有 关 聚 酯 的 技 术讲 座
一、 什么是PET(聚酯树脂)？什么是 BOPET?
聚酯树脂是一种高分子聚合物，它是通过化学合成的方法，将低分子的单体在一定的温度、压力和某种催化剂的作用下聚合而成的高分子化合物。所谓高分子是指其分子量相对非常高，例如：水的分子量是18，而聚酯的分子量约在20000左右。那么，又为什么称之为聚酯树脂呢？大家知道，自然界有天然树脂如松香、天然纤维如棉花和天然橡胶。我们人类通过化学合成的方法则可以制得合成树脂（如PET、 PE、PP 、PA 、PS）、合成纤维(涤纶、锦纶、聚丙烯腈）和合成橡胶（硅橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶），它们通称为三大合成材料。聚酯就是合成树脂中的一种.。
那么，聚酯这个名称是怎么定义的呢？我们先来看看聚酯树脂的分子化学结构式：
从其分子结构式可以看出，在其大分子结构的两端存在两个羟基（－
ＯＨ），中间一个芳环，他们通过酯键（）彼此互相
连接而成为一个长链的大分子。因其大分子的主链中含有酯基，所以取名为聚酯。当然，其全称应该是聚对苯二甲酸乙二醇酯。
其实，聚酯是一个家族，除PET之外，还有PEN、 PBT、 PPT、PETG 等。因为PET的产量最大、应用面最广，它在聚酯家族中最具有代表性，故通常所谓的聚酯实际上就是聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称PET。
聚酯树脂（俗称聚酯切片）经过干燥、熔融挤出、铸片和双向拉伸定向、牵引、收卷等工艺过程而制得到薄膜，就是双向拉伸聚酯薄膜，简称为BOPET薄膜（BO表示双向定向）。双向拉伸定向的塑料薄膜还有：BOPP、 BOPA、BOPEN等。
二、聚酯树脂的合成路线简介
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1）酯交换法（DMT法）
DMT法是以对苯二甲酸二甲酯与乙二醇先进行酯交换反应，生成对苯二甲酸双羟乙酯（BHET），再经缩聚反应生成具有一定分子量的PET树脂。
上述酯交换反应是在催化剂醋酸盐存在和加热条件下进行的。乙二醇与对苯二甲酸二甲酯的甲氧基-OCH3进行酯交换，由原来的对苯二甲酸二甲酯变成了对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)，被取代的甲氧基与乙二醇的氢原子结合生成甲醇。该酯交换反应是可逆反应，生成的甲醇又可与BHET进行酯交换反应，再生成DMT和EG。所以，为使酯交换反应生成BHET，须向反应体系中加入过量的EG，一般EG：DMT（克分子比）=2~2.5：1，同时把生成的甲醇从体系中除去，这样就可抑制可逆反应。由于甲醇的沸点为.7℃，远低于EG的沸点197℃，而酯交换反应温度为190~210℃，因而体系中甲醇会迅速挥发，从而能使酯交换反应进行到底。
很早以前，由于对苯二甲酸中，存在较多的异构体，当时的提纯技术不过关，所以都采用酯交换法生产聚酯.。. .2） 直接酯化法（PTA法）
PTA法与 DMT法相比，并无本质区别，不同点仅是使用的中间体为PTA(化学名称为纯的对苯二甲酸)，无酯交换反应过程，而是PTA与EG直接进行酯化反应后便生成BHET，然后进行缩聚反应生成PET。(注: 酸与醇类起的化学反应为酯化反应,如下式)
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从技术经济方面进行对比的话，PTA法比DMT法有以下几个优点： （1） PTA法的消耗定额比DMT法省，因为DMT中的甲酯基不是聚酯分子结
构中的有效成分，在酯交换过程中甲酯基会转化成甲醇而析出，故用等量的PTA比用DMT法能多生产PET 15%，中间体费用在PET生产总费用占50%以上，故PET法的成本比DMT法低7~10%。
（2） 所用乙二醇的配比，PTA法少于DMT法，因此，乙二醇的回收系统较
小。PTA：EG一般只需1.16-1.2，而DMT：EG则需1.36-1.4克分子。 （3） PTA法不需甲醇回收工序，因其直接酯化的副产物是水，而DMT法的
副产物是甲醇，需要回收。
（4） PTA法生产控制较稳定，酯化反应速度平缓；DMT法的酯交换反应较
难掌握。
（5） PTA法生产系统中无甲醛产生，操作安全。(甲醛是剧毒化学品) （6） PTA法投资较省，比DMT法可节省投资20%左右。
但是PTA法也有某些不足之处:：
①DMT在EG中溶解度比PTA大，物料分散均匀，因缩聚反应是在均相系统中进行的，PET切片质量均一。
②中间备方面PTA精制技术比DMT精制技术复杂得多，同时系统中的物料具有严重腐蚀性，因此对设备与管路要求耐腐蚀。 ③直接酯化反应中能进行的副反应与酯交换反应时间相同，但程度不同。在酯交换反应中，二缩乙二醇醚(又称二甘醇DEG)的含量不高，而在直接酯化中DEG的含量常大于1％。 .3）环氧乙烷法(环氧乙烷加成反应法)
环氧乙烷法与上述两种方法的区别是用环氧乙烷代替乙二醇与对苯二甲酸直接加成反应为BHET，再经缩聚反应制得PET。其反应式如下：
PTA与环氧乙烷直接加成反应的特点是；a）此反应是放热反应，反应
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热须快速排除；b）PTA不溶于EO中，须在激烈搅拌下形成分散状态才有利于加成反应的进行；c）EO/PTA配料比1：4-8（克分子比），配料比高，副产品少，PTA转化率高；d）用EO代替EG，可省去EO水解工序，加成反应产物为单一的BHET，流程短，成本低，不需回收设备。
总之,在上述三种聚酯树脂生产工艺路线中,所用的单体主要是对苯二甲酸和乙二醇，或对苯二甲酸二甲酯和乙二醇，或者是对苯二甲酸与环氧乙烷。其中，我们特别要关注的则是直接酯化法的PTA、EG这两种原料单体，因为它们的质量和价格将直接影响到聚酯的质量和价格。,
三、聚酯切片的基本性质
⑴分子量：196×n+66 当n=100，则PET分子量为19000~20000左右 ⑵密度：无定型1.33， 结晶取向1.39（结晶度46%，比重法），熔体 1.2（275℃），
⑶熔融热：11~16卡/克
⑷比热：0.2502+9.40×10-4t（卡/克·℃），（t=20~60℃） 0.3243+5.56×10-4t（卡/克·℃）, （t=270~290℃） ⑸导热系数：3.36×10-4（卡/厘米·秒·℃） ⑹体积膨胀系数：1.6×10-4（t=20~60℃） 3.7×10-4 （t=90~160℃） ⑺玻璃化温度Tg：无定型—67℃ 晶型—81℃ ⑻熔融温度Tm：258~260℃ ⑼软化温度Tf：248℃
⑽结晶温度TC：100—140℃（起始结晶），170—190℃（最大结晶速率） ⑾热降解温度Tb：318℃
⑿低聚物熔点：G（AG）——110℃ G（AG）2——160~170℃ G（AG）3——186~202℃ G（AG）4——220℃
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G：乙二醇 AG：对苯二甲酸 ⒀折光指数：1.574（25℃）
⒁吸水率：0.4%（在25℃，RH 65%下放置7天）
四、 薄膜级PET切片的质量指标及影响因素
聚酯树脂最初大量用于生产涤纶化纤，后来才用于生产薄膜和容器等，
故聚酯树脂有纤维级与薄膜级之分。作为薄膜级聚酯切片的质量控制指标为：
（1） 特性黏度[η]：它表征PET分子量的大小，它影响薄膜的机械性能。
[η]较高时，熔融黏度也高，流动性则较差，需要较高的挤出温度和挤出功率；当[η]较低，即分子量较低时，熔体黏度则较低，可采用较低的挤出温度，有利于提高生产能力和降低挤出机功率，同时拉膜时结晶速率较快。当要求生产较高强度的薄膜时，宜选用[η]较高的PET树脂。膜级切片的特性黏度一般要求在0.±0.015。对回收再生切片的[η]，因其经过了第二次熔融再造粒，必然会产生降解，但其特性黏度最低也不得低于0.58。
（2） 熔点Tm：它间接反映PET树脂的质量情况，如DEG含量、分子量分
布、低聚物含量等。熔点低，影响树脂的耐热性能。对于绝缘膜、转移膜、烫金膜等要求耐热性好的薄膜宜选用熔点较高的切片，相应其塑化温度也稍高一些。通常要求Tm=260±1℃。
（3） 端羧基含量（—COOH）：羧基是由于在缩聚过程中大分子链裂解而产
