BOPET产品性能的控制方法分析

BOPET产品性能的控制方法分析

穆倩

天津万华股份有限公司 300000

摘要：对双向拉伸聚酯薄膜（BOPET）的厚度均匀性、机械性能、光学性能、表面性能、热性能等的质量控制及其性能检测等问题进行分析论述。

关键词：双向拉伸聚酯薄膜 质量控制 性能检测方法

一、概述

双向拉伸聚酯薄膜具有优良的综合性能，具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点。对双向拉伸聚酯薄膜来说，最为关注的是薄膜厚度的均匀性、机械性能、光学性能、热性能、表面性能、阻隔性能等质量方面的控制及其性能的检测。

二、聚酯薄膜厚度均匀性

2.1、聚酯薄膜厚度均匀性控制

聚酯薄膜厚度的均匀性是一项非常重要的质量指标，它直接影响薄膜卷的外观质量以至内在性能，是生产上必须严加控制的质量指标之一。在自动化程度很高的薄膜双拉生产线上，薄膜厚度都是采用精度很高的在线非接触式测厚仪和反馈控制系统进行自动检测和控制的。双向拉伸薄膜的厚度均匀性包括纵向厚度均匀性和横向厚度均匀性。

2.1.1薄膜的纵向厚度控制

薄膜纵向厚度的均匀性与挤出机挤出熔体压力稳定性、激冷辊速度稳定性、纵向拉伸工艺等因素有关。在薄膜生产过程中，在线测厚仪连续不断地对纵向平均厚度和横向截面厚度通过多次扫描的厚度平均值与目标值比较，然后通过调整挤出量或是调节激冷辊的速度来自动控制薄膜的平均厚度。

如选择改变激冷辊速度的方式，则控制系统根据实际的厚度偏差，输出控制信号来改变激冷辊速度以达到控制纵向平均厚度的目的。双向拉伸薄膜生产线基本上是通过上述方式，尤其是后者来进行纵向厚度均匀性控制的。但是，在这里需要指出的是，不管是通过改变熔体泵转速还是改变冷鼓转速来控制薄膜纵向厚度均匀性，都要满足以下两点要求：

2.1.1.1 PET 熔体进入模头的压力必须稳定。一般需对计量泵前压力进行检测，并通过压力调节系统改变挤出机的螺杆转速而控制计量泵前的压力，就能使挤出的PET厚片的厚度均匀性满足工艺的要求。

2.1.2薄膜的横向厚度控制

2.1.2.1薄膜横向厚度的均匀性与模头开度（各热膨胀螺栓）的调节直接有关。一般模头配置有若干个热膨胀螺栓，对热膨胀螺栓的加热、冷却实施自动控制。每只热膨胀螺栓有一定的加热功率，所有加热螺栓处于APC的控制中。当相应螺栓位置的薄膜厚度偏大或偏小时，系统经过计算后，相应地增大或降低该螺栓的设定温度，温度控制器则按设定温度对此螺栓的加热功率进行控制，即对该螺栓的温度予以相应的调节，螺栓所在位置的开度则由于热胀冷缩的作用相应变小或变大，从而使厚度变薄或增厚，以达到不断优化和控制薄膜横向厚度的目的。

2.1.2.2薄膜横向厚度均匀性与拉伸温度有关。拉伸温度包括纵向拉伸温度和横向拉伸温度。聚酯厚片进入纵拉机后，应保持各个纵拉辊特别是用于辅助加热的远红外加热器横向温度的均匀性。同样，② 薄膜横向厚度均匀性与拉伸温度有关。拉伸温度包括纵向拉伸温度和横向拉伸温度。聚酯厚片进入纵拉机后，应保持各个纵拉辊特别是用于辅助加热的远红外加热器横向温度的均匀性。

三、聚酯薄膜的机械性能

聚酯薄膜的机械性能包括拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等。聚酯薄膜的机械性能与原材料的性质和拉膜工艺条件有关。

3.1聚酯薄膜机械性能的控制

3.1.1原料-聚酯切片

聚酯切片最主要的质量指标是特性黏度，薄膜级聚酯切片的特性黏度一般在0.64±0.015左右。如要提高聚酯薄膜的拉伸强度、弹性模量，可选用特性黏度偏高的PET 树脂，特性黏度高，表明分子量高，大分子的链段长，分子间的引力大，拉伸成膜后的机械强度相应要高一些。例如，对于磁带带基等聚酯薄膜，可选用特性黏度偏上限的聚酯切片为原料。

3.1.2 薄膜生产过程的工艺条件

拉伸方式和拉伸比的大小直接影响薄膜的机械强度。在一定范围内，提高拉伸倍数可以大大提高薄膜的拉伸强度和拉伸弹性模量。另外，在横拉后适当提高热定型温度，促使薄膜结晶更加完善，结晶度提高，也有利于机械强度的增加。

