雙向拉伸法是一種技術(shù)要求十分高的塑料成型加工方法,除需要具備性能良好的加工設(shè)備外,更重要的是要求生產(chǎn)人員能夠深入掌握PP的性能及加工條件對(duì)產(chǎn)品性能的影響,及時(shí)解決生產(chǎn)中存在的問題。Bopp預(yù)涂膜是包裝領(lǐng)域的重要產(chǎn)品,具有質(zhì)輕、透明、無毒、防潮、透氣性低、力學(xué)強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于食品、醫(yī)藥、日用輕工、香煙等產(chǎn)品的包裝,并大量用作復(fù)合膜的基材,有“包裝皇后”的美稱。
目前BOPP薄膜的生產(chǎn)方法主要有管膜法和平膜法。管膜法屬雙向一步拉伸法。
平膜法又分為雙向一步拉伸和雙向兩步拉伸兩種方法。
管膜法具有設(shè)備簡單、投資少、占地小、無邊料損失、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)。但由于存在生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品厚度公差大等缺點(diǎn),自20世紀(jì)80年代以來幾乎沒有發(fā)展,目前僅用于生產(chǎn)BOPP熱收縮膜等特殊品種。雙向一步拉伸法制得的產(chǎn)品縱橫向性能均衡,拉伸過程中幾乎不破膜,但因設(shè)備復(fù)雜、制造困難、價(jià)格昂貴、邊料損失多、難于高速化、產(chǎn)品厚度受限制等問題,目前尚未得到大規(guī)模采用。而雙向兩步拉伸法設(shè)備成熟、生產(chǎn)效率高、適于大批量生產(chǎn),被絕大多數(shù)企業(yè)所采用。
工業(yè)化生產(chǎn)BOPP薄膜用主料的主要成分是PP。PP是一種典型的立體規(guī)整性聚合物,根據(jù)烴基在分子平面兩側(cè)的分布,可分為等規(guī)PP、間規(guī)PP和無規(guī) PP。
等規(guī)PP和間規(guī)PP具有不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu),等規(guī)PP是以均相成核的三維生長方式進(jìn)行結(jié)晶,而間規(guī)PP主要以均相成核的二維方式進(jìn)行結(jié)晶,形成了外觀尺寸不規(guī)則的小晶片,而且由于間規(guī)PP分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整度較低,使得間規(guī)PP具有較低的結(jié)晶速率和結(jié)晶度。
研究表明,等規(guī)度越大,結(jié)晶速率越快,薄膜產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度和表面硬度會(huì)明顯增大,而無規(guī)PP在聚合物中起內(nèi)部潤滑劑的作用,并有利于聚合物定向,有助于改善薄膜的光學(xué)性能。目前,BOPP薄膜品種繁多,性能也差異很大,造成這種情況的主要原因是使用的原料和生產(chǎn)工藝不同。實(shí)踐證明,只有等規(guī)PP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%-97%,無規(guī)PP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%-5 %的PP才適合生產(chǎn)BOPP預(yù)涂膜,并且一般選用熔體流動(dòng)速率為2-4g/10min的PP。另外,通過在PP薄膜的表面上共擠出一層或多層熔點(diǎn)較低的共聚物,可以擴(kuò)大BOPP薄膜在包裝工業(yè)中的應(yīng)用范圍。縱、橫向拉伸比
拉伸比是一個(gè)很重要的工藝參數(shù),無論是縱向拉伸比,還是橫向拉伸比,對(duì)BOPP薄膜的物理、力學(xué)性能都有重大的影響。在一定的溫度下,拉伸比愈大,PP分子鏈的取向度愈大。即薄膜的力學(xué)強(qiáng)度提高、模量增大、斷裂伸長率減小,沖擊強(qiáng)度、耐折性增大,透氣、光澤性變好。 BOPP薄膜生產(chǎn)過程中的取向主要發(fā)生在縱向拉伸和橫向拉伸過程中,在經(jīng)過縱向拉伸后,高分子鏈呈單軸縱向取向,大大提高了鑄片的縱向力學(xué)性能,而橫向性能劣化。進(jìn)一步橫向拉伸后,高分子鏈呈雙軸取向狀態(tài)。隨著分子鏈取向度的提高,薄膜中伸直鏈段數(shù)目增多,折疊鏈段數(shù)目相應(yīng)減少,晶片之間的連接鏈段逐漸增加,材料的密度和強(qiáng)度都相應(yīng)提高,而斷裂伸長率降低。因此雙向拉伸可以綜合改善PP薄膜的性能。
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