生的，羧基对PET的热稳定性及绝缘性有较大影响，要求羧基含量≤30mg当量/kg。
（4） 二甘醇含量（DEG）：二甘醇是合成聚酯生产中生成的副产物，它对
熔点的影响很大。据报道，当DEG含量达4%时，PET的熔点将从260℃降至250℃，同时还会使PET热氧化降解起始温度下降，热稳定性降低。要求DEG含量≤1.2%。
（5） 色相：色相(色度)表示切片的白度，色相主要影响产品的外观。常
用b值来表示，b值低，颜色趋向白色，b值高，则趋向黄色，一般
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要求b值≤2。
（6） 水份：PET对水份敏感，在高温下，PET由于水分的存在，极易产生
水解。在加工过程中则会影响予结晶、干燥操作，水分含量高PET切片容易在结晶床中结块且加重干燥操作的负荷，甚至在铸片时产生气泡。要求切片水分含量在0.4%以下。
（7） 灰分：PET切片的灰分来自催化剂、添加剂和机械杂质，纯PET切片
灰分含量在0.07%。通过灰份的测量可间接估算出母料中添加剂的含量。
（8） 凝聚粒子：凝聚粒子是指切片中大于10µ的非聚合物粒子，以每毫
克含有多少凝聚粒子来计算。凝聚粒子的多少影响过滤性能和薄膜质量，要求凝聚粒子＜4个/毫克。
（9） 分子量分布及低分子物含量：要求聚酯切片的分子量分布比较均匀，
不能太分散，否则将影响加工的稳定性和薄膜厚度的均匀性。要求Ww / Wn =2~2.5，同时要求低分子含量在2%。低聚物（齐聚物）在薄膜生产过程中会造成污染。
（10）热稳定性：它直接影响到热降解性能，如果聚酯切片的热稳定性差，
在加工过程中和薄膜在长期使用过程中，容易发生降解，使黏度下降，色泽变黄。故对膜级切片要求在聚合过程中加有热稳定剂如磷酸或亚磷酸酯类，以提高PET边废料回收再造粒及薄膜在高温下使用时的热稳定性。热稳定性的测试方法是：在N2气保护下于282℃保持1小时，或者在空气中加热到140℃保持8小时，测其黏度降应≤5%。
五、双向拉伸聚酯薄膜生产设备与工艺
在本章讲解之前，先介绍一下塑料成型的的理论基础知识。 1.高聚物的聚集态
先介绍几种温度的概念。
Tb——脆化温度（brittleness temperature），当T< Tb时，在较小外力作用下，大分子链段发生断裂时的温度。这时，高聚物处于脆性状态，
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材料失去使用价值。
Tg ——玻璃化温度(glass temperature)，T＞Tb，是高分子材料从玻璃态转化为高弹态时的温度。它是大分子链段将开始运动的起始温度。Tg是高聚物一项重要的物理指标，当高聚物的Tg高于室温的为塑料，当高聚物的Tg低于室温的为橡胶。
Tf——粘流温度（flow temperature），当T> Tg，温度继续升高，高分子材料开始软化，从高弹态转变为粘流态的温度。这时整个大分子链段能自由运动，高聚物呈可流动状态。
Td——分解温度(decompose temperature)，当T> Tf，温度进一步升高，高分子材料开始分解、分子量逐渐降低的温度。这时高分子材料的性能变劣，已失去使用价值。 高聚物的聚集态有三态：
1.1玻璃态：在温度较低时（Tb~Tg ），高聚物分子间作用力很强，长链大分子运动被冻结，整个高聚物处于刚性状态，形变很小，这种状态称为玻璃态。
1.2高弹态：当温度上升（Tg~Tf），热能不断增加，高聚物体积膨胀，大分子链段开始运动，发生位移，但整个大分子长链还不能移动。高聚物在外力作用下，可产生很大形变，这时高聚物呈柔软而富有弹性，称之为高弹态。PET薄膜拉伸就是在高弹态下进行的。
1.3粘流态：当温度继续升高（Tf~Td），直到整个大分子链能够移动、这时高分子链间作用力很小、形变容易，其流体的黏度很大，故称粘流态。塑料成型基本是在粘流态下进行的。
高聚物的三态转变温度范围不是完全固定的，它除与温度有关外，还与应力作用的时间和作用力施加的速度等因素有关。同时，随着聚合物分子量的增加，玻璃态向粘流态过渡向高温区转移。
高聚物力学三态的特征
状态 特性 玻璃态 高弹态 粘流态 整个大分子链能自由移动。 分子间作用力较小。 1.大分子链及链段被冻结。 大分子链开始运动。 文案大全
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2.分子间作用力大。 3.高聚物呈刚性。 1.弹性模量约为109泊 力学行为 2.断裂伸长率小 3.变形是可逆的 在较小外力作用下，可产 生较大变形。 高聚物柔软而有弹性。 弹性模量较小约106泊 断裂伸长率大 形变可逆 高聚物呈流动态。 弹性模量很小 形变率很大 形变不可逆 4.力学性能依赖于分子量力学性能依赖于链段的性力学性能如黏度依赖于整和分子结构。 质 可二次成型，拉伸。 个分子链的性质 可挤出、注塑、压延、吹塑等成型。 2. 高聚物的流变行为（略） 3高聚物的结晶
高聚物大分子在相互作用力影响下，按严格次序有规律排列成为有序的过程叫做结晶。结晶高聚物从Tm冷至Tg，在这区间都可发生结晶。 3.1高聚物结晶过程
（1）分子链有序排列成链束； （2）链束折迭成带，形成晶核； （3）晶核连续规整排列堆砌成晶片； （4）晶片与晶片之间进一步堆砌成球晶； （5）球晶再进一步生长成多晶体。
3.2高聚物结晶条件，取决于大分子结构及外部条件： （1）分子链结构简单的容易结晶；
加工可进行机械加工和焊接。 性
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（2）分子链结构规整的容易结晶；
（3）大分子支链少而短的容易结晶；LDPE支链多，结晶度低，HDPE支链少，结晶度高。
（4）分子间作用力较大的容易结晶； （5）外界条件的影响
① 温度：当T>Tm,分子链为无序运动，结晶度为0；当T ③ 成核剂：成核剂起到晶核的作用，加入成核剂能促使形成结晶中心。 ④ 拉伸：能使高分子链沿应力方向有序排列，因此拉伸有利于结晶。 3.3结晶度与结晶速率 结晶聚合物实际是晶区与非晶区共存体系，晶相部分占总量的质量百分数，称为结晶度。 聚合物的结晶度达到50%的时间的1/2或用其倒数K来表示聚合物的结晶速率。聚合物的结晶度和结晶速率可以用DIA(差热分析)和DSC(差热扫描量热法)来测定。PA的结晶速率为5min, PET结晶速率为40～42sec. 3.4高聚物结晶对性能的影响 （1）密度：结晶后分子链堆集紧密，密度增加。如无定形的PET密度为1.33，结晶后的密度可达1.40。 （2）透光度：无定形高聚物分子排列无序，分子堆集各向同性，光线通过时不发生折射，物体呈透明态，如PS、PMMA。结晶高聚物是结晶区与非结晶区共存体系，结晶区与非结晶区的密度不一样，呈各向异性，当光线通过不同密度的高聚物时产生折射往往呈不透明，如PE。但是PET的结晶部分是微晶结构，故仍呈透明态。 （3）熔点：高聚物熔点表示分子链自由运动的温度，结晶使分子间紧密，从而使熔点提高。 （4）机械强度：高聚物经过结晶，结构紧密，分子间相互作用力较强，其 文案大全 实用标准 机械强度得以提高。 4.高聚物的取向 ◎取向的含义—在外力和热的作用下，高聚物分子链段、晶片沿外力方向有序的排列起来，称之为高聚物分子链取向。 ◎取向的条件 （1）分子链节短、有柔性。 （2）有足够的分子量，易保存取向结构。 （3）要有一定的拉伸应力。 （4）要有一定的温度范围。Tg﹤T取向﹤Tm（Tf） （5）拉伸取向后要进行热定型处理，以使已取向的分子固定下来。 PP PET T熔点 170~176℃ 258~260℃ T结晶 120~150℃ 140~190℃ T拉伸 150~170℃ 85~110℃ T定型 180~190℃ 190~230℃ ◎高聚物结晶与取向的关系—结晶与取向都与高分子链的排列有关，但有序程度不同。取向是大分子沿拉伸应力方向做有序排列，有序是单向的。结晶是指高分子链节在空间作有规则排列，其有序性是三维的。 ◎高聚物拉伸取向后对性能的影响 （1）使力学性能提高，如拉伸强度、弹性模量均有较大程度的提高。 （2）阻隔性改善，对水汽、氧气等气体的透过率有所降低。 （3）光学性能提高，透明度、光泽度均有提高。 （4）电气性能如绝缘强度、电阻率等也有提高。 （5）耐热性、耐候性也有改善。 5、高聚物的降解 5.1降解的含义——高聚物在外界条件作用下（热、光、氧、力、水、辐射），大分子链发生断裂，分子量下降，性能变劣的化学过程称为降解。 .5.2产生降解的原因 文案大全 实用标准 内因——与高聚物大分子结构有关。聚合物分子中含有双键 C=C 如ABS，叔碳原子、季碳原子如PP，羰基 C=O、酰胺基 —C—NH—如PA等基团时，这些键能较弱，稳定性差，容易降解。 外因——高聚物在成型加工过程中，因受热、氧的作用，或在高温下因水的存在，而发生热氧化降解或水解，及在使用过程中因受光辐射、大气老化等原因而发生的降解。 5.3高聚物降解分类 （1） 热降解：高聚物在加工温度下停留时间过长，或达到其分解温 度时而发生的降解。例如，当聚酯的受热温度超过315度时会发生明显的热降解。 （2） 氧化降解：实质上是高聚物被氧化的过程，特别是在高温下， 热/氧化降解是同时发生的。为此，在成型加工过程中，常采用 N2气保护或用抽真空的办法以减少氧化降解的发生。 （3） 水解：高聚物分子结构中含有酯基 、 醚基R—O—R＇，酰胺基—C—NH—等吸湿性基团的，这些碳杂链键能低于碳碳键能，稳定性较差，在水分存在下极易发生水解。故PET在成型前必须进行干燥处理。 （4） 光降解：塑料制品在使用过程中，如长期置于室外暴露在阳光 下，因受紫外线辐射，则会发生光降解。 5.4减缓高聚物降解的方法 （1） 对易发生水解的高聚物，在加工前应进行严格的干燥处理，如PET、 PC、PA等。 （2） 在成型加工过程中，应制定合适的工艺条件，尽可能避免超高温、 强剪切下操作，以防止或减少热氧化降解的发生。像聚酯的挤出加工的温度，一般不要超过285度为宜。 （3） 在成型加工前或成型加工过程中，尽量隔绝氧气，选用合适的稳定 剂包括抗氧剂、热稳定剂、紫外线吸收剂等以缓解降解的发生。 （4） 消除加工设备的死角，尽量缩短熔体流动的路径，避免物料长时间 文案大全 实用标准 处于高温状态。. 下面正式开始讲解聚酯薄膜的生产设备与工艺 (1）BOPET薄膜生产流程 （专用切片） 有光切片 配料—混合—予结晶、干燥—熔融挤出—粗过滤— 母料切片 再生切片 计量泵—精过滤器—静态混合器—铸片—（第一测厚）— 纵向拉伸—（在线涂布）— 横向拉伸 — 牵引 — 测厚 — 切边 —电晕处理 —收卷 — 分切 — 检验 — 成品 造粒 以上是单层聚酯薄膜生产线的流程，它只用一台挤出机 。 文案大全 实用标准 BOPET薄膜生产工艺流程图 回收PET切片 纯PET切片 配料 配料 母料切片 配料 PET切片 配料 特种树脂 配料 混料 混料 混料 排 气 测水份 双螺杆挤出1 双螺杆挤出2 予结晶、干燥 过滤 过滤 单螺杆挤出 过滤 B层 A层 C层 挤出造粒 模头铸片 纵向拉伸 废膜离线粉碎 横向拉伸 牵引（含测厚、切边、电晕处理） 边料在线粉碎 收 卷 分 切 检验、包装 入 库 这是三层聚酯薄膜生产线的流程，它需要使用2台（A/B/A结构）或3台(A/B/C结构)挤出机。 文案大全 实用标准 如果采用直拉法，也就是将连续法聚酯树脂生产线与薄膜双拉生产线连接起来，将完成缩聚反应的聚酯熔体，通过熔体管（中间加有熔体计量泵），直接输送至模头铸片┅┅拉膜，称为直拉制膜法。直拉法可以省去聚酯缩聚后熔体水下切粒、风干、打包、物流以及PET切片结晶干燥、再熔融挤出等工序。这样既大大节省设备、厂房的投资，减少能量消耗，又可避免PET二次受热产生的降解，所以直拉法具有较好的价格和质量的优势。但是，直拉法也有其不足之处，一是投资巨大，二是调换品种不易，三是如果生产线发生故障很难处理。 (2） 配料与混合 2.1 配料 生产BOPET薄膜通常使用三种或三种以上的物料，例如大有光切片、含添加剂切片（母料切片）、回料再生切片、改性或功能性切片等。根据薄膜产品的要求，对上述物料进行配方设计，然后按一定的配比进行配料。配料可采用重量法或体积法。重量法即称重法可使用电子秤分别进行称重，此法配料准确。体积法有螺杆加料器和旋转阀加料两种。旋转阀体积计量加料法使用比较普遍，但计量精度不及称重法。 2.2 混合 在几种PET树脂切片中，大有光切片是PET薄膜的主体，再生切片的掺用是为了降低物耗，避免环境污染，母料切片是为了增加薄膜表面的粗糙度，降低摩擦系数，避免薄膜之间的粘连，改善薄膜收卷性能。添加剂的种类很多，常用的有SiO2、CaCO3、Al2O3、高岭土等。对于生产单层PET薄膜，只需将三种切片按一定配比进行混合后风送至下道工序进行予结晶和干燥。对于三层共挤PET薄膜，表层、芯层的配比是不同的，它们要分别进行配料与混合，然后各自进入结晶干燥系统或双螺杆挤出系统。混合可采用机械搅拌混合器，也可使用物料自由落体式静态混合器。 (3) 结晶与干燥 3.1 予结晶： 因为PET有光切片和母料切片是无定形的，其软化点较低，为防止其在干燥塔内和挤出机加料口处粘连结块产生堵塞现象，必须对它们进行予结晶处理，使其转变成坚硬的、不透明的结晶体，以提高其的软 文案大全 实用标准 化点。予结晶温度一般为150~160℃。 3.2 干燥：由于PET分子结构中含有酯基，对水分非常敏感， 在高温下极易发生水解反应，使分子量下降，同时水分的存在，在加工过程中，将会产生气泡。所以必须进行干燥处理，要求干燥后的水分含量控制在30~50ppm以下。 干燥的方式有真空转鼓干燥和气流干燥两种。 3.2.1真空转鼓干燥 卧式真空转鼓干燥设备由圆柱形带夹套的不锈钢转鼓、除尘桶、冷却桶及真空泵组成。转鼓的旋转支撑轴是在桶体的对角线上，轴与桶体中心线夹角≥25º，转鼓夹套内通入蒸汽或热油。转鼓容积有4~20m3不同规格，转鼓内物料加入量一般小于标称容积的70%。工作时转鼓低速旋转，PET切片在其中不停地翻动并与转鼓内壁不断地进行热交换，使切片被加热产生结晶并使其中所含水分被真空泵抽走，从而达到结晶干燥的目的。 真空转鼓干燥的工艺参数：蒸汽压力 4-5kg/cm2 鼓内温度 140-150℃ 干燥时间 ~8h 真空度 <0.08Mpa 干燥后切片的湿含量要求达到30~50ppm，黏度降小于0.01。 3.2.2气流干燥 立式气流干燥系统由结晶器、干燥塔、循环风机、加热器、去湿器等组成。混合好的物料通过旋转阀先进入予结晶器被具有一定压力的热风加热并呈沸腾状态而结晶。经过予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。常选用压缩空气为气源（也可以采用罗茨鼓风机），压缩空气先进行初步除油、去湿处理，然后送至去湿机（一般为分子筛）进一步除湿，要求干空气露点在-60℃以下。除湿后的干空气通过加热器加热到一定温度后便送至干燥塔，经过塔底气流分配器向上与塔内缓慢向下呈柱塞移动的切片完成传热传质的过程。 气流干燥的主要工艺参数： 文案大全 实用标准 予结晶温度：160±5℃ 予结晶停留时间：20~25min 干燥塔温度：170℃ 干燥时间：~5h 干空气露点：＜－60℃ 干燥后切片湿含量：≤30ppm 干燥后切片黏度降：≤0.02 要求干燥塔内的切片呈柱塞式流动，以保证每一粒切片在干燥塔内停留时间的一致，以保证干燥均匀。 (4） 熔融挤出 熔融挤出系统由挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和熔体管线等组成。本系统的作用是将予结晶和干燥的PET切片通过挤出机加热熔融并在挤出压力及熔体泵的推动下，将熔体均匀地输送到模头处铸片。 4.1挤出机 是塑料加工的重要设备，根据螺杆的个数有单螺杆挤出机和双螺杆挤出机之分。 4.1.1挤出机的功能段 通常把挤出机螺杆分成三个区段： 加料段：此段螺纹深度不变，其作用是将固体物料预热并向前输送至压缩段。 压缩段：又称熔融段，其作用是对物料进一步加热熔融塑化并压缩，同时将物料中夹带的空气向加料段排出。此段螺纹由深变浅（等距不等深螺纹）或螺距由大变小（等深不等距），以形成一定的压缩比。 计量段：本段的作用是将压缩段送来的物料进一步塑化和均化，然后将熔体以一定的压力和流量均匀挤出—计量挤出，确保挤出量的稳定。 4.1.2 挤出机的主要参数 ①螺杆直径D：它对挤出量有决定性的影响，挤出量（顺流）与螺杆直径的平方成正比，直径加大，挤出量增加很快。 ②长径比L/D：是指螺杆的工作长度与螺杆外径之比。物料在螺杆工作长度上完成输送、熔融塑化并压缩以及计量挤出的全过程，加大长径比有利于物料的混合与塑化、提高熔体压力、减少逆流和漏流损失、提高产量，并 文案大全 实用标准 使熔体的流量和压力更为稳定。当然，如果螺杆太长，长径比过大，物料在高温下停留时间延长，容易产生降解。