BOPP薄膜研究及生产应用进展

BOPP薄膜研究及生产应用进展

雷炳荣

广东德冠包装材料有限公司     广东佛山528306

摘要：在软包装材料市场中，BOPP薄膜占据十分重要地位而且应用前景相对广阔。本文首先介绍生产BOPP薄膜的主要技术，其次分析BOPP薄膜的复合研究进展，最后分析在结构与性能、改性等的研究进展，旨在为相关人员提供一定参考。

关键词：生产技术；研究进展；BOPP

引言：BOPP薄膜是通过特殊模头制成片材或厚膜，在一定的温度和特定的速度下依次进行纵向和横向的拉伸，热定型后再经过电晕处理后制成的薄膜。目前BOPP薄膜种类一般有消光膜、珠光膜、水晶膜、镭射膜、香烟包装膜、胶带膜等等。BOPP薄膜之所以能够成为性能优良的一种包装材料。主要是因为具备出色的拉伸强度、冲击强度以及撕裂强度等。除此之外，BOPP薄膜不仅能阻湿性而且光泽度较高，其综合性能远远超过防潮玻璃纸等其他透明薄膜，也由此在包装行业被称之为“包装皇后”。

一、BOPP生产技术

（一）平膜法

和管膜法相比平膜法使用的生产设备更为成熟，不仅产品质量更佳而且满足规模化生产要求，所以是当前应用范围广泛的一项生产技术，这项技术的主要工艺为逐步拉伸。通常情况下，拉伸区会依次被划分成纵向与横向两种拉伸区，拉伸步骤是“先纵向再横向”，这样有利于降低操作难度，可是也有学者提出先横向然后纵向，旨在保障薄膜拥有均匀的厚度。针对泡管形成工艺而言类似于管膜法，即熔化聚丙烯为液体之后利用机械挤压形成，两者区别在于夹辊的转速与数量，通过逐次增大夹辊的转速提高拉伸度，能制作出更加均匀的薄膜，错开的两条拉幅轨道组成拉伸段，链条夹具在轨道实际运行期间可以将泡管薄膜固定，通过强制性的横向拉伸与纵向拉伸，在其达到设定拉伸比之后会松开，然后送入热处理区将其定型冷却。

（二）管膜法

这种方法是BOPP薄膜最传统的生产技术，虽然生产设备简便且操作简单，但是因为生产效率偏低而难以进行规模化生产，另外厚度公差也很难符合性能标准，满足生产要求的类型较少。管坯成型、拉伸泡管与薄膜热定型是三大步骤，其中管坯将熔化的聚丙烯液体之后利用机械挤压形成，管坯被挤出后依旧是液化形态，操作人员将其及时放入温度适宜的水中冷却；针对泡管而言，是指管坯在冷却后被横向拉伸的管形薄膜，首对夹辊将管坯折叠再通过压入空气起到的吹胀作用来完成，所以管膜法的别称是吹胀法。在吹胀作用下的泡管也会受到来自夹辊的挤压牵伸，因此会进行双向拉伸，至于拉伸比主要取决于压缩空气的体积以及速度同时取值范围是4到6倍，机头与膜管直径决定吹胀比，取值范围是2.5到3[1]。上述步骤完成后，泡管经过热处理定型并将其冷却形成成品。

二、BOPP薄膜复合工艺研究

（一）干式复合

这种方法主要将胶黏剂涂敷在BOPP膜材，通过烘干处理让溶剂挥发，在指定温度下复合另一种基材的方法。不仅拥有较快的复合速度而且复合牢固程度更高，应用于更多种类的基材。选择干式复合设备进行单因素实验，探究这一工艺影响BOPP薄膜的主要因素，据实验结果表明工艺实施的最佳条件如下：（1）生产温度二十五摄氏度；（2）环境湿度百分之六十；（3）涂胶量每平方米两克[2]。

（二）复合共挤

这一项工艺，能够在包装行业增大BOPP薄膜的使用范围，而且现阶段这方面也是研究开发的重中之重。当前已经开发出五层共挤甚至七层共挤膜，如目前的五层共挤出BOPP珠光膜，多层共挤出不仅生产设计更加灵活而且珠光效果更加理想，无论是对紫外线还是可见光均能较好地遮盖。

三、BOPP薄膜的研究进展

BOPP薄膜生产工艺已经愈发成熟并且应用市场较为稳定。通过对其的结构与性能进行深入研究，及时处理在生产中遇到的实际问题，升级生产工艺并将产品种类拓展，已成为该领域的重要研究课题。

