薄膜双向拉伸成型——光学膜、电池隔膜等功能膜核心技术广西缠绕膜

前 言

塑料薄膜的成型方法很多，如压延法、流延法、吹塑法、拉伸法等。其中，双向拉伸成为近年来最受关注的方法之一。

双向拉伸技术是20世纪70年代开始实现工业化的一种塑料薄膜加工工艺，基本原理是：以高聚物原料通过挤出机被加热熔融挤出成厚片后，在玻璃化温度以上、熔点以下的适当温度范围内(高弹态下)，通过纵拉机与横拉机时，在外力作用下，先后沿纵向和横向进行一定倍数的拉伸，从而使分子链或结晶面在平行于薄膜平面的方向上进行取向而有序排列，然后在拉紧状态下进行热定型，使取向的大分子结构固定，广西缠绕膜然后经过高分子导电液/永久抗静电剂涂层处理，最后经冷却及后续处理便可制得永久抗静电透明薄膜。

适用于双向拉伸生产的塑料薄膜主要包括聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯乙烯和聚酰胺薄膜等。拉伸使聚合物中的高分子链沿作用力方向发生排列取向，从而达到调节、改善高分子聚合物的聚集态结构，得到我们预期的各种物理化学性能。拉伸可分为单轴拉伸和双轴拉伸两种，前者使链沿一个方向进行取向排列。

双向拉伸薄膜的共同特点是拉伸强度高，挺括性好，透明性高，耐高低温性好，工业缠绕膜绝缘性能好，阻隔性高，无毒无味。非常适合于食品及高档商品的包装，同时也被大量用于电子工业产品，感光胶片、磁带基材,尤其光学薄膜等是一种性能优秀的材料。

薄膜经过双向拉伸>在线防静电涂布，除了发生分子取向外，其微观结构也有较大的变化，使其性能与无拉伸薄膜有着明显的区别，其主要表现如下：

01

机械性能

经过双向拉伸的薄膜，其拉伸强度、弹性模量可提高数倍，而且其冲击强度，对于PP、PVC、PET拉伸膜，它与没有拉伸的薄膜具有明显的区别，特别是在低温下，其冲击强度也未降低，即其耐寒性能优良，而在高温下，其性能也未变差，这使得双向拉伸膜的使用温度范围更广。

02

热性能

热收缩性能是双向拉伸膜的特性，利用这二点使其薄膜可用于收缩包装。为了使薄膜具有低温收缩性，使用同时双向拉伸的管膜法特别有利。这是因为在双向拉伸下可增加其微观结构，而且膜泡是直接冷却并处于拉伸状态下。

03

光学性能

薄膜经过双向拉伸，其透明性、光泽都提高，特别是由于不会形成球晶结构，缠绕膜拉伸膜增加了薄膜的折射率，因而具有不因损而使光泽和透明性降低的特点。

04

电性能

击穿电压、体积电阻率等电性能，在双向拉伸薄膜中都有不同程度的提高。有时，伴随发生静电问题。

05

气密性

结晶聚合物生产的薄膜经过双向拉伸，其水蒸汽、氧气或其他气体的透过率都减少1/3～1/2，这一点在食品包装行业尤为重要。

06

抗静电性

采用持久长效高分子透明导电液在线涂布处理过后，使制品表面均匀涂有永久防靜电涂层，直接作用于表面，不影响透明度、抗静电效果更出色!

高分子材料阶梯图

薄膜在加工的过程中会被取向，一般分为横向和纵向，因加工工艺和参数的不同，取向也不同。例如，吹膜既有纵向牵引，又有横向吹胀，相对纵横向取向比较平衡，两个方向上力学性能也相对均衡。而对于流延，只有纵向的牵引，而没有横向的吹胀，因此纵向取向大于横向，两个方向上的力学性能就有明显差异，例如纵向拉力大，但撕裂强度就很低。

单向拉伸薄膜（MDO）是利用辊之间的速度差对薄膜进行进一步纵向拉伸，从而提高薄膜的挺度、透明度，以及某些力学性能，此时纵向的取向远大于横向。如果在此基础上再进行横向拉伸，就是我们通常说的双向取向了（BO）。双向拉伸可以用一个步骤完成，俗称同步拉伸；也可用两个连续的步骤完成，俗称异步拉伸。如果在两个方向的取向是相等的，最终得到的薄膜在性能上是各向同性的；如果在一个方向的取向大于另一个方向的取向，则薄膜在性能上是各向异性的。

为了获得有效的取向，聚合物最好在低于熔点的温度下进行拉伸，同时，拉伸时应具备足够的热量，使得分子可以运动。温度越高，分子的运动速度越快，松弛时间越短，实际产生的取向则越少。拉伸以后，薄膜将被冷却定型获得热稳定性。理想状态是，在拉伸的分子松弛以前通过冷却获得足够的取向。

塑料薄膜经过双向拉伸后，拉伸强度和弹性模量均有显著的增加，机械强度明显提高。另外，耐热、耐寒、透明度、光泽度、气密性、防潮等性能也得到改善，用途广泛。可用于双向拉伸薄膜生产的高分子材料有：聚丙烯，聚酯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚乙烯醇，EVOH，聚偏二氯乙烯，聚乙烯等等。其中双向拉伸聚丙烯（BOPP）膜主要用于食品、医药、服装、香烟等包装，并大量用作复合膜的基材以及电工膜；双向拉伸聚酯（BOPET）除了用于胶带、软盘、胶片等各种工业用途外，也广泛用于蒸煮食品、冷冻食品、药品、化妆品等包装，其挺度及耐刮擦性能非常优秀；双向拉伸聚苯乙烯（BOPS）主要用于食品包装以及玩具等包装；双向拉伸聚酰胺（BOPA）主要用于各种真空、充气、蒸煮杀菌、液体包装等用途，其韧性最好，并具有较好的阻气性。