另外，还会增加螺杆头部的挠度，有可能产生扫膛现象。同时功率消耗也要增加。通常，长径比为28~33。 ③压缩比：其定义是加料段内每节螺纹槽的容积与计量段内每节螺纹槽的容积之比。有三种方式可使螺杆容积渐渐变小，从而形成压缩比。 A．螺距不变，螺槽变浅，即等距不等深螺杆。这种螺杆加工容易，通常都采用这种等距不等深的螺杆。但是，因螺杆根部螺槽深、强度削弱，故不宜用于压缩比大而直径小的螺杆上。 B．螺槽不变，螺距变窄，即等深变距螺杆。这种螺杆加工比较困难，而且因计量段螺槽深，倒流量大，对物料均化效果差，较少采用。 C．螺距变窄，螺槽变浅，即变距变深螺杆。这种螺杆加工复杂，也很少采用。 螺杆压缩比须与物料的形态（粉状、粒状或片状）、堆积密度相适应。为使物料在螺杆中被压实，并排出空气和低分子物，螺杆压缩比一般取2.5~3.5。 ④螺距与螺旋角：螺杆直径决定后，螺距决定于螺旋角φ。螺旋角φ的大小影响螺纹推进力，螺旋角不同，进料能力也不同，不同形状的物料对螺旋角的要求也不一样。但从螺杆加工方便性考虑，都取螺距等于螺杆的直径，此时螺旋角φ=17°38” ⑤螺杆与机筒的间隙：它会影响剪切力和产量。间隙越小，剪切力越大，剪切力过大产生的剪切热过高，有可能导致物料的降解，同时也可能发生螺杆扫膛现象。但是间隙过大，又会影响挤出量。因漏流流量与间隙的三次方成正比，当间隙δ=0.15D时，漏流流量可达总流量的1/3。故间隙应尽可能小一些，一般小螺杆的间隙δ＜0.002D，大螺杆的间隙δ＜0.005D。 ⑥螺杆转速：螺杆转速虽不属于挤出机结构参数，但它与产量直接有关。一定直径的螺杆只能在一定的转速范围内使用，转速高，产量也高，当然，转速太高的话，物料受到的剪切力太强，容易产生过热甚至降解。转速太小也不好，会影响物料的混合塑化效果，不利于熔体建立背压。螺杆转速变化范围一般在1：6之间。 文案大全 实用标准 4.1.3 挤出机的特种螺杆 由于普通螺杆输送物料的效率较低，一般只有30%左右。此外，熔融段固体床与熔池同居一个螺槽中，这样会出现一部分物料不能完全融化，气体不易排出，因而挤出时熔体压力、温度、产量波动较大。为解决这些不足，现在已广泛采用各种新型螺杆，如Barrier螺杆、分离型螺杆等。所谓分离型螺杆，其特点是螺杆结构在熔融段设置一条起屏障作用的附加螺纹，由主副螺纹组成两条螺槽，一条进槽-固相槽，起点与螺杆加料段相通，终点在熔融段末端。熔融过程仅在此固相槽内进行；另一条是出槽-液相槽，起点由熔融段始点开始，终点与螺杆的均化段相连，此液相槽只容许液相的熔体进入。这样，便达到固相与液相分离的目的。 分离型螺杆由于具有以上结构，故分离型螺杆有如下优点： ①能提高挤出能力。 因分离型螺杆能及时将熔融的物料与未熔固体料分离开来，使固体床熔融速度加快，加料段送料速度也随之加快。另外，分离型螺杆均化段螺槽深度比普通螺杆螺槽深度深一些，阻力小，熔体输送能力大。所以分离型螺杆生产能力比普通螺杆可提高15~30%。 ②减少脉冲现象，提高挤出熔体的均匀性和稳定性。由于附加螺纹把固液两相及时分开，避免或减少倒流，提高熔体输送的稳定性，并可大大减少熔体径向温差。普通螺杆径向温差约为5～20℃，分离型螺杆的径向温差约为的1～3℃. ③有利于排气。对于普通螺杆，熔体可将气体包在固体之中，阻碍气体排出的通道，导致气体不易排出。而分离型螺杆能及时将熔体分离，故对排气十分有利。 4.1.4 双螺杆挤出机 双螺杆挤出机与单螺杆挤出机相比具有许多的优点，特别适用于混料改性、回料造粒、排气挤出等方面，目前已被广泛使用。双螺杆挤出机的特点如下： ①有强制送料和自洁功能。双螺杆挤出机输送物料的工作原理与单螺杆挤出机完全不同，后者是靠物料与机筒、螺杆的摩擦系数的差值进行推进，双螺杆挤出机则是采用正向输送进行强制推进。对于啮合型同向双螺杆挤 文案大全 实用标准 出机，物料在螺杆与机筒间呈螺旋形运动（以∞形运动），啮合处两螺杆圆周上各点运动方向相反，相对速度很大。而且螺杆啮合间隙很小，物料不会粘在螺槽上，故有自洁作用。 ②具有很好的混炼效果。通过混炼元件的组合可以得到不同的剪切应力，以适应不同物料对混炼塑化的不同要求。 ③双排气双螺杆挤出机能很好地排除物料中的水分、气体和低分子物。在排气口处，螺杆的螺槽设计成突然变深，物料在此处的压力骤降，这样被压缩的气体会膨胀释放出来并及时被真空泵抽走。所以使用双螺杆挤出机可以省去干燥装置。 4.1.5挤出工艺参数 ①温度 温度是挤出机挤出过程中最重要的参数。挤出机加热与冷却一般分成几个区。加料段为预热区，此区温度较低，一般在Tｍ以下。压缩段与计量段为熔融塑化区，要求加热功率较高，温度需在Tｍ以上（Tｍ+15~20℃），以保证物料充分熔融塑化。但温度不宜太高，以免高聚物降解加速。 挤出机机筒加热：多采用铸铝加热器加热。这是一种将电阻丝装入氧化镁作绝缘介质的金属管中，然后将金属弯成一定形状，铸在铝合金中。铸铝加热器的特点是防潮、防氧化，使用寿命长，成本低。铸铝加热器最高使用温度为360℃。 挤出机机筒冷却：机筒加热时存在一定的热惯性，物料在挤出过程中会产生因与机筒、螺杆的摩擦热和剪切热，当温度过高超过设定温度时须通过冷却将热量带走，以免过热而产生降解。因此在挤出机筒每个加热段都同时设有冷却单元，实行热、冷PID控制。 机筒冷却方式有风冷、水冷两种。风冷是在每个加热段下方装有一只小型风机，在铸铝加热器内表面开有一个沟槽，冷风由沟槽通过以提高冷却效果。风冷的特点是冷却速度平缓，温度波动小，冷却效果与周围环境温度有关。水冷是在加热器内侧设有水环管，内通冷却水进行冷却。冷却水流量用电磁阀控制。水冷却的特点是冷却速度快、冷却效果好。 另外在挤出机加料口处需有冷却夹套，其中也需通冷却水，以防物料过早受热粘结包螺杆，同时也可阻止挤出机机身的热量传给螺杆的止推轴 文案大全 实用标准 承和减速箱。 ②压力 压力是挤出机挤出过程中又一重要工艺参数。熔体压力的形成一是由于螺槽容积的减小（槽深变浅或螺距变窄），二是由于分流板、过滤网、机头的阻力，即所谓的背压。一定的背压有利于得到均匀、密实的熔体。 一台完善的挤出机，其传动系统应能保证挤出机机头的熔体压力基本稳定，这对实现薄膜厚度均匀性十分重要。然而由于在挤出系统中配置的过滤器随着挤出时间的延长，过滤器中的杂质逐渐增多，阻力增大，会引起挤出压力的变化。为了克服机头压力的波动，挤出机需能及时改变螺杆转速，以维持机头压力稳定不变，常用的一种方法是采用压力反馈装置。 P1 P2 P3 P4 挤出机——粗过滤器——计量泵——精过滤器——模头 其中，计量泵进口压力P2是决定挤出熔体稳定的重要因素。实践证明，只要泵前压力P2稳定，那么进入模头的熔体压力P4也基本稳定。所以只要检测P2压力值，反馈控制挤出机螺杆的转速，便可实现稳定P4值的目的。这种压力控制的方法在过滤器阻力不大的情况下效果很好，但是当过滤器的压力P3逐渐增大时，P4必然会出现缓慢下降。这时，需根据薄膜或厚片的变化情况，利用生产线的测厚反馈系统，自动调节冷鼓的线速度或计量泵的转速来弥补上述变化引起薄膜厚度变薄的问题。 ③挤出机转速 从挤出机生产能力的经验公式Q=K•D3•N得知，挤出量Q与螺杆直径D的三次方成正比，与螺杆转速N成正比（K为经验系数，通常取K=0.05），当螺杆直径一定，挤出量随螺杆转速的增加而增加。所以说螺杆转速是挤出机第三工艺参数。 根据挤出产品的工艺要求，挤出机的螺杆转速应是无级调速，其调速范围一般要求在1：6～1：10之间。 4.2 过滤器 在熔体挤出过程中，为了除去熔体中的杂质、晶点、凝聚粒子或其它异物，并保护计量泵不受损伤和保证产品质量，故在挤出熔体管线上需安装熔体过滤器。一般在计量泵的前后各安装一只过滤器，在过滤器前为粗 文案大全 实用标准 过滤器，其作用是使熔体由在螺杆中的螺旋运动变为直线运动；增加料流背压使熔体密实；阻止较粗的杂质和未熔物通过，保护计量泵、延长精过滤器使用寿命。 粗过滤可采用碟式或板式。板式过滤也称不停机换网器，它是由液压驱动装置和过滤网板两部分组成。工作滤网和备用滤网同时装在一只滑板上，换网时在液压缸的推动下，滑板进入熔体流道，将旧网推出、新网换入，滑板速度极快，换网动作只需0.1秒，因此无须停机 ，故称不停机换网。 精过滤通常采用碟式过滤器，也有采用管式过滤器的。碟式过滤器由若干滤碟和过滤筒体组成，滤碟直径为12英寸（304.8mm），内芯直径85mm，厚度约6.5mm。工作时熔体从滤蝶之间星形不锈钢隔离物的空隙处流向滤蝶表面，在熔体压力作用下，穿过滤网最后从滤蝶内圆的小孔流出，进入过滤芯棒的出口再进入熔体管道。 