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。经过几十年的发展红外线烘干箱,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pigg
0. 5μm到250μm数十个规格;其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]。
1.1 BOPET的生产工艺
BOPET薄膜的生产工艺流程一般为: PET树脂干燥→挤出铸片→厚片的纵向拉伸→横向拉伸→收卷→分切包装→深加工。 1.1.1 PET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较好,因为真空干燥时PET不与氧气接触,这有利于控制PET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. 3~0. 5MPa,真空度98. 66~101. 325 kPa,干燥时间8~12h。
1.1.2 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:挤出机输送段温度液压集成块设计
240~260℃,熔融塑化段温度265 ~285℃,均化段温度270 ~280℃,过滤器(网)温度280~285℃,熔体线温度270~275℃,铸片急冷辊温度18~25℃。 1.1.3 PET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,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,伸长率较大,容易拉伸,但温度过高使分子链段的活动能力加剧,使粘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。研究无定型PET厚片的应力-应变曲线发现,PET厚片在80~90℃时所需拉伸功较少,因此拉伸温度控制在85℃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85汉语拼音卡片℃。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50~70℃万次火柴,拉伸温度75~85℃,冷却定型温度30~60℃,拉伸比3. 2~3. 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主板清洗液,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:预热段温度80~95℃,拉伸段温度85~110℃,定型段温度180~220℃,冷却段温度30~60℃,拉伸比3~4。
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