双向拉伸聚酯薄膜BOPET要点.docx

1、双向拉伸聚酯薄膜BOPET要点BOPET双向拉伸聚对苯二甲酸乙二酯 (BOPET薄膜最初是在20世纪50 年代由英国 ICI 公司开发的。经过几十年的发展 ,产品已由 原来的单一绝缘膜发展到现在的电容器用膜、包装用膜、感 光绝缘膜等；按厚度有从0. 5卩m到250卩m数十个规格 淇生 产工艺也从最简单的釜式间歇式生产发展到多次拉伸与同 步双向拉伸 ,其产品形式也由平膜发展到多层共挤膜、 强化膜及涂覆膜等。1. 生产工艺及改善 聚酯薄膜已成为世界上发展最快的薄膜品种之一 ,目前国内主要采用两步法双向拉伸工艺生产 1。1.1BOPET的生产工艺BOPET薄膜的生产工艺流程一般为：PET树脂干燥-挤

2、出铸片 厚片的纵向拉伸横向拉伸收卷分切包装深加工。1.1.1PET树脂的干燥PET树脂由于分子中含有极性基团，因此吸湿性较强，其 饱和含湿量为0. 8%,而水分的存在使 PET在加工时极易发生 氧化降解 ,影响产品质量。 因此加工前必须将其含水量控制在 0. 005%以下,这就要求对PET进行充分的干燥。一般干燥方 法有两种 ,即真空转鼓干燥和气流干燥。 其中前一种干燥方法PET这有利于控制，不与氧气接触PET因为真空干燥时，较好 的高温热氧老化，提高产品质量。PET的真空转鼓干燥条件如 下:蒸气压力0. 30. 5MPa真空度98. 66101.325 kPa干燥时 间 812h。1.1.2

3、PET熔体挤出铸片将干燥好的PET树脂熔融挤出塑化后，再通过粗、细过滤 器和静态混合器混合后 ,由计量泵输送至机头 ,然后经过急冷 辊冷却成厚片待用。 挤出铸片的工艺条件为 :挤出机输送段温 度240260 C ,熔融塑化段温度 265285C，均化段温度 270 280C，过滤器（网）温度280285C，熔体线温度 270275C ,铸 片急冷辊温度1825 C。1.1.3PET厚片的双向拉伸薄膜的挤出双轴 （向）拉伸是将从挤出机挤出的薄膜或片 材在一定温度下 ,经纵、横方向拉伸 ,使分子链或待定的结晶 面进行取向 ,然后在拉伸的情况下进行热定型处理。 经过双轴拉伸的薄膜 ,由于分子链段定向

4、 ,结晶度提高 ,因此可显著提高 拉伸强度、拉伸弹性模量、 冲击强度、撕裂强度 ,改善耐寒性、 透明性、气密性、电绝缘性及光泽等。平膜大多采用平面式 逐次双轴拉伸工艺。（1）纵向拉伸工艺 为了提高片材的拉伸质量 ,拉伸温度和拉伸比的控制至关重 要。拉伸温度较高时 ,拉伸所需的拉伸应力较小 ,伸长率使粘 , 但温度过高使分子链段的活动能力加剧 ,容易拉伸 ,较大性形变增加反而破坏取向 ; 反之 ,若拉伸温度较低 ,定向效果较 好,但大分子链段活动能力差 ,所需拉伸应力较大 ,容易产生打 滑和受力不均匀而引起厚度公差及宽度不稳定。通常双轴拉 伸临界温度从定向效率、拉伸功、结晶速率 3 方面来调节。

5、 研究无定型PET厚片的应力-应变曲线发现，PET厚片在8090C 时所需拉伸功较少，因此拉伸温度控制在 85 C左右较好。为 防止片基粘辊 ,便于均匀拉伸 ,可采用远红外辅助加热 ,这可使 拉伸温度低于85C。拉伸比是指拉伸后的长度与拉伸前的长 度之比。 拉伸比越大 ,沿拉伸方向的强度增加也就越大。 但要 得到高强度薄膜 ,拉伸比不能控制在最大 ,因为在单向拉伸后 沿拉伸方向强度增加会使与之垂直方向的强度降低。因此为 保证薄膜各向同性 ,在纵、横方向上都具有优良的性能 ,就必须使纵向与横向拉伸比相匹配。经多次试验将 PET厚片纵向拉伸工艺参数选择为：预热温度5070C，拉伸温度7585C ,