过滤器的总面积与薄膜的生产能力有关，过滤面积越大，使用时间越长，一般当过滤器前后压力达到一定的压差时，就要更换过滤器了。 放置滤碟和星形隔离物的过滤器筒体是经过高温锻造的，内腔镜面抛光，其R值要求达到0.2µ。筒体要能耐350℃高温和25MPa的压力。 过滤器筒体加热可采用电加热，最好用导热油加热，加热均匀、温度容易控制。加热温度一般在280度左右。 4.3 熔体泵（计量泵） 为了保证模头处的熔体具有足够高而稳定的压力，从而保证薄膜厚度的均匀性，在挤出机出口的熔体管道上都装有一台高精度的熔体泵。常用的熔体泵为外啮合的二齿齿轮泵，泵运转时齿轮啮合脱开处为自由空间，构成泵的进料侧，进入的熔体被齿轮强制带入泵体的啮合区间，然后挤入出料侧，此时的高压熔体只能压入出料管。齿轮泵是一种容积计量泵，每转泵出量是恒定的。 计量泵的工作温度为275~285℃，工作压力6~15MPa，转速为10~30rpm。 为保证BOPET薄膜纵向厚度均匀性，在生产过程中常用两种控制方式，一种是计量泵速度不变，当过滤器阻力加大时，自动调节冷鼓的线速度来 文案大全 实用标准 适应这一变化。另一种方法是随着精过滤器阻力的增大，自动调节计量泵的速度适当加大泵出量，来保证进入模头的熔体压力不变，通常采用前者。 4.4 熔体管及静态混合器 熔体管是连接挤出机、过滤器、计量泵、静态混合器和模头的熔体流动管道。熔体管由耐压无缝不锈钢管加工而成。要求管道内壁镜面抛光，在300℃下能承受25Mpa的内压。熔体管应尽量避免弯头和过长，以免流动阻力大、滞流时间长而造成降解。熔体管外壁用电加热，最好采用夹套油加热。加热温度在280℃左右。 在进入模头前的熔体管内一般都装有静态混合器，常用的一种静态混合器类似麻花状。它是由长方形不锈薄钢板拧转180°成为一个混合单元，混合单元之间的端面成90°交叉焊接。静态混合器的作用是使进入模头前的熔体通过上述混合元件的不断分流又不断汇合，如果有n个混合元件，流过静态混合器的熔体就有2n次的分/合过程，从而达到改善熔体径向温差 及熔体黏度梯度的目的。(5） 铸片系统 铸片是将挤出系统输送来的均匀稳定的熔体通过模头流延在转动的急冷辊上，使之形成无定型的厚片，供下道工序拉伸用。铸片系统由模头、急冷辊（冷鼓）、静电吸附装置和驱动电机等组成。 5.1模头 模头是铸片系统最重要的设备。模头按其流道形式分鱼尾型、支管型和衣架型三种，衣架型模头兼具前两种模头的特点。衣架型模头的支管扩张角大，模头内压力分布均匀，是PET铸片常用的一种模头。按模头与挤出机的方向和熔体在支管中流向又分T型和I型两种。所谓T型是指挤出机与模头方向垂直，物料从支管中部进入；而I型是指挤出机与模头方向平行，物料从支管的一端进入，支管的另一端封闭。 文案大全 实用标准 PET铸片的厚度调节主要取决于模唇间隙，其次是铸片辊的线速度。在调节模唇间隙（开度）时，先用手工调节模头上的差动螺栓，一般差动螺栓有螺距为2.0mm外螺纹和螺距为1.75mm的内螺纹，则螺栓每转一周，模头开度便增加或减小2.0-1.75=0.25mm，这是模唇开度的粗调。模唇开度的微调是靠薄膜在线测厚仪的扫描检测信号，自动反馈至模头以控制推拉螺栓的加热功率，使之产生细微的伸长或收缩而达到微调模头的目的。 对于三层共挤薄膜生产线，若是A/B/A结构，只需在普通单流道模头上方安装一只分配块，来自两台挤出机的物料在分配块中汇合后进入模头，并在冷鼓上铸片。若是A/B/C结构，三种物料需三台挤出机并通过分配块进入三流道模头，最后在模头出口处汇合后流延在冷鼓上。 5.2 冷却转鼓（铸片辊） 聚酯是结晶性聚合物，这主要是由于其大分子结构中有着高度的立构规整性，其最大结晶速率温度是170－190℃，当PET结晶时就变得不透明而呈乳白色，且成脆性。所以必须控制好聚酯熔体流延在冷鼓上的冷却温度，为了防止其结晶，这就需要采取快速冷却的铸片工艺。 PET熔体流出模唇后便铸片于匀速转动的冷却转鼓上，被急冷至玻璃化温度Tg以下并形成无定形的透明的厚片，此过程称之为铸片。 在铸片过程中，PET熔体发生如下的变化：①通过急冷，使PET熔体在几秒钟内从280℃左右的高温骤冷至50℃以下；②PET从粘流态转变成玻璃态；③PET熔体由完全无定形变成有一点结晶度（＜5%）的无定形厚片。 铸片过程的工艺和设备对拉伸工艺和产品性能的影响： ⑴冷却速度快慢的影响 冷鼓温度越低、厚片贴附冷鼓越紧密、热传导效果愈好，则铸片的冷却速度愈快，这样可使铸片的结晶度最小、球晶细而均匀，有利于下一步的拉伸和取向。所以PET铸片应采用低温快速冷却，冷却水温度控制在30℃以下。当然，冷却水温度也不要过低，特别是对于厚度较厚的铸片，会造成铸片两面的温差过大，两面结晶情况不一样，甚至产生铸片脱离冷鼓的现象。 ⑵冷鼓表面温度均匀性影响 冷鼓表面温度均匀稳定，最终影响铸片 文案大全 实用标准 结晶的均匀性。因此冷鼓内循环水的走向和流量应能满足上述要求，即冷鼓表面温差≤1℃，冷鼓进出水温差≯±1℃。 ⑶冷鼓对PET熔体予拉伸影响 熔体流延速度低于冷鼓的表面线速度，这时熔体在粘流态下产生了一定程度的予拉伸，这种予拉伸有利于晶粒细化和生成准晶结构，从而可减少拉伸破膜的发生。 ⑷颈缩现象 铸片在预拉伸的同时，由于冷鼓的拖拽作用，使冷却后的铸片产生颈缩现象。其结果使铸片两个边部变厚，在纵向拉伸时会因边部变厚与预热辊、拉伸辊接触不良，导致拉伸不均匀。减少颈缩的措施是尽量减小模唇与冷鼓之间的距离。 ⑸冷鼓尺寸精度和运行稳定性的影响 冷鼓精度包括加工精度和安装精度，它们的精度要求<0.01mm，冷鼓运行时振幅要求<0.02mm，为此冷鼓表面须进行精加工，并要做动/静平衡试验。冷鼓表面光洁度则是影响铸片表观质量的重要因素，要求镜面抛光，镀硬铬厚度约0.1mm。 5.3静电吸附装置 铸片时，高温熔体流延到光洁、低温、高速转动的冷鼓表面后，如果没有外力的作用，一方面经急冷的铸片不易贴附于冷鼓表面，另一方面，在厚片与冷鼓之间很容易夹入空气，降低传热效果，因而严重影响铸片质量，如结晶度高、结晶不均匀，颈缩大，甚至有水波纹等缺陷，所以在铸片系统都须配置铸片贴附装置，如静电吸附、气刀、真空吸嘴等。下面介绍一下静电吸附装置。 静电吸附装置由静电吸附丝电极、高压发生器、电极丝放卷收卷马达等组成。 静电吸附铸片的原理：利用高压发生器产生的几千伏直流电压，使电极丝与冷鼓分别为负极和正极（冷鼓接地），铸片在此高压静电场中因静电感应而带上与冷鼓极性相反的静电荷， 在异性静电荷相互吸引力作用下，于是铸片与冷鼓表面紧密吸附贴合在一起，达到排除空气和良好传热的效果。 静电吸附丝电极常用的金属丝有钨合金丝、镍铬丝、钼丝等，丝的直径一般为0.12~0.15mm。 文案大全 实用标准 静电吸附力F=K•V/δ·φ2 由上式可知，吸附力F与电压V成正比，与电极丝离铸片的距离δ成反比，与电极丝直径φ的平方成反比。为了增大吸附力，特别是为适应高速生产线的需要，例如当冷鼓线速度达到90米/分以上时，必须在提高直流电压的同时，应尽量减小电极丝直径才行。但减小电极丝直径受到其拉伸强度的，因为吸附丝在工作状态下是在连续走动的，即一边放丝，一边收丝，要承受10~20N的拉力，为了进一步提高吸附力，于是出现了带状吸附装置。带状吸附电极是在保证有足够拉伸强度的条件下，尽量减小其截面以达到提高F值的目的，吸附带最小截面为0.05mm。 静电吸附丝在工作过程中，为保持其表面清洁，避免低聚物在吸附丝上的凝聚而影响吸附效果，电极丝须预先绕在金属盘上，再放入绝缘盒中。放线盘与高压发生器相连，工作时，电极丝通过导向轮、端部绝缘套，在伺服电机的驱动下缓慢而连续地通过冷鼓铸片吸附区，以不断更新被污染的电极丝，然后经过端部绝缘套、布线器绕到收线轮上。放线端的伺服电机设计成反力矩模式，电极丝运行过程中，给予一定的反向力，而收线端的伺服电机给电极丝一定的拉力，在它们的共同作用下，使电极丝完成平稳移动的放/收线过程。拉力的大小通过变频来调节。 此外，也可采用双丝的办法来改善吸附效果，即在平行电极丝旁另外增加一根较粗的金属丝（φ0.2mm），并通电加热使电极丝周围产生较高的温度场，其作用仍然是防止低聚物在电极丝上凝聚。 对于高速生产线，例如当生产线速度达到320米/分以上或冷鼓线速度在90米/分以上时，单靠吸附丝就显得不够，于是一种适合高速生产的PET切片（简称高速料）应运而生了。所谓高速料是在聚酯切片生产过程中，加入某些金属离子，在熔融挤出铸片时，铸片中所含的金属离子在高压静电场作用下，同样因静电感应而带上与冷鼓相反的电荷，从而达到增加铸片的贴附效果。 