侯峰 王磊

摘要：聚酯薄膜（PET薄膜）在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛，雙向拉伸技術(shù)可制作厚度均勻、拉伸性能良好的PET薄膜，這一技術(shù)是當前應(yīng)用最為廣泛的PET薄膜生產(chǎn)技術(shù)。本文從工藝以及設(shè)備兩個方面對雙向拉伸技術(shù)進行介紹，對其發(fā)展方向進行展望。

關(guān)鍵詞：PET薄膜;雙向拉伸;設(shè)備;工藝

雙向拉伸是塑料薄膜生產(chǎn)應(yīng)用最多的工藝，其具有可提高光學(xué)性能、改善阻隔性能、提高耐熱耐寒性、提高薄膜拉伸強度以及生產(chǎn)效率高、產(chǎn)能大等眾多優(yōu)勢。雙向拉伸工藝使分子、分子鏈有序排列而提高了拉伸后的塑料薄膜性能[1]。現(xiàn)對雙向拉伸PET薄膜的生產(chǎn)技術(shù)以及發(fā)展進行探討，具體如下。

1雙向拉伸PET薄膜的原理

高聚物樹脂經(jīng)擠出機加熱、熔融擠出后片，在熔點以下、玻璃化溫度以上的溫度范圍下，此時高聚物處于高彈態(tài)系，利用橫拉機以及縱拉機施加外力，先后沿著縱向以及橫向進行拉伸，讓高聚物分子鏈在與薄膜平面方向平行的情況下有序排列，拉伸狀態(tài)下熱定型以固定取向的大分子結(jié)構(gòu)，之后經(jīng)冷卻以及后續(xù)處理，得到塑料薄膜。

2雙向拉伸PET薄膜的生產(chǎn)設(shè)備及工藝

2.1配料、混合

普通PET薄膜的主要原料包括有光PET切片以及母料切片。PET切片中加入高嶺土、硫酸鋇、碳酸鈣、二氧化硅等后，被稱為母料切片，加入添加劑時，依據(jù)薄膜的不同用途來選擇母料切片。PET薄膜多為有光切片與適量含硅母料配用，要讓二氧化硅微粒均勻分布在薄膜中從而增加微觀粗糙度，收卷時薄膜納入少量空氣以預(yù)防粘連。

2.2結(jié)晶、干燥

當PET有吸濕傾向時，要先進行預(yù)結(jié)晶以及干燥處理，之后才能進行雙向拉伸。預(yù)結(jié)晶以及干燥處理的作用有二：其一是將樹脂中的水分去除，避免熔融擠出過程中，含有酯基的PET水解降解、形成泡沫;其二是提高軟化點，避免干燥、熔融擠出時樹脂粒子結(jié)塊、粘連。

結(jié)晶、干燥設(shè)備通常為填充塔，填充塔配備結(jié)晶床，同時配備加熱器、分子篩去濕器以及空壓機等。溫度主要控制在150-170℃，在這一溫度下干燥3.5-4h，要求干燥后的說質(zhì)量分數(shù)不超過50×10-6。

2.3熔融擠出

3.1 熔融擠出機

PET切片等結(jié)晶、干燥處理后，在單螺桿擠出機中加熱熔融塑化。螺桿結(jié)構(gòu)直接影響到擠出熔體壓力是否穩(wěn)定以及PET切片的塑化效果。除了要考慮到壓縮比、長徑比以及各功能段以外，還要使用屏障型螺桿，其具有以下特點：①排氣性能良好;②可確保擠出機出口物料溫度誤差不超過標準范圍;③對擠出物塑化有利;④可提高擠出能力;⑤出料穩(wěn)定。

3.2 熔體計量泵

通過具有極高精度的齒輪泵實現(xiàn)對熔體的計量。計量泵的作用在于提供數(shù)量足夠且壓力穩(wěn)定的熔體，從而確保熔體得以順利通過濾器，保證薄膜厚度一致。計量泵主要為斜二齒輪泵。

3.3 熔體過濾器

熔體過濾器的作用在于將熔體中可能存在的魚眼、凝膠粒子以及雜質(zhì)等清除干凈，其位置多布置在計量泵前后。碟狀過濾器為不銹鋼燒結(jié)氈以及不銹鋼組合而成，其過濾網(wǎng)的孔徑多為10-30μm，其尺寸多為D305mm。