6、 冷却定型温度 3060C ,拉伸比3. 23. 5。(2)横向拉伸工艺 纵拉厚片经导边系统送至拉幅机进行横向拉伸 ,通过夹子夹 在轨道上 ,张角的张力作用在平面内横向拉伸 ,使分子定向排列,并进行热处理和冷却定型。纵拉厚片的预热、拉伸、热定型和冷却都是在一个烘箱内进 行的 ,因此工艺参数的选定要考虑烘箱的长度、 产品的产出速度及热风传导和烘箱的保温情况。一般要求热风在烘箱内的循环方式必须使吹到薄膜上下表面的风温、风压和风速 一致 ,且各区温度不能相串 ,夹子温度要尽量低。热定型的目 的是消除拉伸中产生的内应力 ,从而制得热稳定性好、 收缩率 低的薄膜。 经多次试验横向拉伸工艺参数选择为 :预

7、热段温度8095 C，拉伸段温度85110 C，定型段温度180220 C，冷却 段温度3060C，拉伸比34。1.1.4薄膜的卷取和深加工BOPET薄膜由于在横拉时是用夹子夹住边部进行拉伸的 ，所以被夹住的部分不能被拉伸 ,在收卷前必须裁去。 这部分边料 通过牵引、吹边粉碎回收后可按比例回收利用。为了二次加 工的需要，产品出厂前需对 BOPET薄膜进行单面或双面电晕 处理 ,处理过的薄膜表面张力增大 ,并可增加印刷牢度 ,改善在 镀铝中的性能。BOPET薄膜的收卷采用中心收卷方式 张力和压力采用自动控制以保证收卷表面平整、松紧一致。1.2常见庇病及改善措施1.2.1 白色块状不熔物BOPET

8、薄膜中出现白色块状不熔物的原因可能是升温时间短 或温度低造成熔体温度不够高、挤出机至模头之间保温效果 差、原料中含有凝胶粒子。 其解决方法包括 :增加升温时间或 升高温度 ;适当提高计量泵转速 ;换料。1.2.2有色块状不熔物 出现有色块状不熔物可能是由于挤出系统物料升温过急,时间过长 ;挤出系统物料保温时间长 ,温度过高 ;原料中含 有焦料。其解决方法为 :严格按停电后升温时间表升温操作 ; 严格按保温后升温时间表操作或换料。1.2.3黑丝状不熔物 出现黑丝状不熔物可能是由于少量熔体长期粘附在过滤器 中已降解炭化 ,难以洗掉或过滤碟老损泄漏 ;过滤器曾局部超 高温使用 ;过滤器清洗不净。其解

9、决方法为 :及时更换超过使用寿命的过滤碟和已知存有 大量炭化物的过滤碟 ;严格控制过滤器的温度 ;严格按清洗的 三个步骤执行 ,特别是排污和三甘醇清洗时的温度、 时间尤其 重要 ,另外对过滤芯也要清洗。1.2.4薄膜厚度不均匀 造成纵向厚度不均匀的原因为 :挤出机、 计量泵转速不稳定冷却鼓转速不稳定、上下振动及偏心；进料量、切片温度、 结晶度波动，时有“抱螺杆”状况；树脂熔体粘度变动；纵 向拉伸速度、温度及倍率不稳定。造成横向厚度不均匀的原 因为:树脂熔体粘度、温度沿断面分布不均匀 ；模唇口局部温度波动；测厚反馈滞后、不灵敏；从铸厚片到纵向拉 伸的工艺过程中 ,由于温度不均匀或同步性不好 ,导

10、致物理结 构（结晶度、取向度等 ）沿横向分布不一致 ,在横向拉伸时发展 的厚度不均匀；纵拉拉伸机所用红外灯管各段的 功率不一致。其解决方法为 :调整设备 ,控制好树脂熔融温度。1.2.5条道 纵向条道的成因为 :模唇内有异物阻碍熔体流动。 被异物分开的熔融物料在流过异物后会再汇合起来 ,但在流至冷却鼓之前的短时间内 ,却未能借助表面张力使之流平 ,故形成条道。这样形成的条道有时会夹带气泡。 模唇口沾污 ,在熔体膜表 面拖带出条道。这种条道较细 ,是单一条纹。物料挥发物多 ,熔体膜表面与模唇口面之间的夹角偏小时 ,易出现这种条道。横向条道的成因为：堆积式铸厚片；冷却鼓上下振动；剥 离厚片时造成抖

11、动。其解决方法为 ：适当降低熔体粘度 ,以减少或消除纵向条道 ；采取较大的速度冷却鼓面线速度或熔体从模唇口被挤 出的速度 ,以减少或消除横向条道。1.2.6晶点 （磁白或微黄的小点 ）晶点是树脂长时间静置于高温 ,缓慢结晶而成的高结晶、 完整结晶产物。可在树脂合成过程中形成 ,也可在挤出加工中 （如挤出铸厚片设备中存在的料流“死角” ）或暂停生产时形成。其解决方法为 ： 加强熔体过滤 ； 减少“死角” ,除选用质优 的设备外 ,还要注意树脂更换、车速转换 ； 选用过滤性好的树脂;停机后恢复生产时，可把机头等部位升温至晶点 然后再返回操作工艺温度。 ,把积料充分熔化 ,的熔点温度1.2.7凝胶、