5.4 静电消除 铸片通过静电吸附后带有大量静电荷，它不仅容易吸附灰尘，而且对操作工的安全有影响，故在铸片离开冷鼓后须进行消静电处理。 文案大全 实用标准 高速薄膜生产线，由于薄膜在运行中摩擦等原因常常产生静电荷，也须加以消除，避免静电荷的积累而造成下游客户在使用时带来的麻烦。 6）纵向拉伸（MDO） 铸片进入纵拉机后，在一定温度和外力作用下完成纵向拉伸过程。纵拉机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊、橡胶压辊、红外加热器及穿片机构、热水机组、驱动系统等组成。 6.1纵向拉伸机组成 6.1.1 预热辊组 铸片在预热辊组间被逐部加热到玻璃化温度以上，接近高弹态，然后进入拉伸区。预热辊一般为8只钢辊，表面镀铬。其排列方式有上下交叉排列和一字形排列两种。上下排列时，膜片的包角大，传热面积大，正反面温差也较大；一字型排列时，膜片受热面积较小，但其正反交替受热较快，相对受热比较均匀，同时也便于安装和维修。 膜片在预热过程中，因受热膨胀而有一定的伸长，为避免薄膜下垂、夹有空气而影响传热效果，在设计时须对预热辊逐个增速，滚筒的增速是通过齿轮或皮带轮实现的。 预热辊温度设定：60~80℃ 6.1.2 拉伸辊 纵向拉伸有单点拉伸和多点拉伸之分。单点拉伸是在两只拉伸棍之间完成的，多点拉伸则是在几组拉伸辊之间进行的，多点拉伸比较适合高速生产线，因为多点拉伸时，冷鼓的速度相对可降低一些。 所谓单点拉伸是在一对拉伸辊之间通过它们的速度差来完成的。 拉伸辊的直径一般比较小一些，例如预热辊和冷却辊的直径通常为Φ300，而拉伸辊直径只有Φ200，因为采用较小直径可加大薄膜对滚筒单位面积上的压力，增加摩擦，防止打滑。 拉伸区的温度设定：约高于高聚物-聚酯的玻璃化温度十几度即80~85℃的高弹态下拉伸，拉伸倍数3~3.6，最大可达4倍。拉伸比越大，PET大分子取向越好，薄膜的拉伸强度也越大。 在聚酯拉伸区薄膜的两侧，还配置有管状红外加热器，其长度略长于被拉伸薄膜的宽度，以便对薄膜进行补充加热，并且在最后一只预热辊的 文案大全 实用标准 两端也配有半圆形红外灯管对薄膜边部补充加热。在拉伸区红外加热灯管对薄膜表面的加热温度控制在130℃以下，红外灯管横向温差≤±2℃。 6.1.3冷却辊 有3~4只，经过纵向拉伸的薄膜在快拉辊30℃下急冷，避免薄膜过度结晶而影响横向拉伸的顺利进行。 冷却辊温度设定：30~50℃。急冷后的聚酯薄膜要在40~`50℃下冷却定型。 另外，冷却辊组也要考虑有一定的速差，即减速比。适当增大减速比也有利于薄膜的纵向松弛，减小聚酯膜的纵向收缩率。 6.1.4 张力辊 在纵拉机的进出口各装有一只张力辊，其作用是调节铸片辊与MDO及MDO与TDO之间的薄膜张力，通过张力传感器对薄膜张力进行控制。 6.1.5 橡胶压辊 通常在MDO的进出口和快慢拉伸辊上各安装一对橡胶压辊，它们的作用是防止空气进入薄膜与滚筒之间影响传热，并可防止薄膜拉伸时打滑。压辊的起落和压力的大小由气缸来完成。 6.1.6 穿片装置 为了安全迅速地将厚片送入平行或交叉排列的众多滚筒之间进行纵向拉伸，在纵拉机入口的一侧装有一套机械穿片装置。它是一条单独循环运行的套筒滚子链条，此穿片链条带动铸片运行于各滚筒之间而完成穿片操作。链条的驱动可利用快拉辊驱动马达和一个附加离合器来动作或停止。 6.2纵向拉伸工艺 6.2.1拉伸温度 ①预热辊 60～85℃ 预热温度不宜太高，否则会影响薄膜的浊度。 ②慢拉伸辊 80～90 ℃ 拉伸温度过高，结晶度过高将不利于横向拉伸。 ③快拉伸辊39～35℃ 拉伸后即冷，对提高取向度，防止解取向很重要。 ④冷却辊35～55℃ 进一步冷却定型,避免过度结晶。 纵向拉伸机辊筒的表面温差要求≤±1℃ 6.2.2纵向拉伸倍数 拉伸倍数是指快拉辊与慢拉辊线速度之比，故称拉伸比。纵向拉伸比的大小将会影响薄膜的纵向机械性能。在一定的拉伸温度和拉伸比的条件下，拉伸比越大，PET分子的取向则越大，于是薄膜的纵向拉伸强度提高，断裂 文案大全 实用标准 伸长率降低，冲击强度、透明度和透气性变佳。但是，拉伸比过大，结晶度、取向度过大，会增加薄膜横拉时的破膜率。普通聚酯薄膜的拉伸倍数一般为3.3～3.5倍，强化膜的拉伸倍数可达4倍左右。 6.2.3拉伸间隙 拉伸间隙是指慢拉辊与快拉辊之间的切线距离，拉伸间隙的大小主要影响薄膜在此区间的颈缩量。拉伸间隙大，经缩量也大，经缩现象对薄膜厚度的均匀性不利，应尽量减少经缩量。解决的办法一是尽可能减小拉伸间隙；二是在拉伸辊组上设置一对橡胶压辊。拉伸间隙一般考虑在150`~250㎜。 (7） 横向拉伸（TDO） 铸片经过纵向拉伸后随即进入横向拉伸机进行拉幅操作。横拉机主要由烘箱、链夹、导轨、静压箱、EPC（导边器）、链条张紧装置、夹子开闭器、调幅装置、加热系统、润滑系统、驱动装置等组成。 7.1 横拉机的组成 7.1.1 链夹：包括夹子和链条，夹子安装在链条上，若干个夹子通过链条互相连接在一起，合称链夹。对链夹的要求：在高速拉伸的过程中，运行平稳、有足够的强度和拉力，不脱夹，不撕边，开闭夹灵活。夹子有滑动型和滚动型两种。滑动型夹子是上下两个耐高温、耐磨损的工程塑料滑块在连续导轨上滑行，其运行平稳，无振动，噪音低，适用于高速生产线，但运行时须注入较多润滑油。滚动型夹子一般装有5~9个滚动轴承，轴承均支撑或侧靠在导轨上。滚珠轴承内填有高温润滑硅脂。由于滚动夹子与导轨近于点接触，运行时摩擦阻力小，只须在轴承与导轨的接触面注入少量润滑油，所需驱动功率也较小。由于滚动轴承与导轨是刚性接触，在高速运行时会产生一定的振动，平稳性稍差，多用于中速生产线。夹子的最大拉伸强度要求达到1500N，薄膜的最大拉伸应力为150N。 7.1.2 导轨 ：链夹的运行主要靠导轨的导向，导轨的材质和结构因设计而异，有用单层钢板，或用多层钢带组合而成的。对导轨总的要求是其与夹子滑块或滚动轴承的接触面应光滑、表面经过特殊处理，使其表面硬度 文案大全 实用标准 RC=65，而且其硬度从表面层向内层递减，这样既具有足够的表面硬度，又有良好的弹性，以延长导轨的使用寿命。 7.1.3 边部控制器（EPC）：EPC安装在TDO入口处的两侧，其作用是使入口处的两侧导轨间的距离根据薄膜的宽度自动进行调整，以保证在导轨上运行的夹子夹住薄膜的两边并顺利进入拉幅机。 7.1.4 调幅装置： TDO两侧链夹之间的距离即导轨间的宽度通过调幅机构是可调的，这种调幅机构在横拉机的进出口 及每个功能段均设有一根丝杠，其置于导轨下方，丝杠的一半是左螺纹，一半是右螺纹。当需要调幅时，转动丝杠的手柄，两侧导轨便可相向或反方向移动，于是导轨之间幅宽便相应变窄或变宽。 7.1.5 开/闭夹器：在TDO入口处的两侧各有一套闭夹器，使从TDO出口处循环运行而来张开的夹柄在入口处被动闭夹，并将薄膜边部夹住进入横拉机。在TDO出口处两侧则装有一对开夹器，当薄膜完成横拉运行至TDO出口处，开夹器及时将夹柄打开，好让薄膜离开TDO继续向前进入PRS工序。 开/闭夹器有圆盘式和平板式两种。其材质通常采用浇铸尼龙或其他特种工程塑料，要求耐磨损且有一定的韧性，不致造成夹柄的损伤。 7.1.6 链夹张紧装置：其作用是使链条张紧并调节其张力，补偿拉幅机导轨热膨胀的影响。链夹张紧装置分机械式和液压式两种。前者是通过螺栓作用于荷重感应器来控制链条张力的大小。后者是通过液压装置对链条张力进行控制，张紧力大小可无级调节，液压式使用最为普遍,其张紧力大小可无级调节。 7.1.7热风系统：TDO烘箱的加热是由热风系统来完成的，该系统由风机及电机、加热装置、静压箱等组成。对不同的工艺段，生产不同的规格的薄膜，所需的热量或风量是不同的。 关于加热单元：加热热源有电热、蒸汽、导热油等，电加热的特点是体积小、加热快、温控方便，缺点是能耗大、温度波动大、维修量大；蒸汽和油加热的特点是加热温度比较稳定、能耗相对较低、比较安全，缺点是加热器（散热器）体积大，需配置锅炉和相关的管路及调节阀等。相比之下采用油锅炉、导热油作为热媒、天然气作为热源的加热方式最为经济 文案大全 实用标准 合理。 关于风机及电机：常用的风机有两种，即离心风机和轴流风机。前者噪音小，容易取得稳定和较高的风压；后者系统结构简单、风量大。一般多选用轴流风机。驱动电机可选用变频电机，也有采用双速电机的。采用变频电机能根据不同功能段和不同的薄膜厚度来调节风量与风速，以更好地满足工艺的要求。 