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1、 常常 州州 轻轻 工工 职职 业业 技技 术术 学学 院院毕毕 业业 论论 文文课题名称：课题名称： 双向拉伸聚丙烯薄膜生产 系系 别：别： 轻工工程系 专专 业：业：_ 高分子材料应用技术 班班 级：级： 09 塑模 332 学生姓名：学生姓名： 张 三 指导教师：指导教师： 孙 燕 清 I摘要摘要本文介绍了双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜的生产方法及工艺流程，分析了原材料、纵横拉伸比、温度等因素对 BOPP 薄膜物理、力学性能的影响，并且对生产中常见的问题进行了分析，提出了解决铸片常见缺陷及拉伸破膜的方法。关键词：关键词：双向拉伸聚丙烯薄膜，铸片，加工IIABSTRACTIntroduce
2、d the bidirectional stretch polypropylene (BOPP) thin film production method and the technical process, analyzed raw material, vertically and horizontally stretched compared to, factors and so on temperature to the BOPP thin film physics, mechanics performance influence, and to produced the common q
3、uestion to carry on the analysis, proposed the solution cast the piece common flaw and stretches the broken membrane the method.Keywords：BOPP，CASTS THE PIECE，THE PROCESSING 目目 录录1 前言 11.1 双向拉伸 BOPP 的性能11.1.1 原材料性能11.1.2 纵、横向拉伸比21.1.3 温度21.2 双向拉伸 BOPP 的用途31.3 我国 BOPP 的市场前景32 双向拉伸 BOPP 的生产 42.1 BOPP 的
4、生产工艺流程42.2 生产设备介绍 62.3 设备名称、规格、主要技术参数和功 能72.4 BOPP 薄膜生产中常见的问题及解决办法83 结语 11致谢 12参考文献 131双向拉伸聚丙烯薄膜生产双向拉伸聚丙烯薄膜生产1 前言前言双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜具有质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、机械强度高等优点，广泛用于食品、医药、日用轻工、香烟等产品的包装，并大量用作复合膜的基材。自 1957 年聚丙烯（PP）树脂工业化生产后1，世界各公司竞相开发 BOPP 薄膜，1958 年意大利 Montecatini 公司首创 BOPP 薄膜生产技术，1959 年和 1962 年欧美及日本相继开始生
5、产，目前全世界 BOPP 薄膜年生产能力已达 282 万吨，年产量超过 155 万吨，而且产量每年还在以 15左右的速率递增。 随着我国国民经济的高速发展，社会需求的增长刺激了 BOPP 薄膜的迅速发展，国内许多企业相继从国外引进 BOPP 薄膜生产线，以满足市场需求。截止 1998 年底，全国共有BOPP 薄膜生产线 80 条，年生产能力超过 45 万吨，发展速度相当快，其中 1995 年1996年间就新增生产能力 16 万吨，使当时我国 BOPP 薄膜的生产能力猛增 1 倍。BOPP 薄膜工业的迅速发展，对包装、电子电器、石油化工等行业的发展起到了积极的促进作用2。1.1 双向拉伸双向拉伸
6、 BOPP 的性能的性能1.1.1 原材料性能原材料性能工业化生产 BOPP 薄膜用主料的主要成分是 PP。PP 是一种典型的立体规整性聚合物，根据烃基在分子平面两侧的分布，可分为等规 PP、间规 PP 和无规 PP。等规 PP 和间规 PP具有不同的结晶结构，等规 PP 是以均相成核的三维生长方式进行结晶，而间规 PP 主要以均相成核的二维方式进行结晶，形成了外观尺寸不规则的小晶片，而且由于间规 PP 分子结构的规整度较低，使得间规 PP 具有较低的结晶速率和结晶度。研究表明，等规度越大，结晶速率越快，薄膜产品的屈服强度和表面硬度会明显增大，而无规 PP 在聚合物中起内部润滑剂的作用，并有利
7、于聚合物定向，有助于改善薄膜的光学性能。目前，BOPP 薄膜品种繁多，性能也差异很大，造成这种情况的主要原因是使用的原料和生产工艺不同。实践证明，只有等规 PP 的质量分数为 95%97%，无规 PP 的质量分数为 3%5%的 PP 才适合生产 BOPP 薄膜，并且一般选用熔体流动速率为 24g/10min2的 PP。另外，通过在 PP 薄膜的表面上共挤出一层或多层熔点较低的共聚物，可以扩大BOPP 薄膜在包装工业中的应用范围3。1.1.2 纵、横向拉伸比纵、横向拉伸比拉伸比是一个很重要的工艺参数，无论是纵向拉伸比，还是横向拉伸比，对 BOPP 薄膜的物理、力学性能都有重大的影响。在一定的温度