3.2聚酯薄膜机械性能的检测

3.2.1 雾度：是指透过透明薄膜而偏离入射光方向的散射光通量与投射光通量之百分比。雾度表征透明材料的清晰透明或混浊的程度。GB/T16958国标规定聚酯薄膜的雾度 ≦3%。

3.2.2透光率：是指透过薄膜光通量与入射到薄膜表面上光通量的百分比。GB/T16958国标规定聚酯薄膜的透光率≧85%。上述雾度与透光率的测定按GB/T2410《透明塑料透光率和雾度试验方法》的规定进行。测量仪器可采用球面雾度仪测量，量程0~100%。

3.3.3光泽度：表示薄膜表面平整、光亮的程度。GB/T16958国标中规定聚酯薄膜的光泽度 85%。光泽度可通过对光线的反射能力来测定。当薄膜表面光滑平整时则对光线的镜面反射能力强，光泽度就高；当薄膜表面从微观上看表现较粗糙时，则光线对镜面反射能力弱，光泽度就低。光泽度可采用光泽度仪测定，对高光泽度材料的测量采用45度折射角，对中高光泽度材料常用60度折射角，其量程为0~160%。聚酯薄膜光泽度的检测按GB/T8807《塑料薄膜和固体塑料镜面光泽度试验方法》的规定进行。

四、聚酯薄膜的表面性能

聚酯薄膜的表面性能是指表面张力、摩擦系数、表面粗糙度等。

4.1、聚酯薄膜表面性能的控制

4.1.1 塑料薄膜的表面张力：它取决于塑料本身的化学结构。；聚酯类属于极性高聚物，其表面自由能大，表面湿张力可达42达因/厘米。但对于高速印刷或为了提高镀铝层厚度对聚酯薄膜的粘接力，仍需进一步提高其湿张力，这可通过电晕处理或表面涂布的工艺方法来达到。聚酯薄膜的表面张力经电晕处理后可达52达因/厘米以上。若采用电晕法，可通过调节施加于电极上的功率来控制塑料薄膜的表面张力。聚酯薄膜还可采用在线化学涂布法，例如，涂布某些高分子水溶液，也可极大改善塑料薄膜的表面性能。

4.1.2 塑料薄膜的摩擦系数 薄膜的摩擦系数对印刷油墨与薄膜之间、镀铝铝层与薄膜之间的结合力也有很大关系。摩擦系数的大小可通过添加剂的选择和用量来控制。聚酯薄膜的摩擦系数一般控制在0.3~0.6左右。

4.1.3 塑料薄膜的表面粗糙度 表面粗糙度是指薄膜表面所具有的在较小间距上的微小峰谷不平度的微观几何尺寸特征的综合评价。表面粗糙度用Ra（轮廓平均算术偏差）、Rz（不平度平均高度）、Rt（从峰到谷的高度）来表征。适当的表面粗糙度有利于油墨印刷和真空镀铝，特别是对浅网印刷尤为重要。如果粗糙度过大，则可能会造成油墨分子或铝分子不能填满薄膜表面的凹点，而影响两者之间的结合力，严重时会导致分层。包装用薄膜的表面粗糙度一般控制在Ra=0.08~0.16。

五、聚酯薄膜的热性能

聚酯薄膜热性能主要有两点含义：一是指其热收缩率，它表征塑料薄膜在受热情况下的尺寸稳定性，或者说是聚酯薄膜受热变形的程度。二是指聚酯在加工过程中的热稳定性，即在结晶干燥、熔融挤出、拉膜过程中热降解的程度。

5.1、聚酯薄膜热性能的控制

对于聚酯薄膜的尺寸稳定性而言，则主要是通过拉伸工艺来控制：例如适当提高热定型温度，使其结晶取向更加完善，内应力得以充分释放；同时在热定型末端要让薄膜有一足够的热松弛过程，随后使之尽快冷却定型，让拉伸取向的结晶晶格迅速“冻结”并固定下来，这样可大大增强其热稳定性，降低其受热后的热收缩率。

5. 2. 聚酯薄膜热性能检测

热稳定性的检测是取尺寸为120mm×120mm的正方形试样5片，在试样纵横向中间画有互相垂直的100mm×100mm标线，将它们平放在150±1℃的恒温烘箱内，保持30分钟后取出，冷至环境温度后，分别测量纵横向标线长度，计算出试样的热收缩率，取算术平均值。

【参考文献】

1. 尹燕平 《双向拉伸塑料薄膜》 化学工业出版社

2. 赵玉斌 《BOPET薄膜生产工艺及常见疵病分析》 工程塑料应用