关于静压箱：根据流体力学中的能量方程，当气流流速降低时，管道或容器内由于气流流速而形成的动能会部分地转换成静压能，静压能的增加可使新空间的压力均匀性增加，这个新空间越大，均压作用也越大。拉幅箱内的静压箱就是这样的一个空间，其作用就是将风机产生的空气的流动能尽可能转换成静压能，使各喷风口得到均匀的静压，以使各喷风口喷出的风压均匀，这样才能得到均匀的温度场。静压箱是用不锈钢制作的一个个长方形箱体，有一面开有若干喷风口。喷风口有孔式和直缝式两种，前者风速均匀，后者风速较高。喷嘴与薄膜的距离约150~200mm，喷风口喷出气流的方向一般与薄膜垂直，但有时将喷风口气流方向设计成与薄膜走向相反（相对流动），以便获得较高的放热系数。 7.2 横拉机的各功能段 从工艺角度讲，可把横拉机分为进膜段、预热段、拉幅段、热定型段、冷却段、过渡段及出膜段等。进膜段和出膜段都在拉幅机烘箱的外部。 7.2.1预热段：将纵拉后的聚酯薄膜在此段进行充分而均匀的预热，这是热空气向薄膜传递热量的过程，为保证有足够的传热时间，可根据薄膜的厚度和生产线速度来确定预热段的长度。一般预热段为3段，每段长3米。 7.2.2 拉幅段：经过预热处于高弹态的薄膜在此区段被进一步加热和受横向拉力的作用下被逐步拉宽。拉幅段长度由拉伸速率和拉伸张角等因素所决定,但对拉伸张角的依赖关系更大一些。通常拉伸张角为15º左右，拉幅段一般为3~4段，每段长度3m。 7.2.3 定型段：其作用是使横拉后的薄膜在此功能段进行热定型处理，以进一步完善薄膜的结晶过程，并消除内应力，增加其尺寸的稳定性。同时在定型段的最后一段还须有一个薄膜松弛的过程，目的是降低薄膜的热收 文案大全 实用标准 缩率。因此，定型段需有足够的长度，以便让薄膜在定型段有足够的时间完成其热处理和热松弛过程。 定型段一般设计4~6段，每段长3m，全长12~18m。 7.2.4 冷却段：冷却段的作用是让经过热处理的薄膜尽快冷却下来，使拉伸取向的结晶晶格迅速“冻结”，结晶的继续增长，避免薄膜结晶度过高而发脆，同时也防止解取向。冷却段的冷却速度最好在70℃/Sec以上，冷却后的薄膜温度应在Tg以下。 冷却段采用风冷，一是取室外空气用风机通过喷嘴直接吹向薄膜，二是将室外空气通过表冷器冷却后再吹向薄膜。 冷却段一般为3段，全长~9m。 7.2.5 过渡段：又称缓冲段，在拉幅段-热定型段之间及热定型段-冷却段之间，各设有一个过渡段，这是因为上述两个功能段之间的温差很大，为避免两功能段之间互相串温影响各自温度场，故设置了两个过渡段。过渡段不加热，只有排风。过渡段长1.5~2m。 7.3 横向拉伸工艺 7.3.1 拉伸温度：PET薄膜是在高弹态下进行拉伸的，由于经过纵向拉伸后的膜片已产生一定的结晶取向。据测，纵拉后薄膜结晶度可达15%左右，因此，横拉温度要比纵拉温度高约15~25℃。一般讲，在一定条件下，采用较低温度拉伸、高速率拉伸、高倍数拉伸，有利于提高薄膜的机械性能和厚度均匀性。具体工艺温度范围如下： 预热段温度：85~105℃，将薄膜温度加热到Tg以上。 拉幅段温度：105~120℃，使薄膜在高弹态下进行拉伸。 定型段温度：190~ 230℃，此温度区间是PET最大结晶速率的温度。 冷却段温度：＜80℃，使薄膜的取向、结晶冻结固定下来，避免过度结晶和解取向。 7.3.2 拉伸倍数：或称拉伸比，横向拉伸比是指薄膜经过横拉后的两条导轨（或夹口）之间的幅宽与横拉之前的两条导轨之间的幅宽（或夹口）之比。横拉比根据高聚物的种类及薄膜的类型而定，对PET薄膜的拉伸比一般为3~4.5倍。生产平衡膜时，纵拉比与横拉比相等或相近；生产强化膜 文案大全 实用标准 时，横拉比要小一些。 7.3.3 拉伸速率：其定义是单位时间内薄膜被拉伸的倍数，可用下式表示： ε=（R-1）V/L*100% （%/分） ε—拉伸速率 （%/分） R—拉伸比 L—拉伸段长度 （米） V—拉伸速度 （米/分） 拉伸速率对大分子的取向过程很重要。在拉伸温度、拉伸倍数不变的情况下，拉伸速率越大越有利于取向和薄膜的均匀性。当然，拉伸速率过高，超过弹性变形极限会造成破膜。一般推荐ε=1000~4000%/分。 7.3.4 关于热定型温度和热定型时间：在生产非收缩性薄膜时，横向拉伸之后需要进行热定型处理，目的是进一步完善其结晶结构和取向过程，消除内应力，减少薄膜的热收缩。热定型温度应设定在聚酯薄膜最大结晶速率时的温度，即在190～230℃。 薄膜在进行热处理时，由于部分拉伸应力的松弛和结晶密度的变化，薄膜会发生3~7%的收缩，因此在热定型的最后，须将热定型段的平行导轨适当调窄，以便提供薄膜一个松弛的过程，一般掌握4%左右的松弛量。这样生产的薄膜横向热收缩率可降至最小值。为了达到热定型与热松弛的工艺要求，为保证热定型有足够的时间，有时需要适当增加热定型段的长度。 (8)牵引与收卷 薄膜经过横向拉伸后便进入牵引收卷工序，在此工序薄膜先后进行冷却、在线自动测厚、切边、电晕处理、张力控制和自动切割收卷等操作。 8.1 牵引机组（PRS） 牵引机组是由展平辊、冷却辊、薄膜测厚仪、电晕处理装置、切边/吸边装置及收卷机等组成。 8.1.1 展平辊（剪辊）：为使薄膜运行平整，避免皱折，常在薄膜进入牵引机前、测厚仪前、电晕处理辊前、和切边前，一般都装有剪绲。它是由一对短辊组成（Φ50﹡100），上下均为钢辊或上为胶辊下为钢辊。两辊轴线 文案大全 实用标准 平行，但与薄膜运行方向有一定角度且可调。上下剪辊夹住薄膜并被薄膜带着转动，于是在薄膜两侧产生一个横向向外的张力，从而使薄膜展平。展平辊是被动辊。 8.1.2 冷却辊：在PRS入口和电晕处理辊之后都装有冷却辊。冷却辊为镀铬钢辊，其夹套内通冷却水。PRS所有滚筒都要做动平衡试验，以保证滚筒运转平稳。冷却辊为主动辊。 8.1.3 薄膜测厚仪：它是由一个横向扫描器和配套的检测、放大、显示、控制系统及一个扫描架所组成。薄膜测厚仪有不同类型，常用的有放射线型、X射线型、红外测厚型等。先进的薄膜测厚仪既具有显示厚度的功能，还具有自动反馈、控制薄膜厚度的功能。扫描检测厚度的数据显示在工控机的屏幕上，其中包括薄膜的纵向和横向断面厚度，横向剖面平均厚度趋势，模头膨胀螺栓加热功率分布。反馈控制包括控制模头膨胀螺栓加热功率，调节薄膜横向厚度；控制计量泵或冷鼓的线速度，调节薄膜的纵向厚度。 目前，被广泛使用的是红外线 测厚仪。 红外线测厚仪的测厚原理：利用不同物质对近红外光线的吸收特性来连续测量物质厚度。当红外线穿过塑料薄膜时，有一部分红外光线被薄膜选择性地吸收，这种选择性吸收与波长有关。其波长为该薄膜的吸收波长。另一部分很少或不被塑料薄膜所吸收，称之为一般吸收，它几乎与波长无关。我们选择对薄膜具有强力吸收的3.4µｍ吸收波长和对薄膜不吸收的3.1µｍ参比波长，依据贝耳吸收定律，比较吸收波长和参比波长的信号变化，就可获得薄膜材料的厚度值。近红外是一种电磁波，近红外NDC710型传感器性能特点如下： ① 测量精度高，具有快速测量和高分辨率的特点； ② 测量稳定，不受环境温度影响； ③ 薄膜在传感器间隙内抖动仍能保持对厚度测量的高精度； ④ 近红外技术采用不同物质具有不同吸收波长的原理，可测量多层共挤材料每一层的厚度。 文案大全 实用标准 近红外线、β-射线、X-射线三种测厚技术比较如下表 序项 目 近红外线 号 1 最适合测量的双向拉伸薄膜 产品 流延薄膜 2 环境温度、湿度 无影响 3 4 β-射线 薄膜、薄片 X-射线 铝箔、钢箔 影响X光电管及测量精度 有影响 X光管，寿命一般2-3年 5 6 7 8 9 10 11 12 13 有影响，需采用温度补偿 产品抖动 无影响 有影响，采用准直孔 信号源及其寿卤素灯泡，寿命Pm放射源寿命命 10年 5-6年 Kr85源10-15年 信号源信号衰采用测量/参比指数衰减，可补减 信号比较，不受偿 影响 信号源更换价小于100美元 6000美元 格 对被测量物要 无 无 求 测厚范围 TFG-710型Pm147 6~120µ 6~120µ FG-710型Kr85 20~1000µ 25~1400µ 测量精度 高 Pm147 高 Kr85 一般 可靠性 高 高 维护 简单 更换放射源麻烦 放射性 无 有 耗电 小 小 灯泡衰减，无法补偿 5000美元 单一元素较理想 15~150µ 一般 一般 体积大，重量重，附件多 通电时巨大 极大 8.1.4 电晕处理装置：由高压发生器、电极、电晕处理辊和臭氧排气罩等组成。