双向拉伸PET薄膜生产技术与发展探讨

侯峰 王磊

摘要：聚酯薄膜（PET薄膜）在生产生活中应用广泛，双向拉伸技术可制作厚度均匀、拉伸性能良好的PET薄膜，这一技术是当前应用最为广泛的PET薄膜生产技术。本文从工艺以及设备两个方面对双向拉伸技术进行介绍，对其发展方向进行展望。

关键词：PET薄膜;双向拉伸;设备;工艺

双向拉伸是塑料薄膜生产应用最多的工艺，其具有可提高光学性能、改善阻隔性能、提高耐热耐寒性、提高薄膜拉伸强度以及生产效率高、产能大等众多优势。双向拉伸工艺使分子、分子链有序排列而提高了拉伸后的塑料薄膜性能[1]。现对双向拉伸PET薄膜的生产技术以及发展进行探讨，具体如下。

1双向拉伸PET薄膜的原理

高聚物树脂经挤出机加热、熔融挤出后片，在熔点以下、玻璃化温度以上的温度范围下，此时高聚物处于高弹态系，利用横拉机以及纵拉机施加外力，先后沿着纵向以及横向进行拉伸，让高聚物分子链在与薄膜平面方向平行的情况下有序排列，拉伸状态下热定型以固定取向的大分子结构，之后经冷却以及后续处理，得到塑料薄膜。

2双向拉伸PET薄膜的生产设备及工艺

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切片中加入高岭土、硫酸钡、碳酸钙、二氧化硅等后，被称为母料切片，加入添加剂时，依据薄膜的不同用途来选择母料切片。PET薄膜多为有光切片与适量含硅母料配用，要让二氧化硅微粒均匀分布在薄膜中从而增加微观粗糙度，收卷时薄膜纳入少量空气以预防粘连。

2.2结晶、干燥

当PET有吸湿倾向时，要先进行预结晶以及干燥处理，之后才能进行双向拉伸。预结晶以及干燥处理的作用有二：其一是将树脂中的水分去除，避免熔融挤出过程中，含有酯基的PET水解降解、形成泡沫;其二是提高软化点，避免干燥、熔融挤出时树脂粒子结块、粘连。

结晶、干燥设备通常为填充塔，填充塔配备结晶床，同时配备加热器、分子筛去湿器以及空压机等。温度主要控制在150-170℃，在这一温度下干燥3.5-4h，要求干燥后的说质量分数不超过50×10-6。

2.3熔融挤出

3.1 熔融挤出机

PET切片等结晶、干燥处理后，在单螺杆挤出机中加热熔融塑化。螺杆结构直接影响到挤出熔体压力是否稳定以及PET切片的塑化效果。除了要考虑到压缩比、长径比以及各功能段以外，还要使用屏障型螺杆，其具有以下特点：①排气性能良好;②可确保挤出机出口物料温度误差不超过标准范围;③对挤出物塑化有利;④可提高挤出能力;⑤出料稳定。

3.2 熔体计量泵

通过具有极高精度的齿轮泵实现对熔体的计量。计量泵的作用在于提供数量足够且压力稳定的熔体，从而确保熔体得以顺利通过滤器，保证薄膜厚度一致。计量泵主要为斜二齿轮泵。

3.3 熔体过滤器

熔体过滤器的作用在于将熔体中可能存在的鱼眼、凝胶粒子以及杂质等清除干净，其位置多布置在计量泵前后。碟状过滤器为不锈钢烧结毡以及不锈钢组合而成，其过滤网的孔径多为10-30μm，其尺寸多为D305mm。

3.4 熔体管

熔体管的作用在于连接模头以及过滤器、计量泵、挤出机等。熔体管不能出现四角，其

内壁要高度光洁，串联的长度要尽量缩短，避免熔体由于滞留时间过长而发生降解。挤出机的熔体进入熔体管，依次经过粗过滤器、计量泵以及精过滤器，最后进入模头。当采用三层共挤生产线时，还要将熔体分配器配置在模头上方[2]。

3.5 熔体温度

当熔体经过熔体管时，熔体中心以及四周的熔体温度有一定差异，确保熔体温度一致是确保出料均匀的前提，因此要将静态混合器布置在熔体管与模头连接的内部，从而让熔体的温度均匀。

4铸片系统

4.1 模头

模头对铸片厚度是否均匀以及外形具有直接影响。衣架型长缝模头是PET生产最为常用的模头，其具有模头内压力均匀、支管扩张角大的优势。模头的流向有I型以及T型这两种。为了保证物料的正常流动，模头的内腔要采取镀硬铬处理以防粘。采用数个推拉式差动螺栓（配有加热线圈）来对模头的开度进行调节，利用在线测厚仪进行自动测厚，将厚度反馈给加热螺栓，微调模唇开度。

4.2急冷辊

其作用在于将流出模头的粘流态的熔体在短时间内冷却至玻璃化温度以下。急速冷却的目的在于减少结晶的产生，避免影响拉伸。这就要求急冷辊能满足以下要求：转速稳定、均匀;具有良好的冷却效果，表面温度均匀。急冷辊内通的冷却水温度在30℃作用，从而确保铸片的温度能在60℃以下。

4.3静电吸附装置

其作用在于让急冷辊与铸片紧密接触，预防空气被卷入，确保冷却以及传热效果。静电吸附装置通过高压发生器产生直流电压，让铸片辊成为正极，让电极丝成为负极，高压静电场中铸片受到静电感应，其静电荷与铸片辊极性相反，电荷异性相吸，因此急冷辊与铸片能紧密吸附，从而排除空气，也能取得理想的传热效果。

5拉伸

纵向拉伸在加热状态下将厚片纵向拉伸数倍，通常而言，纵拉比为3-4倍，拉伸比越大，则高分子的取向度越好，此时薄膜的强度也就越高。完成纵向拉伸后，由横拉机来进行横向拉伸，横向拉伸的倍数多为3.5-4倍。

6双向拉伸PET薄膜生产的发展方向

当前国内市场的普通厚度PET薄膜的提升空间并不大，但是随着智能电子产品的普i及以及科学技术的不断发展，150-300mm的厚型膜以及4微米以下的薄型膜的发展空间广阔，因此生产目标可能会出现偏差，会依据市场需求来进行适当转变。生产技术会更加简单，传统生产器械会逐渐被智能控制的生产所占领。除此之外，薄膜的材质会向环保、可降解方向发展。

结束语

當前PET薄膜的生产技术仍然在不断优化，可以遇见的是，机械的自动化程度、精密度都会不断提高，生产成本会越来越低，薄膜品质会越来越高。PET薄膜的用途广泛，双向拉伸技术从产生以来沿用至今，在尚未出现较大的工艺变革之前，这一技术仍然会沿用下去，因此这一技术的发展在于对工艺进行优化，发展过程中要注意环境保护以及减少能源消耗。

参考文献：

[1]管清华，刘程林，焦志伟，等.基于微纳层叠的PET/PA6双向拉伸薄膜的制备与性能研究[J].塑料科技，2019，47（3）：1-4.

[2]赵素芬，涂志刚，柳孟良，等.氟弹性体类加工助剂改性双向拉伸薄膜用PP[J].合成树脂及塑料，2020，37（1）：43-46.