双向拉伸薄膜ppt课件
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聚丙烯、聚酯、聚苯乙烯、尼龙薄膜的生产量 最大，应用范围最为广泛。
概述
冲击强度和弯曲强度增加 2
拉伸强度和 弹性模量增 1
加
性能特点
3 耐寒、耐热性 提高
电绝缘性提高 5
4 材料利用率 提高
概述
BOPF的应用
印花膜 软磁盘
概述
BOPF的应用
太阳能板 BOPP合成纸
电脑贴膜 印刷电路板
概述
1958年意大利 Montecatini公司首创 BOPP薄膜生产技术。
成型工艺
平面拉伸法 管膜法
单向拉伸
平面双向拉 伸
平面扩张拉 伸法
吹塑法
平面双向拉伸法使用最多
同时双向拉 伸
纵-横拉伸 法
纵-横-纵拉 伸法
泡管法
吹塑拉伸法
生产工艺及设备
生产工艺及设备
工艺流程
生产工艺及设备
生产工艺及设备
三层共挤双向拉伸薄膜 生产设备
生产工艺及设备
三层共挤示意图
生产工艺及设备
成型加工原理
双轴取向的意义
沿
平 面 取 向
取 向 增 强
原因
①沿取向方向主要 是化学键对抗外力作用 ②取向后结构均化
③一些裂纹也取向， 大大减小了应力集中效应
成型加工原理
表1 BOPP薄膜拉伸前后性能对比
性能
BOPP薄膜
未拉伸PP薄膜
断裂伸长率/% 拉伸强度/Mpa
拉伸模量/Mpa
浊度/% 热收缩率/% 120℃,2min
1959 年和 1962 年欧美及日本相继开始生产。当时 的拉伸方法就有管膜法和平膜法。
我国 BOPF薄膜是在1972～1973年间，由桂林电器科学 研究所、嘉兴绝缘材料厂、晨光化工研究院开始试制 的。
1980-1997年我国共引进63条BOPP生产线，16条 BOPET生产线。
成型加工原理
塑料薄膜双向拉伸的原理 是将高聚物树脂通过挤出机加热熔融 挤出厚片后在玻璃化温度以上熔点以下的适当温度范围内高聚物 的高弹态下通过纵拉机与横拉机是在外力作用下先后沿纵向和横 向进行一定倍数的拉伸从而使高聚物的分子链在平行于薄膜平面 的方向上进行取向而有序排列;并在拉伸状态下进行热定型使取向 的大分子结构固定下来,最后经冷却及后续处理便可制得理想的塑 料薄膜。
高分子取向态聚集态结构都是在成型加 工成制品过程中形成的。
原因 取向是某些取向单元沿取向方向择优 排列是要通过流动或拉伸形成的。
成型加工原理
2 双轴取向 ① 吹塑薄膜、吹塑中空制品（瓶、桶）
沿平面方向拉伸、吹胀
② 双向拉伸薄膜
PE膜、PP膜、PVC膜、PET膜
膜片在一定温度下沿X、Y轴方向拉伸 双轴拉伸的PP膜、PET膜
2 取向单元
成型加工原理
① 取向的线型非结晶聚合物
A 高分子大体取向，大链段取向，小链段不取向。 B 大的取向单元取向难，解取向也难；
小的取向单元取向容易，解取向也容易。
？ C 取向使高分子呈现不稳定的状态。
取向使高分子呈现比较伸展的状态，能量状态较 高， 聚合物中冻结有促使高分子回复到卷曲构象 状态的回 弹力，所以是不稳定的状态。
（1）配料与混合
回料再生切片： 降低物耗, 循环 利用。
母料切片
为增加薄膜表面的粗 糙度,避免薄膜之间 的粘连,改善薄膜收 卷性能，需加入添加 剂如：SiO2、CaCO3等。
大有光切 片：薄膜 的主体
配料
改性或功 能切片
生产工艺及设备
（2）结晶及干燥
对于PET等聚合物，高温下微量的水、酸或碱等杂质会使聚合物降 解，且软化点较低，易在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连 结块产生堵塞现象。故需对此类聚合物进行结晶及干燥处理。
生产工艺及设备
（3）熔融挤出-铸片
将预结晶和干燥的切片通过挤出机加热熔融并在挤 出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
通过挤出机将物料充分塑化并强行 通过机头口模，在冷却转鼓上实现铸片。
双向拉伸薄膜
BOPF
Biaxially Oriented Plastics Film
概述 加工原理 生产工艺及设备 工艺参数控制 新技术及发展方向
概述
BOPF的含义
经物理、化学、机械等手段特殊加工， 在低于薄膜熔点、高于玻璃化温度下，对 厚膜或平片同时或分步进行纵向和横向拉 伸，然后在张紧状态下进行热定型处理而 制得的制品。
概述
BOPF的品种
