二氧化硅微粒在薄膜中均匀分布，以增加薄膜外表微观上的粗糙度，收卷时薄膜之间可容纳少量的空气，可防止薄膜黏连。 有光切片与母料切片通过计量混合可分为静态混合和动态混合2种，有光切片与母料切片混合均匀后进入预结晶、枯燥工序。 二、结晶和枯燥 对有吸湿倾向的PET，在进行双向拉伸之前，须先进行预结晶和枯燥处理。一是提高PET的软化点，防止它在枯燥和熔融挤出过程中树脂粒子互相黏连、结块；二是去除树脂中水分，防止含有酯基的PET在熔融挤出过程中发生水解降解和产生气泡。 PET的预结晶和枯燥设备一般采用带有结晶床的填充塔，同时配有干空气制备装置，包括空压机、分子筛去湿器、加热器等。 预结晶和枯燥温度在150—170℃，枯燥时间约3．5-4 h。枯燥后的PET切片中水的质量分数要求控制在50×10-6以下。 三、熔融挤出 熔融挤出包括挤出机、熔体计量泵、熔体过滤器和静态混合器。… 四、铸片系统… 五、纵向拉伸(MDO)… 六、横向拉伸 横向拉伸机构结构比拟复杂，它由烘箱、链夹和导轨、静压箱、链条张紧器、导轨宽度调节装置、开闭夹器、热风循环系统、润滑系统及EPC等组成。横拉机构由进膜、预热、拉幅、缓冲、定型和冷却等功能段组成。 横拉机的作用是将经过纵向拉伸的薄膜在横拉机内分别通过预热、拉幅、热定型和冷却而完成薄膜的横向拉伸。 1、拉伸温度 因经过纵向拉伸的薄膜已有一定的结晶取向度，故横向拉伸温度要比纵向拉伸温度高15—25℃，具体温度取决于薄膜的厚度和拉伸速度。 2、拉伸倍数 横向拉伸倍数一般为3．5—4倍。对于平衡膜，横向拉伸倍数与纵向拉伸倍数根本相同或接近；对于强化膜，纵向拉伸倍数要大于横向拉伸倍数。 3、热定型温度及时间 在生产非收缩性薄膜时，横向拉伸后必须进行热定型处理，目的是完善其结晶取向过程，消除内应力，增加尺寸稳定性。热定型温度应该选择PET结晶速率最大的温度段，即190—230℃，热定型时间需3—6s。 4、冷却温度 热定型后的PET薄膜还要进行热松弛处理。热松弛目的是让热定型后的薄膜在拉伸状态下有—个自动收缩的过程，最后进入冷却段风冷至100℃以下。 七、牵引收卷及分切 本工序由假设干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊及切边装置、测厚仪和电晕处理机等组成。 1、测厚仪 测厚仪是测量及调节薄膜厚度的重要设备，它不仅有显示薄膜厚度的功能，而且还具有自动反响控制薄膜厚度的功能。反响控制包括：控制模头膨胀螺栓的加热功率或温度，调节薄膜的横向厚度；控制计量泵或铸片的转速，调节薄膜的纵向厚度。在线测厚仪有多种：如B射线测厚仪、X射线测厚仪、红外线测厚仪等，因近红外线测厚无环境污染、对人体无伤害，目前应用比拟普遍。 2、电晕处理机 电晕处理机的工作原理：通过在电极上施加高频高压电流，使电极产生电晕放电，气体电离产生高能离子，在强电场作用下冲击塑料薄膜外表，使薄膜外表活化，以增加薄膜的外表湿张力。例如PET在未处理前的外表张力为0．40—0．42 N／m，经过电晕处理的外表张力可达0．50—0．55 N／m，这样就可以大大提高印刷油墨或真空镀铝层对PET外表的附着力。特别是BOPP和PE膜，因是非极性聚合物，如不经过电晕外表处理，根本无法进行印刷或镀铝。 3、薄膜收卷 薄膜通过张力控制辊、展平辊、跟踪辊，最后完成收卷工作。收卷张力的控制包括张力的设定、张力衰减及张力补偿等，对薄膜收卷的品质影响很大。 4、分切机 从收卷机卸下的大膜卷，根据产品标准或用户的要求，在分切机上切成一定的规格，然后经过检验、包装即为成品。分切机的工艺参数主要是收、放卷张力，橡胶压辊结构及其压力，分切速度包括初始升速等的控制。 2.2.3双向拉伸的开展方向 近几年，我国双向拉伸生产线开展很快，各种塑料薄膜大小双拉生产线已有百余条，但大局部从国外引进的。国外薄膜双拉生产线供给商主要有Bruckner，DMT，DORNIER，MITSUBIHI等。目前国内薄膜双拉生产线也在崛起，已有几家可以自主设计、制造薄膜双拉生产线，但生产线规模和技术水平还有一定的差距。 一、向薄型膜、厚型膜两端开展… 二、向高速、宽幅方向开展… 三、多层共挤 为了提高薄膜的综合性能，现在双拉生产线多采用A／B／A，A／B／C甚至更多层的结构。