12、黄点、黑点凝胶是交联的网状 PET它们没有熔点，也不溶解，但可溶胀,有弹性，通常很难过滤掉。PET形成凝胶的原因主要是氧化。 氧化的结果不仅生成凝胶 ,而且氧化加深还导致凝胶变黄成 黄点 ,直至炭化为黑点。PET被氧化为凝胶一黄点一黑点，可发生于树脂合成过程，也 可发生于烘干和挤出加工过程 ,只要树脂处于高温和有氧的 环境之中就会发生。对于切片干燥过程形成凝胶、黄点、黑点的原因为 :在160210C的空气环境中干燥时表面氧化 ：切片中粉尘多， 除尘未尽。 挤出铸厚片过程形成这些疵病的原因为 :挤出机的压缩段设计不合理，挤压时未能完全排除切片间的空气 ：挤出机各段温度设置不合理 ,导致树脂切片未

13、充分压紧排尽 空气便已熔融；换过滤网时带入空气。 这些可通过严格工艺 操作来解决。1.2.8气泡 气泡来源于树脂切片中存在有气泡、挤出工艺不当及树脂高 温氧化分解。树脂切片中存在有气泡是由于：铸条切粒工艺不当；间歇 工艺或半连续工艺生产时 ,由于用氮气加压出料 ,氮气被夹带 到树脂切片中。挤出工艺不当可能是 ：挤出机压缩比偏；有“抱螺杆”情况，进料段温度不当；切片堆积密度小，低 切片未压紧便进入熔融段，有空气混入；切片含水过高。树脂分解可能是：工艺温度过高，且有空气混入；树脂热稳定 性不好。其解决方法为 ：严格工艺操作或更换热稳定性好的树脂。1.2.9穿孔产生穿孔的原因是 ：在厚片中存在有疵点

14、 ,导致局部受热不均 匀（一般是偏低 ）,在纵、 横向拉伸时 ,其拉伸取向程度与周围正 常的膜不同 ,当拉伸进入热定型时 ,热收缩应力造成拉伸取向程度不同的位置的应力敏感和开裂 ,同时断裂开的膜收缩成较厚的一块 ,形成穿孔。其解决方法可参照疵点的产生原因 ,设法排除 （加强对物料过滤等 ）或避免其产生。1.2.10划痕、擦痕 划伤是膜的速度与辊的速度不一致所造成的。 由于膜速 / 辊速 工1,使膜在轴表面滑移，构成摩擦，若辊表面上有凸起的点，或 被挥发物污染 ,则会划伤膜表面。 大母卷上的划伤是在纵向拉 伸辊上产生 ,产品膜上的则还可能在分切时产生。 应该指出的是,除挥发物污染外 ,处于薄膜表

15、面的添加剂粒子 ,有时会因摩 擦而脱落 ,并构成对薄膜表面的划伤。 添加剂脱落造成的划伤 没有周期性 ,据此可与上述的辊表面上有凸起点 ,或被挥发物污染造成的划伤相区别。消除凸,检查与薄膜运行中接触的各辊 :其解决方法为起点或粗糙部位 ,调整其速度。 可从划痕出现周期的长度来寻找造成划伤的辊。经常清除污染物。可用水等进行清洗 ，如有必要可用砂纸打磨除之。 选用添加剂母料时 ,控制添加 剂粒子直径小于 5 L m。两步法双向拉伸制备 BOPET薄膜工艺技术成熟，工序简便。薄 膜产品出厂前 ,务必进行后加工处理 ,这是提高产品质量的有 效手段。常见疵病的产生 ,与各工序的操作密切相关 ,只要严 格操作规程 ,精心控制 ,避免疵病产生 ,就能制备出质量合格的 产品。2.BOPET的性能及改性2.1性能BOPET具有优良的综合性能，它表现在：有很高的力学 性能。BOPET的拉伸强度是PE薄膜的9倍，刚性好、挺括、 耐折次数高达数万次 ; (2)有较高的气体 (氧气、水气 )阻隔性 , 属于中等阻隔材料 ; (3)有很好的光学性能 ,光泽度好 ,清晰透 明透光率达90%; (4)电绝缘性能良好，属于E级绝缘材料；(5) 使用温度范围广，可在-60120C下长期使用，短时可达150C ; (6)无嗅、无