BOPP薄膜双向拉伸工艺研究

BOPP薄膜双向拉伸工艺研究

肖丽英

（广东艺都科技股份有限公司广东惠州516000）

摘要：本文主要选取了一种在市场上最具认可度的BOPP原料，开展薄膜双向式拉伸加工处理实验操作，处于不同拉伸处理工艺条件下进行BOPP薄膜制备操作，深入研究所制备的薄膜拉伸处理过程、薄膜自身力学性能、薄膜自身光学性能，构建薄膜拉伸处理工艺，进一步研究薄膜拉伸处理成型其与薄膜各方面性能之间所对应的关系，以能够为今后BOPP薄膜相应工业生产运行及原料开发等提供参考。

关键词：BOPP；薄膜；双向拉伸；工艺

前言：

BOPP薄膜在双向拉伸的加工处理操作期间，拉伸加工处理各项工艺参数合理设置，往往影响着薄膜拉伸加工成型整个过程，尤其影响着拉伸过程应力行为，制约原料是否可以稳定地拉伸成型，且对于最终的BOPP薄膜产品实际力学性能及光学性能有着直接影响。鉴于此，本文主要针对BOPP薄膜的双向式拉伸工艺进行综述分析，望能够为相关专家及学者对这一课题的深入研究提供有价值的参考或者依据。

1.实验研究

1.1设备

薄膜的拉伸成型：选用德国所生产型号为KaroIV薄膜双向式拉伸的试验装置；测试薄膜的光学性能：选用德国所生产45°角的光泽度装置、射雾影仪；薄测试膜的力学性能：选用德国所生产材料试验装置；观测薄膜应力：选用美国所生产偏光应力装置。KaroIV薄膜双向式拉伸的试验装置，属于能够针对于原料片材实施分步或者同步双向式拉伸薄膜成型装置，此装置可对BOPP薄膜所在工业化生产线实际生产操作过程及工艺条件进行有效模拟分析，持续测量并记录薄膜拉伸期间拉伸温度及拉伸力情况等各项工艺参数。

1.2材料

薄膜的原料主要选用中石化PP，T38F为产品的牌号，此种原料属于BOPP

薄膜均聚专用料，具有较好通用性及性能的稳定性，在市场上有着较高认可度，被广泛应用在高档烟膜实际生产当中。

1.3流程

薄膜的拉伸成型操作主要运用现阶段BOPP薄膜实际工业化生产当中所广泛应用的一种拉幅分步双向式拉伸工艺，以下为具体的工艺流程：PP原料通过挤出流延逐渐成型为原料铸片，裁切制作成为标准的样片，把标准的样片放置于薄膜双向式拉伸的试验装置拉伸夹具当中实施加热拉伸处理，最终薄膜成型。拉伸薄膜期间，需对薄膜横纵向拉伸力进行测量与记录，在拉伸成型之后测试、分析薄膜各项性能。

2.实验结果及分析

2.1测试原料性能

表征测试T38F原料分子结构、力学性能与热性能。原料各项规度均借助核磁共振方法予以测定分析；原料实际分子量的分布则用凝胶的渗透色谱方法予以测定分析；对于原料自身热性能，主要用扫描量的热分析法予以测定；针对原料自身力学性能，主要用注塑的样条实施测试分析操作。

2.2薄膜双向的拉伸工艺

如图1所示，此次试验研究，分别用图1当中d-h不同的拉伸处理工艺来拉伸薄膜，自d工艺至h工艺拉伸的温度呈逐渐升高趋势，拉伸倍率与速率均处于固定状态。薄膜在经过双向的拉伸处理成型之后，测试与表征该薄膜的相关性能。

图1薄膜拉伸的工艺条件示图

2.3拉伸工艺各方面影响

2.3.1在拉伸过程方面

不同的拉伸处理工艺之下，薄膜拉伸期间TD拉伸力的曲线会有所变化。自d工艺至g工艺，该薄膜拉伸期间拉伸力处于逐渐降低趋势中。薄膜拉伸期间，拉伸力能耗作用于PP的分子链解缠与取向、晶体重排与滑移。从中即可了解到，伴随拉伸温度持续提升，薄膜内大分子链一些聚集态结构活性处于逐渐提高状态。故而，薄膜拉伸初期，模量处于降低状态，薄膜拉伸秋季拉伸力也处于降低状态，拉伸温度若较低，则薄膜拉伸初期会有冷拉伸的屈服情况出现，拉伸薄膜期间拉伸硬化表现突出，对薄膜实现均匀性拉伸可起到积极作用。