采用多层共挤可以生产多功能、特种膜，以满足不同用途的需要，如热封膜、高阻隔膜、抗紫外线辐射膜等。 四、设计特种薄膜双拉生产线 热收缩薄膜在方便食品、饮料市场、电子电器、日用商品、收缩标签等方面都有广泛应用，而且大多数要求单向有大的收缩率。例如横向热收缩，这就需要拉伸设备的设计做相应的改变，以满足横向高收缩的要求。 五、 PET薄膜直拉生产线… 六、向同步拉伸开展… 2.3 聚酯薄膜的改性与填充 　聚酯薄膜〔BOPET〕被广泛地用作包装材料，巿场对于其要求也日益提高。通过共聚改性、共混改性、外表涂层改性等方法，对聚酯原料进行改性，可以提高BOPET薄膜在阻隔、耐高温、抗紫外线、可热封等方面的性能。 聚酯〔PET〕是指含有酯基的热塑性聚酯的简称。作为热塑性饱和聚酯的一员，聚对苯二甲酸乙二醇酯是塑料包装材料中使用最为广泛的一种。它可用于加工成型各种瓶类容器、片材和薄膜。其中聚酯薄膜〔BOPET〕最大的应用巿场是软包装复合材料，约占总用量的50%。人们生活水平日益改善，对包装材料的要求也越来越高，例如，要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。显然，普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求，因此须根据不同的使用要求，从不同的角度对PET进行必要的改性。 一、共聚改性… 二、共混改性 聚对苯二甲酸丙二醇酯〔PTT〕与PET同属于聚酯家族，PTT与PET在分子结构上只相差一个碳原子，但在晶态结构上却存在较大差异。PTT分子中亚甲基呈螺旋排列方式，其晶格堆积密度比PET疏松得多，因此相对PET而言，PTT具有较好的透明度、耐热性、加工性。据报道，经用PTT改性的PET可用做耐热容器、磁记录盘及要求透明性好的包装薄膜等。 聚酯家族的另一新秀——聚萘二甲酸乙二醇酯〔PEN〕，因其分子结构中萘环取了苯环，萘环比苯环具有更大的共轭双键，分子刚性大，在许多性能方面比PET都要高出一筹。例如，PEN的耐热性、拉伸强度等机械性能、耐紫外线辐射性能、耐有机溶剂及耐水解性，特别是阻隔性等均要超过PET。PEN对氧气、二氧化碳、水汽的阻隔性分别比PET高4倍、5倍和3.5倍。另外，PEN结晶度低于PET，故其透明度也比拟好。 所谓共混改性，就是在PET树脂中参加一定比例的其它物质，如将上述的PTT、PEN或LCP〔液晶聚合物〕等进行共混，以改善和提高PET的某些性能。例如，当10%-20%的PEN与PET共混后，对氧气、二氧化碳的阻透性可分别提高30%-50%和23%-37%，并可将对紫外线的遮蔽波长提高到380nm。这种PEN/PET共混物可用于注/拉/吹成型包装容器，如PET瓶、PET桶等已用于食用油、酒类、碳酸饮料及啤酒的包装。PEN/PET的共混物也可采用双向拉伸法制得BOPET薄膜，这种由PEN与PET按一定比例进行混合后生产的BOPET薄膜可以大大提高PET薄膜的阻隔性、耐热性和抗辐射等性能。 三、外表涂层改性 外表涂层法是提高PET薄膜阻隔性及其它性能的又一常用的方法。国外巿场上大多数塑料啤酒瓶是PET经过外表涂布处理的产品。例如涂布聚羟氨基醚、EVOH、PVDC等可以提高聚酯瓶对氧气、二氧化碳的阻隔性；对BOPET薄膜来说，也可采用涂布聚偏二氯乙烯乳液的工艺来提高其阻隔性能。如涂覆含紫外线〔UV〕吸收剂的透明涂层〔如：环氧丙烯酸聚合物、聚氨酯类丙烯酸酯、聚酯类丙烯酸酯〕，可构成聚酯薄膜的紫外线保护层，从而可增强PET薄膜的抗紫外线能力。又如，在BOPET薄膜外表涂布某种高聚物溶液可明显提高PET薄膜的外表性能。试验说明，这种经过涂布某种高聚物溶液的PET薄膜的外表湿张力可高达60mN/m，大大提高了PET薄膜的印刷和镀铝性能。而且，涂布法的PET薄膜的外表湿张力不会因为在高温、高湿的气候条件下而衰减，其另一个优点是镀铝后不会因为接触水溶液而发生镀铝层脱层现象。这两点都是常用的电晕处理法无法相比的。 此外，如果在PET薄膜外表涂布一层一种“MATTING〞的物质，可以制得具有亚光效果的PET薄膜。 四、多层共挤改性 … 五、纳米材料改性 … 内容摘自六鉴网( 6chem )发布聚酯薄膜技术与市场调研报告。 6 / 6