BOPP薄膜具有透明度和光澤度高、材料無毒、分子結構穩定、質量輕、透氣性低、氣味和水分具有一定的優點,廣泛應用于食品、醫藥、日常輕工、香煙等產品包裝,廣泛應用于復合膜基材、雙向拉伸聚丙烯薄膜“包裝皇后”的美稱。
一,結晶對BOPP影響薄膜霧度
聚丙烯在薄膜中的結晶度和晶體尺寸BOPP薄膜的力學性能和光學性能有重要影響。高晶體強度高,韌性差。晶體尺寸小而均勻,有利于提高膜的力學強度、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%。
從結晶的角度來看,要產生低霧度BOPP薄膜應盡量減小聚丙烯晶體的尺寸。一般來說,可以調整各段的冷卻速度、低加工溫度、大拉伸比等工藝參數,使晶體細膩,不形成大晶體,從而獲得良好的機械性能,降低薄膜霧度。結晶度過低也會導致薄膜機械性能下降和剛度差。一般來說,等級較高的均聚PP這種結晶聚合物板的結晶與冷卻速度密切相關。冷輥表面溫度越低,熱傳導越快,或板粘附輥表面越緊,熔體冷卻速度越快,此時板結晶度越小,有利于拉伸。
二、原材料對BOPP影響薄膜霧度
工業化生產BOPP薄膜主料的主要成分是PP。等規PP和間規PP結晶結構不同,等規PP以均相成核的三維生長方式結晶,間規PP以均相成核的二維方式結晶,形成外觀尺寸不規則的小晶片,由于間規PP分子結構的規整度較低,PP結晶率和結晶度較低。研究表明,規模越大,結晶速度越快,薄膜產品的屈服強度和表面硬度顯著增加,而無規則PP內部潤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性能。
由于不同的工藝和技術,不同的石化制造商生產的原材料存在一定的差異。影響薄膜霧度的最大指標之一是黃色指標,這是衡量原材料顏色的指標。黃色指數越大,生產的薄膜卷顏色越黃,相應薄膜的霧度越大。黃色指數越小,生產的薄膜卷越綠,相應薄膜的霧度越小。
三、抗粘劑影響
①BOPP作用機制、類型和特點
在BOPP在薄膜的生產過程中,半成品或成品都必須卷繞在卷芯上。由于薄膜薄且卷緊,可能導致薄膜粘附。當在薄膜表面添加一定量不溶于聚丙烯樹脂的抗粘劑時,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、無毒性和類似于聚丙烯樹脂的折射系數。目前,國內外BOPP市場上有兩類抗粘劑:無機和有機。無機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則或圓形,粒徑約為3~5um,透明,對濕度敏感。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。
有機抗粘劑是近年來發展起來的新品種,其中典型的產品是有機硅聚合物,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、軟化溫度或熔點低,對濕度等添加劑的吸附不敏感。
根據產品使用的原材料,BOPP抗粘劑可與聚丙烯均聚物、聚丙烯共聚物甚至增滑劑預制成母料,濃度一般為2~l5.濃度低的分散性更好。
②同類抗粘劑和添加量對薄膜霧度的影響
在薄膜表面添加抗粘劑后,提高了薄膜的抗粘性,同時也極大地影響了薄膜的摩擦系數和光學性能。
例如生產ABA普通型熱封膜時,芯層加入相同型號的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,特別是無機抗粘劑,不溶于聚丙烯樹脂,膜在拉伸過程中會使抗粘劑周圍的孔,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,會導致膜的光學性能較差。
因此,雙向拉伸聚丙烯薄膜霧度的主要影響因素是:結晶度、原材料的黃色指數、抗粘劑的類型和添加量。為了生產具有優異光學性能的薄膜,必須在生產過程中盡可能低地控制結晶度。所選原材料的黃色指數為負值,選擇粒徑小的合適抗粘劑,添加量適中。