3.4 熔體管

熔體管的作用在于連接模頭以及過濾器、計量泵、擠出機等。熔體管不能出現(xiàn)四角，其

內(nèi)壁要高度光潔，串聯(lián)的長度要盡量縮短，避免熔體由于滯留時間過長而發(fā)生降解。擠出機的熔體進入熔體管，依次經(jīng)過粗過濾器、計量泵以及精過濾器，最后進入模頭。當采用三層共擠生產(chǎn)線時，還要將熔體分配器配置在模頭上方[2]。

3.5 熔體溫度

當熔體經(jīng)過熔體管時，熔體中心以及四周的熔體溫度有一定差異，確保熔體溫度一致是確保出料均勻的前提，因此要將靜態(tài)混合器布置在熔體管與模頭連接的內(nèi)部，從而讓熔體的溫度均勻。

4鑄片系統(tǒng)

4.1 模頭

模頭對鑄片厚度是否均勻以及外形具有直接影響。衣架型長縫模頭是PET生產(chǎn)最為常用的模頭，其具有模頭內(nèi)壓力均勻、支管擴張角大的優(yōu)勢。模頭的流向有I型以及T型這兩種。為了保證物料的正常流動，模頭的內(nèi)腔要采取鍍硬鉻處理以防粘。采用數(shù)個推拉式差動螺栓（配有加熱線圈）來對模頭的開度進行調(diào)節(jié)，利用在線測厚儀進行自動測厚，將厚度反饋給加熱螺栓，微調(diào)模唇開度。

4.2急冷輥

其作用在于將流出模頭的粘流態(tài)的熔體在短時間內(nèi)冷卻至玻璃化溫度以下。急速冷卻的目的在于減少結(jié)晶的產(chǎn)生，避免影響拉伸。這就要求急冷輥能滿足以下要求：轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、均勻;具有良好的冷卻效果，表面溫度均勻。急冷輥內(nèi)通的冷卻水溫度在30℃作用，從而確保鑄片的溫度能在60℃以下。

4.3靜電吸附裝置

其作用在于讓急冷輥與鑄片緊密接觸，預(yù)防空氣被卷入，確保冷卻以及傳熱效果。靜電吸附裝置通過高壓發(fā)生器產(chǎn)生直流電壓，讓鑄片輥成為正極，讓電極絲成為負極，高壓靜電場中鑄片受到靜電感應(yīng)，其靜電荷與鑄片輥極性相反，電荷異性相吸，因此急冷輥與鑄片能緊密吸附，從而排除空氣，也能取得理想的傳熱效果。

5拉伸

縱向拉伸在加熱狀態(tài)下將厚片縱向拉伸數(shù)倍，通常而言，縱拉比為3-4倍，拉伸比越大，則高分子的取向度越好，此時薄膜的強度也就越高。完成縱向拉伸后，由橫拉機來進行橫向拉伸，橫向拉伸的倍數(shù)多為3.5-4倍。

6雙向拉伸PET薄膜生產(chǎn)的發(fā)展方向

當前國內(nèi)市場的普通厚度PET薄膜的提升空間并不大，但是隨著智能電子產(chǎn)品的普i及以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，150-300mm的厚型膜以及4微米以下的薄型膜的發(fā)展空間廣闊，因此生產(chǎn)目標可能會出現(xiàn)偏差，會依據(jù)市場需求來進行適當轉(zhuǎn)變。生產(chǎn)技術(shù)會更加簡單，傳統(tǒng)生產(chǎn)器械會逐漸被智能控制的生產(chǎn)所占領(lǐng)。除此之外，薄膜的材質(zhì)會向環(huán)保、可降解方向發(fā)展。

結(jié)束語

當前PET薄膜的生產(chǎn)技術(shù)仍然在不斷優(yōu)化，可以遇見的是，機械的自動化程度、精密度都會不斷提高，生產(chǎn)成本會越來越低，薄膜品質(zhì)會越來越高。PET薄膜的用途廣泛，雙向拉伸技術(shù)從產(chǎn)生以來沿用至今，在尚未出現(xiàn)較大的工藝變革之前，這一技術(shù)仍然會沿用下去，因此這一技術(shù)的發(fā)展在于對工藝進行優(yōu)化，發(fā)展過程中要注意環(huán)境保護以及減少能源消耗。

參考文獻：

[1]管清華，劉程林，焦志偉，等.基于微納層疊的PET/PA6雙向拉伸薄膜的制備與性能研究[J].塑料科技，2019，47（3）：1-4.

[2]趙素芬，涂志剛，柳孟良，等.氟彈性體類加工助劑改性雙向拉伸薄膜用PP[J].合成樹脂及塑料，2020，37（1）：43-46.