目前，已经实现工业化生产的双向拉伸薄膜有：聚丙烯 （PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、 聚苯乙烯（PS）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚氯乙烯 （PVC）、辐射交联聚乙烯（CIPE）、聚乙烯醇（PVA）、 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。最 近的研究包括可完全生物降解的聚乳酸（BOPLA）薄膜、采 用茂金属催化剂和双峰技术合成的线型低密度聚乙烯 （LLDPE）、可采用双向逐次拉伸工艺生产BOPE等。
成型加工原理
取向
纤维、撕裂膜（有人称尼龙 草，类似于麻的捆扎绳）等
单轴取向
Uniaxial orientation
塑料薄膜、桶、盆、瓶等
双轴取向
Biaxial orientation
成型加工原理
1 取向态
聚合物中的分子链和/或链段和/或微晶的某 一晶轴或晶面，朝着某一方向或平行于某 一平面占优势的排列，即取向，这种聚合 物就处于取向态。
65~80 120~250 1900~2500
1~2.5
4~5
300~600 20~40
600~900 2~4
0
使用温度/℃
-50~120
0~120
氧气透过率
[g/(m2. 24h*0ห้องสมุดไป่ตู้1mm)]
1.1~1.3
3.3
双轴取向改善了薄膜的力学性能、 光学性能、热性能及阻隔性能。
生产工艺及设备
工艺方法分类
a.真空转鼓干燥
生产工艺及设备
b.气流干燥（立式气流干燥系统）
混合好的物料通过旋转 阀先进入预结晶器被具有 一定压力的热风加热并呈 沸腾状态而结晶。经过预 结晶的物料在此停留一定 时间后便在循环热风的推 动下, 慢慢进入充填式干 燥塔中, 与来自塔底的干 热空气进行对流、热交换, 将物料中的水分带走, 完 成干燥的目的。
成型加工原理
② 取向的线型结晶聚合物
如 丙
A 高分子大体上取向，微晶取向，
纶
微晶间非晶区高分子小链段不取向。
、
B 其取向态结构是由微晶固定的，若微
涤 纶
晶不被破坏，不会发生解取向，只有 当温度升高到接近Tm时，微晶熔
融，才会发生解取向。
丙纶、涤纶耐热性好的原因
成型加工原理
取向态结构的形成
1 形成的条件
概述
冲击强度和弯曲强度增加 2
拉伸强度和 弹性模量增 1
加
性能特点
3 耐寒、耐热性 提高
电绝缘性提高 5
4 材料利用率 提高
概述
BOPF的应用
印花膜 软磁盘
概述
BOPF的应用
太阳能板 BOPP合成纸
电脑贴膜 印刷电路板
概述
1958年意大利 Montecatini公司首创 BOPP薄膜生产技术。
成型工艺
平面拉伸法 管膜法
单向拉伸
平面双向拉 伸
平面扩张拉 伸法
吹塑法
平面双向拉伸法使用最多
同时双向拉 伸
纵-横拉伸 法
纵-横-纵拉 伸法
泡管法
吹塑拉伸法
生产工艺及设备
生产工艺及设备
工艺流程
生产工艺及设备
生产工艺及设备
三层共挤双向拉伸薄膜 生产设备
生产工艺及设备
三层共挤示意图
生产工艺及设备
成型加工原理
双轴取向的意义
沿
平 面 取 向
取 向 增 强
原因
①沿取向方向主要 是化学键对抗外力作用 ②取向后结构均化
③一些裂纹也取向， 大大减小了应力集中效应
成型加工原理
表1 BOPP薄膜拉伸前后性能对比
性能
BOPP薄膜
未拉伸PP薄膜
断裂伸长率/% 拉伸强度/Mpa
拉伸模量/Mpa
浊度/% 热收缩率/% 120℃,2min
1959 年和 1962 年欧美及日本相继开始生产。当时 的拉伸方法就有管膜法和平膜法。
我国 BOPF薄膜是在1972～1973年间，由桂林电器科学 研究所、嘉兴绝缘材料厂、晨光化工研究院开始试制 的。
1980-1997年我国共引进63条BOPP生产线，16条 BOPET生产线。
成型加工原理
塑料薄膜双向拉伸的原理 是将高聚物树脂通过挤出机加热熔融 挤出厚片后在玻璃化温度以上熔点以下的适当温度范围内高聚物 的高弹态下通过纵拉机与横拉机是在外力作用下先后沿纵向和横 向进行一定倍数的拉伸从而使高聚物的分子链在平行于薄膜平面 的方向上进行取向而有序排列;并在拉伸状态下进行热定型使取向 的大分子结构固定下来,最后经冷却及后续处理便可制得理想的塑 料薄膜。
高分子取向态聚集态结构都是在成型加 工成制品过程中形成的。
