BOPP薄膜拉伸速率对薄膜性能的影响_高达利

２０１５，２７（５）　ＭＯＤＥＲＮ　ＰＬＡＳＴＩＣＳＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ试验研究收稿日期：２０１５－０１－２９；修改稿收到日期：２０１５－０６－１０。作者简介：高达利，男，工学博士，高级 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师，主要从事高分子材料成型加工研究。Ｅ－ｍａｉｌ：Ｇａｏｄｌ．ｂｊｈｙ＠ｓｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。ＢＯＰＰ薄膜拉伸速率对薄膜性能的影响高达利　张师军　施红伟　邹浩　张丽英（中石化北京化工研究院，北京，１０００１３）　　摘要：选取一种ＢＯＰＰ薄膜专用料做薄膜双向拉伸试验，在不同拉伸速率下制备ＢＯＰＰ薄膜试样，并对原料性能及所制备薄膜的光学性能、力学性能等进行研究，建立起了薄膜拉伸速率与薄膜拉伸成型和薄膜性能间的对应关系，从而为ＢＯＰＰ薄膜的工业化生产和薄膜原料开发提供借鉴。关键词：　双向拉伸聚丙烯　薄膜　拉伸速率　檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨殎殎殎殎性能Ｔｈｅ　Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　Ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　Ｓｐｅｅｄ　ｏｎ　ＢＯＰＰ　Ｆｉｌｍ　ＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓＧａｏ　Ｄａｌｉ　Ｚｈａｎｇ　Ｓｈｉｊｕｎ　Ｓｈｉ　Ｈｏｎｇｗｅｉ　Ｚｏｕ　Ｈａｏ　Ｚｈａｎｇ　Ｌｉｙｉｎｇ（ＳＩＮＯＰＥＣ　Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０００１３）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎｅ　ｂｉａｘｉａｌｌｙ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ（ＢＯＰＰ）ｆｉｌｍ　ｃｏｍｐｏｕｎｄ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒ　ｂｉ－ａｘｉａｌｌｙ　ｆｉｌｍ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ＢＯＰＰ　ｆｉｌｍ　ｓａｍｐｌｅｓ　ｗｅｒｅ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｓｐｅｅｄｓ．Ｔｈｅ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐ－ｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｆｌｉｍ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｕｓ　ｔｏ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ　ｏｆ　ｆｉｌｍ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｆｉｌｍ　ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ．Ｔｈｉｓ　ｓｔｕｄｙ　ｉｓ　ｂｅｎｅｆｉｔ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆＢＯＰＰ　ｆｉｌｍ　ａｎｄ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｂｉａｘｉａｌｌｙ　ｏｒｉｅｎｔｅｄ　ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ｆｉｌｍ；ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　　ＢＯＰＰ薄膜即双向拉伸聚丙烯（ＰＰ）薄膜。