BOPP薄膜具有透明度和光澤度高、材料無(wú)毒、分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、質(zhì)量輕、透氣性低、氣味和水分具有一定的優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、日常輕工、香煙等產(chǎn)品包裝,廣泛應(yīng)用于復(fù)合膜基材、雙向拉伸聚丙烯薄膜“包裝皇后”的美稱(chēng)。
一,結(jié)晶對(duì)BOPP影響薄膜霧度
聚丙烯在薄膜中的結(jié)晶度和晶體尺寸BOPP薄膜的力學(xué)性能和光學(xué)性能有重要影響。高晶體強(qiáng)度高,韌性差。晶體尺寸小而均勻,有利于提高膜的力學(xué)強(qiáng)度、耐磨性和耐熱性,提高膜的透明度和表面光澤度。雙向拉伸可破碎聚丙烯中可能產(chǎn)生的大顆粒晶體,從而降低晶體尺寸、透光率和霧度。如果聚丙烯雙向拉伸,霧度降低50%。
從結(jié)晶的角度來(lái)看,要產(chǎn)生低霧度BOPP薄膜應(yīng)盡量減小聚丙烯晶體的尺寸。一般來(lái)說(shuō),可以調(diào)整各段的冷卻速度、低加工溫度、大拉伸比等工藝參數(shù),使晶體細(xì)膩,不形成大晶體,從而獲得良好的機(jī)械性能,降低薄膜霧度。結(jié)晶度過(guò)低也會(huì)導(dǎo)致薄膜機(jī)械性能下降和剛度差。一般來(lái)說(shuō),等級(jí)較高的均聚PP這種結(jié)晶聚合物板的結(jié)晶與冷卻速度密切相關(guān)。冷輥表面溫度越低,熱傳導(dǎo)越快,或板粘附輥表面越緊,熔體冷卻速度越快,此時(shí)板結(jié)晶度越小,有利于拉伸。
二、原材料對(duì)BOPP影響薄膜霧度
工業(yè)化生產(chǎn)BOPP薄膜主料的主要成分是PP。等規(guī)PP和間規(guī)PP結(jié)晶結(jié)構(gòu)不同,等規(guī)PP以均相成核的三維生長(zhǎng)方式結(jié)晶,間規(guī)PP以均相成核的二維方式結(jié)晶,形成外觀尺寸不規(guī)則的小晶片,由于間規(guī)PP分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整度較低,PP結(jié)晶率和結(jié)晶度較低。研究表明,規(guī)模越大,結(jié)晶速度越快,薄膜產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度和表面硬度顯著增加,而無(wú)規(guī)則PP內(nèi)部潤(rùn)滑劑在聚合物中起作用,有利于聚合物定向,有利于提高薄膜的光學(xué)性能。
由于不同的工藝和技術(shù),不同的石化制造商生產(chǎn)的原材料存在一定的差異。影響薄膜霧度的最大指標(biāo)之一是黃色指標(biāo),這是衡量原材料顏色的指標(biāo)。黃色指數(shù)越大,生產(chǎn)的薄膜卷顏色越黃,相應(yīng)薄膜的霧度越大。黃色指數(shù)越小,生產(chǎn)的薄膜卷越綠,相應(yīng)薄膜的霧度越小。
三、抗粘劑影響
①BOPP作用機(jī)制、類(lèi)型和特點(diǎn)
在BOPP在薄膜的生產(chǎn)過(guò)程中,半成品或成品都必須卷繞在卷芯上。由于薄膜薄且卷緊,可能導(dǎo)致薄膜粘附。當(dāng)在薄膜表面添加一定量不溶于聚丙烯樹(shù)脂的抗粘劑時(shí),由于其粒徑為3~5um,薄膜的表面厚度一般為1um,表面的抗粘劑使薄膜之間形成空氣隔離層,從而起到防粘作用。
作為BOPP薄膜的抗粘劑必須具有良好的抗粘性、分散性、無(wú)毒性和類(lèi)似于聚丙烯樹(shù)脂的折射系數(shù)。目前,國(guó)內(nèi)外BOPP市場(chǎng)上有兩類(lèi)抗粘劑:無(wú)機(jī)和有機(jī)。無(wú)機(jī)抗粘劑主要包括合成二氧化硅、合成瓷土、玻璃珠、碳酸鈣等。這種抗粘劑形狀不規(guī)則或圓形,粒徑約為3~5um,透明,對(duì)濕度敏感。除二氧化硅硬度外,其他硬度適中。此外,抗粘劑表面積高,有助于吸收其他添加劑。在這方面,二氧化硅抗粘劑的性能略顯明顯。
有機(jī)抗粘劑是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新品種,其中典型的產(chǎn)品是有機(jī)硅聚合物,如聚硅氧烷聚合物。這種抗粘劑具有抗粘性和增滑性能,粒徑約4um,圓形、透明、軟化溫度或熔點(diǎn)低,對(duì)濕度等添加劑的吸附不敏感。
根據(jù)產(chǎn)品使用的原材料,BOPP抗粘劑可與聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物甚至增滑劑預(yù)制成母料,濃度一般為2~l5.濃度低的分散性更好。
②同類(lèi)抗粘劑和添加量對(duì)薄膜霧度的影響
在薄膜表面添加抗粘劑后,提高了薄膜的抗粘性,同時(shí)也極大地影響了薄膜的摩擦系數(shù)和光學(xué)性能。
例如生產(chǎn)ABA普通型熱封膜時(shí),芯層加入相同型號(hào)的2%增滑抗靜電劑,表面純共聚物加入500ppm,1000ppm,1500ppm,2000ppm,2500ppm以下幾種典型的抗粘劑,膜霧如圖1所示:從圖中可以看出,添加抗粘劑后膜的濁度和光澤較差,這是由于抗粘劑,特別是無(wú)機(jī)抗粘劑,不溶于聚丙烯樹(shù)脂,膜在拉伸過(guò)程中會(huì)使抗粘劑周?chē)目?,兩種材料之間的折射率略有不同,其突出的膜表面使膜表面粗糙,會(huì)導(dǎo)致膜的光學(xué)性能較差。
因此,雙向拉伸聚丙烯薄膜霧度的主要影響因素是:結(jié)晶度、原材料的黃色指數(shù)、抗粘劑的類(lèi)型和添加量。為了生產(chǎn)具有優(yōu)異光學(xué)性能的薄膜,必須在生產(chǎn)過(guò)程中盡可能低地控制結(jié)晶度。所選原材料的黃色指數(shù)為負(fù)值,選擇粒徑小的合適抗粘劑,添加量適中。