8、下，拉伸比愈大，PP 分子链的取向度愈大。即薄膜的力学强度提高、模量增大、断裂伸长率减小，冲击强度、耐折性增大，透气、光泽性变好。BOPP 薄膜生产过程中的取向主要发生在纵向拉伸和横向拉伸过程中，在经过纵向拉伸后，高分子链呈单轴纵向取向，大大提高了铸片的纵向力学性能，而横向性能劣化。进一步横向拉伸后，高分子链呈双轴取向状态。随着分子链取向度的提高，薄膜中伸直链段数目增多，折叠链段数目相应减少，晶片之间的连接链段逐渐增加，材料的密度和强度都相应提高，而断裂伸长率降低。因此双向拉伸可以综合改善 PP 薄膜的性能。纵向拉伸比和横向拉伸比的差异最终决定 BOPP 薄膜纵、横向的物理、力学性能差异。如果
9、纵向拉伸比和横向拉伸比相差不大，两个方向上的分子取向就没有明显的差异，BOPP薄膜表现出各向同性。为了生产纵向性能高于横向性能的 BOPP 薄膜，纵、横拉伸比的选择相当重要，一般情况下，纵向拉伸比（4.55.5）小于横向拉伸比（7.59.0）。BOPP薄膜的横向拉伸是一个重要且复杂的过程，整个过程在一个连续的热环境中进行。横向拉伸过程具有多拉伸起始点，这主要是由横向上的某些薄弱点、较高的横向拉伸速率，以及薄膜中杂质、气泡和外观缺陷等因素造成的。多拉伸起始点易引起产品厚度不均匀。同时在横向拉伸时，有“阶梯拉伸”和“固有拉伸倍数”的问题。即在横向拉伸过程中，在薄膜的横向有若干个突然被拉伸到最大倍数
10、的“阶梯”点。随着拉伸过程的进行，“阶梯”逐渐向两侧扩展，直至在整个幅面上全部被拉伸。在 BOPP 薄膜生产中，拉伸程度必须达到“固有拉伸倍数”，即薄膜的纵向拉伸比和横向拉伸比的乘积必须达到 40 左右。如果纵向拉伸比不足，拉伸后薄膜横向出现许多“斑马纹”或厚条道；如果横向拉伸比不足，两个边部就会出现厚条道2。1.1.3 温度温度拉伸各区的温度分布是影响 BOPP 薄膜拉伸取向、结晶的关键因素。温度是通过聚合物粘度和松弛时间的作用来影响取向过程的。温度升高，聚合物粘度降低，在恒定应力作3用下，高弹形变和粘性形变都要增大，高弹形变增加有限，粘性形变发展却很快，有利于聚合物取向。（1）在高于粘流温
11、度 Tf或熔点（Tm）温度拉伸时，聚合物的大分子活动能力很强，在很小的外应力作用下就会引起分子链解缠、滑移和取向，然而在高温作用下，其分子的解取向速率也会加快，使有效取向度降低。（2）当温度逐渐升高到 Tg以上时，聚合物具有弹性，热运动的能量克服了某些物理交联点的牵制，使链段产生运动，但整个分子链尚不能移动。（3）当在 Tg以下拉伸时，外力只能引起分子链伸缩、振动和键角的微小改变。塑料薄膜的拉伸温度一般在 TgTm(或 Tf)之间，具体温度根据聚合物的性能决定。实践证明，采用比较低的预热、拉伸温度或者拉伸后立即进行冷却，是提高 BOPP 薄膜取向度、减小结晶度的有效方法。预热温度过高会导致 P
12、P 形成球晶，薄膜透明性下降；而拉伸温度过高，PP 链段易于解取向，不但引起热封性面层材料粘辊，而且大大降低BOPP 薄膜的物理、力学性能。横向拉伸区的温度分布应力求均匀、稳定，否则会影响BOPP 薄膜横向厚度的均匀性及拉伸的连续性。PP 是结晶性聚合物，其最大结晶速率的温度约为 Tm的 0.800.85 倍，温度越高（如在 Tm附近）或越低（如在 Tg附近），越难结晶。如果在拉伸过程中要防止预热、拉伸时PP 结晶度的急剧增加，选择拉伸温度时最好不要在其最大结晶速率的温度区域，而选在结晶开始熔融、分子链能够运动的温度下，即在低于 Tm 25左右的温度范围内进行拉伸4。1.2 双向拉伸双向拉伸
13、BOPP 的用途的用途BOPP 薄膜是包装领域的重要产品，具有质轻、透明、无毒、防潮、透气性低、力学强度高等优点，被广泛用于食品、医药、日用轻工、香烟等产品的包装，并大量用作复合膜的基材，有“包装皇后”的美称。双向拉伸法是一种技术要求十分高的塑料成型加工方法，除需要具备性能良好的加工设备外，更重要的是要求生产人员能够深入掌握 PP 的性能及加工条件对产品性能的影响，及时解决生产中存在的问题。1.3 我国我国 BOPP 的市场前景的市场前景自 1957 年聚丙烯（PP）树脂工业化生产后，世界各公司竞相开发 BOPP 薄膜，1958年意大利 Montecatini 公司首创 BOPP 薄膜生产技术
14、，1959 年和 1962 年欧美及日本相继开始生产，目前全世界 BOPP 薄膜年生产能力已达 282 万吨，年产量超过 155 万吨，而且产4量每年还在以 15左右的速率递增。 随着国民经济的不断发展，人民生活水平日益提高，国内对 BOPP 薄膜的需求量也将不断增加。目前我国对 BOPP 薄膜的年需求量为 44 万吨左右，其中印刷复合用光膜 24.5万吨、胶粘带和 PVDC 涂布用基膜 5 万吨、珠光膜 4 万吨、烟膜 7.5 万吨、电工膜 1 万吨、镀铝膜 1 万吨、其它专用膜 1 万吨，其中，国内只有 23 万吨的产量，其余 21 万吨膜全部要进口。预计到 2000 年，我国 BOPP
15、薄膜的需求量为 49.151.7 万吨，其中印刷复合用光膜需求量为 2930 万吨，胶粘带和 PVDC 涂布用基膜 55.5 万吨，珠光膜 4.55 万吨，烟膜 77.5 万吨，电工膜 1.11.2 万吨，镀铝膜 1.5 万吨，其它专用膜 1 万吨。2005 年国内对 BOPP 薄膜的需求量进一步提高到 64.968.7 万吨，其中印刷复合用光膜 3840 万吨，胶粘带和 PVDC 涂布用基膜 7 万吨，珠光膜 6.57 万吨，烟膜 88.5 万吨，电工膜1.41.5 万吨，镀铝膜 22.5 万吨，其它专用膜 22.2 万吨。随着我国食品、医药、烟草、电子电器和印刷业的发展，国内对 BOPP