经拉伸处理后，薄膜中的ＰＰ大分子链和结晶结构发生高度取向，从而显著提高了薄膜的拉伸强度和模量，降低了断裂伸长率，并且使得薄膜的雾度更低、透明性更好、光泽度更高［１］。因此，ＢＯＰＰ薄膜在包装材料和功能薄膜等领域得到了广泛的应用。但同时，ＢＯＰＰ薄膜也是各类塑料薄膜中技术含量较高、生产加工难度较大的一类产品。在ＢＯＰＰ薄膜的双向拉伸加工中，薄膜拉伸速率是主要的工艺参数之一，不仅对薄膜拉伸过程中的应力－应变行为有较大影响［２］，更加制约着薄膜产品的各项性能，以及薄膜生产的运行效率等。下面是在不同的拉伸速率下制备了ＢＯＰＰ薄膜试样，并对薄膜性能进行研究，期望建立起薄膜拉伸速率与薄膜性能间的对应关系，从而为ＢＯＰＰ薄膜的工业化生产和薄膜原料开发提供借鉴。１试验部分１．１　主要原料及仪器设备ＰＰ，牌号ＰＰＨ－Ｆ０３Ｄ，中石化镇海炼化分公司。Ｋａｒｏ　ＩＶ型薄膜双向拉伸试验机，德国Ｂｒüｃｋｎｅｒ公司；薄膜光学性能测试采用德国ＢＹＫ公司的透射雾影仪及４５°角光泽度仪。１．２性能测试力学性能按照ＧＢ／Ｔ　１０４０．３—２００６测试。·５１·２０１５年１０月２０１５，２７（５）　ＭＯＤＥＲＮ　ＰＬＡＳＴＩＣＳＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ　ＡＮＤ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ１．３　薄膜制备工艺及试验步骤试验中ＢＯＰＰ薄膜拉伸成型采用拉幅法分步双向拉伸工艺，即先进行薄膜纵向（ＭＤ）拉伸，之后进行薄膜横向（ＴＤ）拉伸。具体步骤：ＰＰ原料经挤出流延成型原料铸片，并裁切制成 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 样片；将标准样片放入到薄膜双向拉伸试验机的拉伸夹具中进行加热拉伸，成型薄膜。薄膜拉伸成型后对薄膜的各项性能进行测试和分析。２结果与讨论２．１　薄膜双向拉伸工艺试验过程中，固定薄膜的拉伸及预热温度（其中ＭＤ拉伸温度１６０℃，ＴＤ预热温度１７２℃，ＴＤ拉伸温度１６７℃，ＭＤ拉伸倍率５倍，ＴＤ拉伸倍率７倍），分别改变薄膜的ＭＤ和ＴＤ拉伸速率，研究拉伸速率对薄膜性能及拉伸过程的影响。其中，为保证试验工艺条件与现有技术的横向比较，薄膜拉伸速率的单位设定为“％／ｓ”，即单位时间内薄膜的拉伸倍率，从而避免因薄膜初始尺寸的不同而带来拉伸速率的不可比性。固定薄膜ＴＤ拉伸速率为１００％／ｓ，改变ＭＤ拉伸速率为５０～６００％／ｓ进行薄膜拉伸；之后，固定薄膜ＭＤ拉伸速率为１００％／ｓ，改变ＴＤ拉伸速率为５０～６００％／ｓ进行薄膜拉伸。薄膜经双向拉伸成型后，对薄膜的各项性能进行了测试。２．２　拉伸速率对薄膜光学性能的影响图１为不同ＭＤ拉伸速率对薄膜的雾度及 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面光泽度的影响。从图１可见，随薄膜ＭＤ拉伸速率提高，试样的雾度略有升高，而光泽度基本不变，其中雾度由ＭＤ拉伸速率５０％／ｓ时的０．６５％升高到６００％／ｓ时的０．７４％。图２为不同ＴＤ拉伸速率对薄膜的雾度及表面光泽度的影响。由图２可见，随薄膜ＴＤ拉伸速率提高，试样的雾度略有降低，而光泽度基本不变，其中雾度由ＴＤ拉伸速率５０％／ｓ时的０．８２％降低到６００％／ｓ时的０．７２％。分析认为，薄膜的拉伸过程具有显著的取向结晶作用［３］，随ＭＤ拉伸速率的提高，薄膜ＭＤ拉伸过程中大分子链等聚集态结构的取向得不到及时回复，薄膜ＭＤ向的取向度过高，因而在后续的ＴＤ拉伸过程中影响薄膜的拉伸均匀性，使得薄膜雾度升高；另一方面，随ＴＤ拉伸速率的提高，薄膜在拉伸过程中的受热时间相应缩短，薄膜中晶体结构的生长受到限制，同时薄膜的取向结晶作用明显，从而使得薄膜中的晶体尺寸减小，薄膜雾度相应降低。图１　ＭＤ拉伸速率对薄膜光学性能的影响图２　ＴＤ拉伸速率对薄膜光学性能的影响２．３　拉伸速率对薄膜力学性能的影响图３为不同ＭＤ拉伸速率下薄膜ＭＤ向和ＴＤ向的拉伸模量和拉伸强度的变化。图３ＭＤ拉伸速率对薄膜力学性能的影响由图３可见，随ＭＤ拉伸速率提高，无论是薄膜的ＭＤ向拉伸模量和拉伸强度，或ＴＤ向拉伸模·６１·　　　　　　　　　高达利等．