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1、BOPET雙向拉伸聚對苯二甲酸乙二酯(BOPET)薄膜最初是在20世紀50年代由英國ICI公司開發(fā)的。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,產(chǎn)品已由原來的單一絕緣膜發(fā)展到現(xiàn)在的電容器用膜、包裝用膜、感光絕緣膜等;按厚度有從0.5μm到250μm數(shù)十個規(guī)格;其生產(chǎn)工藝也從最簡單的釜式間歇式生產(chǎn)發(fā)展到多次拉伸與同步雙向拉伸,其產(chǎn)品形式也由平膜發(fā)展到多層共擠膜、強化膜及涂覆膜等。1.生產(chǎn)工藝及改善聚酯薄膜已成為世界上發(fā)展最快的薄膜品種之一,目前國主要采用兩步法雙向拉伸工藝生產(chǎn)[1]。1.1BOPET的生產(chǎn)工藝BOPET薄膜的生產(chǎn)工藝流程一般為:PET樹脂干燥→擠
2、出鑄片→厚片的縱向拉伸→橫向拉伸→收卷→分切包裝→深加工。1.1.1PET樹脂的干燥PET樹脂由于分子中含有極性基團,因此吸濕性較強,其飽和含濕量為0.8%,而水分的存在使PET在加工時極易發(fā)生氧化降解,影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此加工前必須將其含水量控制在0.005%以下,這就要求對PET進行充分的干燥。一般干燥方法有兩種,即真空轉(zhuǎn)鼓干燥和氣流干燥。其中前一種干燥方法較好,因為真空干燥時PET不與氧氣接觸,這有利于控制PET的高溫熱氧老化,提高產(chǎn)品質(zhì)量。PET的真空轉(zhuǎn)鼓干燥條件如下:蒸氣壓力0.3~0.5MPa,真空度98.66~101.325
3、kPa,干燥時間8~12h。1.1.1PET熔體擠出鑄片將干燥好的PET樹脂熔融擠出塑化后,再通過粗、細過濾器和靜態(tài)混合器混合后,由計量泵輸送至機頭,然后經(jīng)過急冷輥冷卻成厚片待用。擠出鑄片的工藝條件為:擠出機輸送段溫度240~260℃,熔融塑化段溫度265~285℃,均化段溫度270~280℃,過濾器(網(wǎng))溫度280~285℃,熔體線溫度270~275℃,鑄片急冷輥溫度18~25℃。1.1.2PET厚片的雙向拉伸薄膜的擠出雙軸(向)拉伸是將從擠出機擠出的薄膜或片材在一定溫度下,經(jīng)縱、橫方向拉伸,使分子鏈或待定的結(jié)晶面進行取向,然后在拉伸
4、的情況下進行熱定型處理。經(jīng)過雙軸拉伸的薄膜,由于分子鏈段定向,結(jié)晶度提高,因此可顯著提高拉伸強度、拉伸彈性模量、沖擊強度、撕裂強度,改善耐寒性、透明性、氣密性、電絕緣性及光澤等。平膜大多采用平面式逐次雙軸拉伸工藝。(1)縱向拉伸工藝為了提高片材的拉伸質(zhì)量,拉伸溫度和拉伸比的控制至關(guān)重要。拉伸溫度較高時,拉伸所需的拉伸應(yīng)力較小,伸長率較大,容易拉伸,但溫度過高使分子鏈段的活動能力加劇,使粘性形變增加反而破壞取向;反之,若拉伸溫度較低,定向效果較好,但大分子鏈段活動能力差,所需拉伸應(yīng)力較大,容易產(chǎn)生打滑和受力不均勻而引起厚度公差及寬度不穩(wěn)定
5、。通常雙軸拉伸臨界溫度從定向效率、拉伸功、結(jié)晶速率3方面來調(diào)節(jié)。研究無定型PET厚片的應(yīng)力-應(yīng)變曲線發(fā)現(xiàn),PET厚片在80~90℃時所需拉伸功較少,因此拉伸溫度控制在85℃左右較好。為防止片基粘輥,便于均勻拉伸,可采用遠紅外輔助加熱,這可使拉伸溫度低于85℃。拉伸比是指拉伸后的長度與拉伸前的長度之比。拉伸比越大,沿拉伸方向的強度增加也就越大。但要得到高強度薄膜,拉伸比不能控制在最大,因為在單向拉伸后沿拉伸方向強度增加會使與之垂直方向的強度降低。因此為保證薄膜各向同性,在縱、橫方向上都具有優(yōu)良的性能,就必須使縱向與橫向拉伸比相匹配。經(jīng)多次
6、試驗將PET厚片縱向拉伸工藝參數(shù)選擇為:預熱溫度50~70℃,拉伸溫度75~85℃,冷卻定型溫度30~60℃,拉伸比3.2~3.5。(2)橫向拉伸工藝縱拉厚片經(jīng)導邊系統(tǒng)送至拉幅機進行橫向拉伸,通過夾子夾在軌道上,角的力作用在平面橫向拉伸,使分子定向排列,并進行熱處理和冷卻定型??v拉厚片的預熱、拉伸、熱定型和冷卻都是在一個烘箱進行的,因此工藝參數(shù)的選定要考慮烘箱的長度、產(chǎn)品的產(chǎn)出速度及熱風傳導和烘箱的保溫情況。一般要求熱風在烘箱的循環(huán)方式必須使吹到薄膜上下表面的風溫、風壓和風速一致,且各區(qū)溫度不能相串,夾子溫度要盡量低。熱定型的目的是消除
7、拉伸中產(chǎn)生的應(yīng)力,從而制得熱穩(wěn)定性好、收縮率低的薄膜。經(jīng)多次試驗橫向拉伸工藝參數(shù)選擇為:預熱段溫度80~95℃,拉伸段溫度85~110℃,定型段溫度180~220℃,冷卻段溫度30~60℃,拉伸比3~4。1.1.1薄膜的卷取和深加工BOPET薄膜由于在橫拉時是用夾子夾住邊部進行拉伸的,所以被夾住的部分不能被拉伸,在收卷前必須裁去。這部分邊料通過牽引、吹邊粉碎回收后可按比例回收利用。為了二次加工的需要,產(chǎn)品出廠前需對BOPET薄膜進行單面或雙面電暈處理,處理過的薄膜表面力增大,并可增加印刷牢度,改善在鍍鋁中的性能。BOPET薄膜的收卷采用
8、中心收卷方式,力和壓力采用自動控制以保證收卷表面平整、松緊一致。1.2常見庇病及改善措施1.2.1白色塊狀不熔物BOPET薄膜中出現(xiàn)白色塊狀不熔物的原因可能是升溫時間短或溫度低造成熔體溫度不夠高、擠出機至模