2.3.2在光学性能方面

不同拉伸处理工艺下薄膜雾度与表面实际光泽度变化情况。自d工艺至h工艺，伴随拉伸温度持续提升，薄膜试样雾度处于提升趋势，光泽度逐渐下降，薄膜雾度从d工艺0.24%提升至h工艺0.93%，该薄膜实际光泽度则自d工艺97.0%至h工艺93.0%。该薄膜的光学性能变化在f工艺期间最为突出。从中即可了解到，薄膜拉伸期间取向的结晶作用明显，拉伸处于较低温度状态，薄膜形成小体积片晶的结构，薄膜自身光学性提高。伴随拉伸温度逐渐提升，薄膜结晶度逐渐增加，尤其在F工艺后，实际拉伸温度处于至高点，薄膜内晶体尺寸明显大幅度增加，薄膜雾度提高明显。晶体较大尺寸，非晶区与晶区差异明显，促使薄膜表面实际粗糙度提高，降低了光泽度。

2.3.3在力学性能方面

处于不同拉伸处理工艺条件下该薄膜TD、MD拉伸模量实际变化情况。自d工艺至h工艺，伴随拉伸温度持续提升，薄膜各向拉伸的模量均有先略微提升而后快速下降这一变化情况出现，f工艺处有拐点出现，而后该薄膜模量呈快速降低趋势。薄膜MD的模量，自f工艺2.4GPa逐渐降低到h工艺2.06GPa。TD模量逐渐自f工艺4.2GPa降低到h工艺2.9GPa。自d工艺至h工艺，伴随拉伸温度持续提升，该薄膜各向拉伸的强度都有降低趋势出现，以h工艺位置薄膜的拉伸强变化最为突出，f工艺前期薄膜强度基本无较大变化，而后薄膜的强度逐渐有大幅度降低情况出现。薄膜MD拉伸的强度自f工艺152MPa逐渐降低到h工艺129MPa，而TD拉伸的强度则是自f工艺277MPa逐渐降低到h工艺213MPa。由此可了解到，薄膜拉伸的模量、拉伸强度二者均与该薄膜内微结构结晶与取向有着关联性。薄膜结晶与取向受拉伸处理工艺影响较大。伴随拉伸温度持续提升，薄膜结晶程度提高。故拨款各向拉伸的模量均提升；原料的大分子链实际活动性提高，导致薄膜拉伸期间有取向结构形成，薄膜取向度逐渐下降，薄膜拉伸的模量及强度均逐渐降低。尤其在f工艺后，实际拉伸温度处于最高状态，薄膜解取向最为严重，取向度出现大幅度降低情况，薄膜实际力学性能降幅明显。

3.结语

综上所述，针对于市面上所销售相关BOPP薄膜的T38F专用料，处于不同拉伸处理工艺条件下，开展薄膜双向式拉伸的加工制作试验操作，针对于所制备的薄膜实际拉伸的均匀性、力学性、光学性等实施测试操作及表征，构建薄膜拉伸处理工艺，了解薄膜的拉伸成型与薄膜性能相互间对应的关系。经此次实验研究可了解到，T38F原料薄膜拉伸的温度处于10℃范围，拉伸工艺的窗口相对较宽一些。拉伸工艺处于较高温度时，薄膜内晶体的尺寸逐渐变大，实际取向度明显降低，促使薄膜有着较高雾度，降低了力学性。

参考文献：

[1]高达利,张师军,徐毅辉.原料结构对BOPP薄膜拉伸工艺及性能的影响[J].塑料科技,2018,46(25):346-347.

[2]潘鸣宇.BOPP薄膜同步双向拉伸系统的结构优化研究[D].长春工业大学,2017，22（19）:645-646.