ＢＯＰＰ薄膜拉伸速率对薄膜性能的影响试验研究量和拉伸强度均未出现明显变化，可见ＭＤ拉伸速率的变化对薄膜的力学性能影响较小。图４为不同ＴＤ拉伸速率下薄膜ＭＤ向和ＴＤ向的拉伸模量和拉伸强度的变化。图４　ＴＤ拉伸速率对薄膜力学性能的影响由图４可见，随ＴＤ拉伸速率提高，薄膜的ＭＤ向拉伸模量和拉伸强度未出现明显变化，而薄膜的ＴＤ向拉伸模量和拉伸强度则均呈连续下降趋势。其中，薄膜ＴＤ向拉伸模量由ＴＤ拉伸速率５０％／ｓ时的４．６ＧＰａ降低到６００％／ｓ时的３．３ＧＰａ，薄膜ＴＤ向拉伸强度则由ＴＤ拉伸速率５０％／ｓ时的２７７ＭＰａ降低到６００％／ｓ时的２４７ＭＰａ。　　分析认为，薄膜的拉伸模量和拉伸强度均与薄膜中聚集态结构的取向和结晶紧密相关［４］，而薄膜的取向和结晶则受拉伸工艺影响显著，通过试验可以得出，ＴＤ向的拉伸工艺在最终薄膜制品的性能中起主要作用。随ＴＤ拉伸速率的提高，一方面薄膜在拉伸过程中的受热时间缩短，薄膜中晶体结构的生长时间较少，结晶度相应减小，因而使得薄膜模量持续降低；另一方面，薄膜经ＭＤ拉伸后，沿ＭＤ取向的大分子链等聚集态结构在较高的ＴＤ拉伸速率时得不到及时回复和重新取向，因而降低了薄膜的ＴＤ取向度，使得薄膜的ＴＤ拉伸模量和拉伸强度有所降低。３　结论ａ）　随着ＭＤ拉伸速率的提高，薄膜雾度略有升高，而薄膜的光泽度、拉伸模量和拉伸强度等没有明显变化。ｂ）　随着ＴＤ拉伸速率的提高，薄膜的雾度略有降低，光泽度基本不变，而薄膜的ＴＤ向拉伸模量和拉伸强度则均呈连续下降趋势。参　考　文　献［１］　吴增青，涂志刚．ＢＯＰＰ薄膜生产过程中的取向与结晶［Ｊ］．包装工程，２００２，２３（４）：３５－３９．［２］　高达利，张师军，邹浩，等．ＢＯＰＰ薄膜双向拉伸过程中拉伸力的探讨［Ｊ］．塑料工业，２０１１．３９（８）：１１４－１１７．［３］　Ｙａｎ　Ｔｉｎｇｚｉ，Ｚｈａｏ　Ｂａｉｊｉｎ，Ｃｏｎｇ　Ｙｕａｎｈｕａ，ｅｔ　ａｌ．Ｃｒｉｔｉｃａｌｓｔｒａｉｎ　ｆｏｒ　ｓｈｉｓｈ－ｋｅｂａｂ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，２０１０，４３：６０２－６０５．［４］　赵燕，周先进，吴增青．热处理对ＢＯＰＰ薄膜性能的影响研究［Ｊ］．中国塑料，２００６，２０（１）：檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯檯７１－７３．杜邦德国工厂尼龙产能提高２０％据“ｗｗｗ．ｂｒｉｔｉｓｈｐｌａｓｔｉｃｓ．ｃｏ．ｕｋ”报道，杜邦高性能聚合物－尼龙在德国工厂产能提高２０％，这一增长是为满足日益增长的需求，主要是在汽车行业。尼龙仍然是许多产品设计师的首选，因为它综合性能优异，易于成型，并在极其恶劣的环境中提供长期的卓越性能，杜邦高性能聚合物尼龙全球业务总监Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｍａｙｏ说：“在许多方面，尼龙定义了工程聚合物的种类，并不断重新定义塑料的未来应用领域。”杜邦公司的“Ｚｙｔｅｌ”ＰＡ６６和ＰＡ６越来越多应用在改善汽车轻量化，以及电气和电子系统外罩、机柜、开关和插座等产品方面。德国哈姆的制造工厂是杜邦在欧洲最大的尼龙生产厂。食品生产商采用优质包装据“ｗｗｗ．ｐｌａｓｔｉｃｓｔｏｄａｙ．ｃｏｍ”报道，西班牙食品生产者Ｃａｓａ　Ａｍｅｔｉｌｌｅｒ与ＲＰＣ　Ｓｕｐｅｒｆｏｓ（泰斯特鲁普，丹麦）建立合作伙伴关系。ＲＰＣ　Ｓｕｐｅｒｆｏｓ是一家为食品和非食品产品提供持续高品质的注射成型塑料包装的生产商，为ＣａｓａＡｍｅｔｉｌｌｅｒ提高其冷和热的汤包装品质。解决方案是Ｓｕ－ｐｅｒＬｏｃｋ，一个采用模内贴标的罐。全面考虑的圆形设计有助于将罐分开。拧开盖上的螺纹非常方便用户使用，并提供完美的关闭和打开体验。当盖子被正确地关闭，用户会听到一个声音指示，以此来提高用户友好性和产品安全性。此种优质包装容器大小６５～５３５ｍＬ，并有２个不同的直径。此外还有其他的大小，最大直径至１０９ｍｍ。从塑料瓶和简易包装到采用ＳｕｐｅｒＬｏｃｋ罐，ＲＰＣ　Ｓｕ－ｐｅｒｆｏｓ不但帮助Ｃａｓａ　Ａｍｅｔｉｌｌｅｒ这个家族企业扩大其售卖的冷、热汤品种，并且提升了其企业形象。（以上由中国石化扬子石油化工有限公司南京研究院杜雪娟供稿）·７１·