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。
（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。
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。
双向拉伸薄膜
BOPF
Biaxially Oriented Plastics Film
主要内容
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。
成型加工原理
② 取向的线型结晶聚合物
如 丙 纶
A 高分子大体上取向，微晶取向， 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
晶不被破坏，不会发生解取向，只有
纶
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
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
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。
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。
关键问题
➢挤出熔体压力均匀、稳定 ➢ 防止熔体过分降解及夹 带气泡未熔物料或焦料等 异物。
生产工艺及设备
平面双向拉伸法使用最多
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
（1）配料与混合
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。
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
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*0.1mm)]
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
为保证熔体均匀稳定的流出，在挤出机之后安装一台高精度的齿轮计量 泵，在管线中安装静态混合器，计量泵前后安装熔体过滤器。
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Baidu Nhomakorabea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。
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。
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。
（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。
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。
双向拉伸薄膜
BOPF
Biaxially Oriented Plastics Film
主要内容
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。
成型加工原理
② 取向的线型结晶聚合物
如 丙 纶
A 高分子大体上取向，微晶取向， 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
晶不被破坏，不会发生解取向，只有
纶
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
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
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。
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。
关键问题
➢挤出熔体压力均匀、稳定 ➢ 防止熔体过分降解及夹 带气泡未熔物料或焦料等 异物。
生产工艺及设备
平面双向拉伸法使用最多
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
（1）配料与混合
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。
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
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*0.1mm)]
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
为保证熔体均匀稳定的流出，在挤出机之后安装一台高精度的齿轮计量 泵，在管线中安装静态混合器，计量泵前后安装熔体过滤器。
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Baidu Nhomakorabea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。
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。