（一）结构与性能研究

此方面的研究重点体现在热性能以及结晶性能等。相关研究人员通过差示扫描量热设备，探索不同类型的两种BOPP专用料，如果在非等温环境下具有哪些熔融结晶特征，据结果表明在非等温结晶期间，基于提高的冷却速率随之降低结晶峰温度，伴随增加的过冷度而缩减总结晶时间。一些研究人员通过原子力显微镜研究BOPP薄膜的表面形态；也有采取差示扫描量热仪等设备，研究结晶过程影响BOPP薄膜拉伸取向的因素，以及对于BOPP薄膜的热转变温度展开精准测量以深入研究。除此之外，相关研究人员研究BOPP薄膜经过紫外光处理之后的介电性能。从某种角度来讲，关于BOPP结构和性能的研究，能够为功能开发与生产加工等提供坚实的理论保障。需要注意的是，在生产BOPP薄膜过程中拉伸温度是主要影响因素。而其对生产带来的影响体现在聚丙烯分子的取向，若是拉伸的速度与比值均没有出现明显变化，分子取向会依据松弛时间作出对应变化，越短的松弛时间会体现出明显的分子取向，并且时间会随着升高的温度而降低[3]。如果想要将拉伸取向增大，应该选择合适的升温方法，而且为了能够满足取向需求应该降低拉伸力，温度过高会增快分子解取向而降低其强度以及稳定性，在拉伸环节高分子链很有可能断裂，所以温度绝对不能一味升高，通常情况下将其控制在Tg到Tf之间，拉伸取向之后的薄膜要及时送到冷凝室将其冷却，防止因为高温而破坏分子结构。

（二）改性研究

伴随包装行业不断提高对BOPP包材的要求，越来越多的研究人员将焦点放置于改性研究，因此在这一领域改性研究逐渐成为热点。此项研究将BOPP薄膜作为基膜，利用化学或者是物理或方法将薄膜的部分缺陷改进，也能够为其赋予一些以新性能。例如，有的研究人员将BOPP薄膜用为基膜，通过真空镀膜形式改进薄膜的导电性与透光性；也有研究人员通过等离子体引发的形式，将壳聚糖涂敷于薄膜表面。除此之外，将商品BOPP膜用作基材，选择异丙醇铝用于催化剂，通过一步法与两步法接枝BOPP薄膜，由此将生物相容性改善。

（三）工艺及应用开发研究

工艺和应用开发始终是BOPP领域的一大研究方向。针对生产BOPP薄膜过程中TDO工段经常出现的破膜问题，研究人员提出利用观察与对比测量数据的形式，用于判断以及监控TDO的工况能否符合这种方法。通过生产实践证实，TDO收缩量和破膜次数之间是直接关系，以观察与对比其幅宽收缩量来检查各个阶段工艺参数情况，收缩量如果偏大需要及时检查破膜形式与其位置，由此调整各个阶段的温度预设值。关于研究生产BOPP过程中热处理起到的作用，研究人员讨论薄膜性能受到纵横向热处理的影响程度，前者不会过度影响到薄膜的性能与结构但后者会起到较大影响。基于逐渐发生变化的横向热处理温度，在结构与性能上产生一定差异而其中会存在最合适的温度值，为此应选择合适的工艺与设备。另外，热处理也会明显影响到薄膜的收缩率与光学性能，雾度则会因为升高的热处理温度而随之上升，至于光泽度会因为上升而逐渐下降，伴随升高的处理温度收缩率下降，特别是横向收缩率。而且拉伸取向良好有利于晶体分子规则化排列，让薄膜拥有更强的力学性能，另外会致使晶体发生破裂，提升晶体表面透明度。

结束语：综上所述，BOPP薄膜因为具备无与伦比的性价比优势，其他包装薄膜材料在很长一段时间内难以替代。基于此，BOPP薄膜无论是生产技术的研究还是新品开发等，均是这一领域今后的发展重心。

参考文献：

[1]李登海，刘韶泽，李爱平，徐海青，李登好.聚丙烯薄膜改性研究进展[J].化工新型材料，2017，45(01):44-46.

[2]马茜茜.聚丙烯薄膜（BOPP）的生产技术研究进展[J].化工管理，2015(31):100-101.

[3]傅和青，朱立红，黄洪，陈焕钦.聚丙烯薄膜特点及其在包装业的应用[J].包装工程，2003(05):1-3.

[3] 孙立艳, 赵义平, 陈莉,等. BOPP研究及生产应用进展[C]// 2010年中国工程塑料复合材料技术研讨会. 中国工程塑料工业协会, 2010.