原因 取向是某些取向单元沿取向方向择优 排列是要通过流动或拉伸形成的。
成型加工原理
2 双轴取向 ① 吹塑薄膜、吹塑中空制品（瓶、桶）
沿平面方向拉伸、吹胀
② 双向拉伸薄膜
PE膜、PP膜、PVC膜、PET膜
膜片在一定温度下沿X、Y轴方向拉伸 双轴拉伸的PP膜、PET膜
2 取向单元
成型加工原理
① 取向的线型非结晶聚合物
A 高分子大体取向，大链段取向，小链段不取向。 B 大的取向单元取向难，解取向也难；
小的取向单元取向容易，解取向也容易。
？ C 取向使高分子呈现不稳定的状态。
取向使高分子呈现比较伸展的状态，能量状态较 高， 聚合物中冻结有促使高分子回复到卷曲构象 状态的回 弹力，所以是不稳定的状态。
（1）配料与混合
回料再生切片： 降低物耗, 循环 利用。
母料切片
为增加薄膜表面的粗 糙度,避免薄膜之间 的粘连,改善薄膜收 卷性能，需加入添加 剂如：SiO2、CaCO3等。
大有光切 片：薄膜 的主体
配料
改性或功 能切片
生产工艺及设备
（2）结晶及干燥
对于PET等聚合物，高温下微量的水、酸或碱等杂质会使聚合物降 解，且软化点较低，易在干燥塔内和挤出机加料口处由于高温粘连 结块产生堵塞现象。故需对此类聚合物进行结晶及干燥处理。
生产工艺及设备
（3）熔融挤出-铸片
将预结晶和干燥的切片通过挤出机加热熔融并在挤 出压力的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。
通过挤出机将物料充分塑化并强行 通过机头口模，在冷却转鼓上实现铸片。
双向拉伸薄膜
BOPF
Biaxially Oriented Plastics Film
概述 加工原理 生产工艺及设备 工艺参数控制 新技术及发展方向
概述
BOPF的含义
经物理、化学、机械等手段特殊加工， 在低于薄膜熔点、高于玻璃化温度下，对 厚膜或平片同时或分步进行纵向和横向拉 伸，然后在张紧状态下进行热定型处理而 制得的制品。
概述
BOPF的品种
目前，已经实现工业化生产的双向拉伸薄膜有：聚丙烯 （PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酰胺（PA）、 聚苯乙烯（PS）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、聚氯乙烯 （PVC）、辐射交联聚乙烯（CIPE）、聚乙烯醇（PVA）、 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚偏氟乙烯（PVDF）等。最 近的研究包括可完全生物降解的聚乳酸（BOPLA）薄膜、采 用茂金属催化剂和双峰技术合成的线型低密度聚乙烯 （LLDPE）、可采用双向逐次拉伸工艺生产BOPE等。
成型加工原理
取向
纤维、撕裂膜（有人称尼龙 草，类似于麻的捆扎绳）等
单轴取向
Uniaxial orientation
塑料薄膜、桶、盆、瓶等
双轴取向
Biaxial orientation
成型加工原理
1 取向态
聚合物中的分子链和/或链段和/或微晶的某 一晶轴或晶面，朝着某一方向或平行于某 一平面占优势的排列，即取向，这种聚合 物就处于取向态。
65~80 120~250 1900~2500
1~2.5
4~5
300~600 20~40
600~900 2~4
0
使用温度/℃
-50~120
0~120
氧气透过率
[g/(m2. 24h*0ห้องสมุดไป่ตู้1mm)]
1.1~1.3
3.3
双轴取向改善了薄膜的力学性能、 光学性能、热性能及阻隔性能。
生产工艺及设备
工艺方法分类
a.真空转鼓干燥
生产工艺及设备
b.气流干燥（立式气流干燥系统）
混合好的物料通过旋转 阀先进入预结晶器被具有 一定压力的热风加热并呈 沸腾状态而结晶。经过预 结晶的物料在此停留一定 时间后便在循环热风的推 动下, 慢慢进入充填式干 燥塔中, 与来自塔底的干 热空气进行对流、热交换, 将物料中的水分带走, 完 成干燥的目的。
成型加工原理
② 取向的线型结晶聚合物
如 丙
A 高分子大体上取向，微晶取向，
纶
微晶间非晶区高分子小链段不取向。
、
B 其取向态结构是由微晶固定的，若微
涤 纶
晶不被破坏，不会发生解取向，只有 当温度升高到接近Tm时，微晶熔
融，才会发生解取向。
丙纶、涤纶耐热性好的原因
成型加工原理
取向态结构的形成
1 形成的条件