其工作原理是通过电极上施加高频高压电流（10~50KHZ，10~50KV）使电极电晕放电，气体电离后产生高能量的电子和离子，在强电场作用下被加速冲击处在电极与电晕辊之间的塑料薄膜，使薄膜表层分子链断裂产生极性基团、薄膜表面被活化，从而增大薄膜的表面张力，改善薄膜的印刷性能和镀铝层与薄膜的附着力。PET属于极性高分子材料，未经电晕处理 文案大全 实用标准 其表面张力已达40达因左右，处理后可进一步提高其表面张力56达因以上。对聚烯烃来讲，如PP、PE属于非极性高分子材料，其表面能很低，若不经电晕处理，根本无法进行印刷或镀铝。 影响电晕处理效果的因素：①电压 塑料薄膜的黏结力随电压的升高而增大，但到一定值后黏结力不再增加。②频率 频率越高，功率越大，处理效果越好，一般使用频率为10~20KHZ。③电极距离 电极与电晕辊之间距离越小，对薄膜处理效果越好。④电晕辊前的硅胶压辊 其作用之一是防止高速运转时电晕处理辊夹入空气，这一点非常重要。若夹入空气的话，则薄膜的背面也可能被电晕处理了，这样在印刷或镀铝时容易产生转移的弊病。其作用之二是增加薄膜的包角。 8.1.5 切边/吸边装置 在薄膜测厚仪之后有一组导向辊，在第二个导向辊后面的薄膜两侧各安装一套切边/吸边装置。被切开的废边用横向切刀切断随即被吸边装置吸走并送往粉碎机粉碎后进行造粒回用。 8.2 收卷机 收卷机由张力辊、跟踪辊和双工位收卷机等组成。 8.2.1张力辊 为使薄膜能在收卷机上正常收卷，须给薄膜一定的张力（牵引力）张力的大小来自收卷速度与TDO出口膜速度之差。张力的大小影响膜卷的松紧程度，张力过大，收卷过紧，薄膜容易起皱；张力过小，膜卷松软，容易串边，所以收卷时须有很好的张力控制系统。它包括张力设定、张力衰减和张力补偿。 所谓张力衰减，是在收卷卷径逐渐变大时，如收卷速度不变则张力会越来越大，会出现外层薄膜将内层薄膜压皱的现象。为此须根据生产线速度和薄膜厚度等情况，将张力进行一定程度的自动衰减。 所谓张力补偿，当收卷工位转换、切割换卷时，收卷张力将发生变化，为防止换卷时断膜，在薄膜控制系统中须设置张力补偿装置，用以实现软启动、软停止，以防止薄膜起皱。 薄膜的张力是通过在张力辊两端轴承下方的张力传感器进行测量的。检测到的信号通过信号线控制收卷马达的转速。 张力辊为包胶的碳纤维辊，要求质轻、转动惯性小，运转平稳，薄膜 文案大全 实用标准 在其表面要有足够的包角。 8.2.2 跟踪辊（压辊）位于收卷卷芯后面，它紧跟收卷中的大膜卷（母卷），实现接触收卷或间隙收卷。跟踪辊的作用是对母卷施加一定的压力，排除薄膜收卷时带入的空气，防止或减少薄膜起皱。 BOPET薄膜收卷多采用接触收卷，此时要求跟踪辊通过汽缸或液压对母卷施加一定的接触压力。常用的跟踪辊在其两个轴端各设有一组液压缸，液压缸动作产生一定的接触压力。而且设定的压力须随母卷直径的变大而变化，在电机的作用下，使跟踪辊相对于母卷作后退平行移动。 BOPP薄膜收卷通常采用间隙收卷的方式，其目的是允许收卷时薄膜卷带入较多的空气，以满足PP膜有较大的后收缩的特点。（BOPP薄膜收卷后需搁置24小时以后才能进行分切操作） 当采用间隙收卷时，可借助光电探头来控制跟踪辊与母卷之间的间隙。跟踪辊随母卷直径的增大，此时跟踪辊轴承座在平行轨导上做平稳后退，后退速度根据薄膜厚度和间隙，由计算机控制伺服电机的转速。 跟踪辊的要求与张力辊相同，要求质轻、惯性小，但需要有一定的刚性。 8.2.3 双工位收卷 为了做到连续生产不停机换卷，收卷机都设有两个收卷工位，并安装在一个自动转塔上。当一个工位收卷满卷时（长度达到设定值），转塔旋转180°，满卷卷芯位置让出被空卷卷芯取代，然后自动切割收卷。 薄膜收卷驱动可用直流电机或交流变频电机，收卷速度与拉伸机联网、同步，并受收卷机张力控制。 (9)分切机 分切机主要由放卷臂、张力控制辊、摆动装置、橡胶压辊、弓形辊、切割复卷部分等组成。 分切复卷的薄膜经过检验就是成品。其外观质量如膜卷表面平整度、松紧程度、端面齐整度、皱折等，在很大程度上都取决于分切机质量和分切工艺。 9.1放卷臂 位于分切机入口，它由左右两个受液压油缸驱动可以横向移动 文案大全 实用标准 的单臂组成。在每个放卷臂上装有一个夹头，大膜卷卷芯用夹头夹紧，放卷轴被变频马达驱动而放卷。放卷速度受张力控制辊控制。 9.2 张力控制辊 为了实现恒速、稳定地分切，保持一定的放卷张力 ，通常在放卷轴后装有张力控制辊。这有三种形式：①浮动式张力辊，由浮动辊位置的变化来控制马达的转速；②压力式张力辊，由张力辊检测张力的大小进行制动控制；③通过对放卷的直径变化的测量、计算控制马达转速的方法。现以浮动辊为例，浮动辊安装在两个导向辊之间，靠近放卷轴，浮动辊的两端分别装在两个旋转臂上。两臂均装有气缸，非工作时汽缸将浮动辊推至最高位，分切时由于薄膜的张力，将浮动辊压下。薄膜的张力不同，浮动辊在空间停留的位置也不同。浮动辊的位移使支撑浮动辊的臂旋转，旋转臂上的电位计发生变化，这样就能控制放卷轴的转速。 9.3 分切机摆动装置 为了避免薄膜厚度积累公差引起的厚杠、凹槽等表观质量问题，分切机都装有摆动装置。分切机摆动是借助于牵引辊机架上所装的光电管来控制大膜卷的左右摆动，摆动行程的大小是通过调节光电管移动量来实现的。光电传感器不断遮挡或脱离薄膜，产生的信号就会反馈控制母卷轴左右摆动。 9.4 导向辊 其作用是牵引并改变薄膜的走向。导向辊的数量和安装位置因设计的不同而异，但大多数采用上置式。导向辊是刻有交叉网纹的橡胶辊，利用主驱动辊通过齿型皮带驱动各个导向辊，每个导向辊的端部 都装有一个电磁离合器，当主驱动牵引辊停止转动时，离合器就会制动导向辊，使其快速停止转动。 9.5弓形辊 这是一种全幅展平辊，它有一根弓形芯轴，轴上套有许多尺寸相同、间距相等、轴向对称的滚动轴承，轴承之间用螺旋弹簧片隔开，轴承外面包覆橡胶，芯轴两端装有球面轴承。工作时芯轴不动，橡胶外套用传动皮带驱动使其旋转并与薄膜接触，将薄膜展开。弓形辊展平效果较好，它通常安装在电晕处理辊、收卷机跟踪辊之前或分切机上。弓形辊的弓形量在0.5~20mm之间可调，薄膜在弓形辊上的包角为30~90°,包角也可调。 9.6 刀槽辊 它是具有若干条2.0mm左右宽、2.5~3.0mm深的环形槽钢辊，由一台电机驱动，在刀槽辊上方装有一台可旋转的横梁，在横梁上装有多 文案大全 实用标准 个可移动的切刀臂，每个切刀臂上装有几只刀片（剃刀或圆滚刀）,分切时根据产品宽度，设定各工位间距，然后精调切刀位置，盖上刀盒。工作时通过每个刀盒上的排气管将分切时产生的薄膜粉尘及时吸走，同时也有助于冷却刀片。剃刀片适用于30µ以下的薄膜；圆滚刀适用于厚膜。 9.7 接触辊 也称跟纵辊、压辊，这是包有橡胶的从动辊。其作用是排除复卷时夹带的空气，保证膜卷的平整。压辊的结构很有讲究，因为它会影响薄膜的底皱和纵条纹。 9.8 复卷臂 复卷臂装在一个转轴上，并可按分切宽度在转轴上任意横向移动调节，复卷臂分带有驱动电机和不带电机的两种。每个复卷臂都有一只可更换的夹头，可选用3＂或6＂的夹头。复卷时，薄膜的张力、张力衰减，压辊压力、压力递增，分切速度，薄膜长度等工艺参数均可在计算机上进行设定和控制。 (10）回收造粒系统 聚酯薄膜生产过程中，不可被免地要产生一定数量的边料和废膜，其量可达20~30%。为降低消耗，保护环境，必须对PET的边废料进行回收再生循环利用。 聚酯边废料回收利用的方法很多，归纳起来列表如下： 文案大全 实用标准 10.1变径单螺杆挤出机造粒法 这种变径单螺杆挤出机是针对PET边废料粉碎后堆积密度很小且膨松的状态而设计的。采用螺杆根部变大从而增大压缩比，以利于碎片的熔融挤出。这种螺杆加工较复杂，应用较少。 10.2双螺杆挤出造粒法 文案大全 实用标准 双螺杆双排气挤出造粒是日本制钢所推荐的方法，其特点是挤出前不需经干燥处理，直接用碎片喂料，通过双排气口抽真空可使粘度降减小。 双螺杆的旋转方向分同向和异向，制钢所推荐的异向双螺杆，它比同样直径的同向双螺杆挤出机的吃料容易，产量要大一倍。 10.3压缩增密挤出造粒法 压缩增密挤出造粒法是奥地利的专利技术。它实际上是压缩增密机与单螺杆挤出机的组合体。 压缩增密机是用不锈钢制成的一个圆桶状，它置于挤出机的加料口处(侧面)，增密机底部有一可旋转圆盘，圆盘上安有三把动刀，圆桶壁上也有几组定刀，工作时圆盘高速旋转，动刀切割碎膜，并使其跟着旋转，由于磨擦生热，一方面起到干燥蒸发水分的作用，另一方面使碎膜片熔结增密，并在离心力作用下，甩入挤出机加料口，完成挤出过程。 (六)BOPET薄膜性能和质量指标 BOPET薄膜具有优良的综合性能，具体表现在以下各点： 1）械性能好，其拉伸强度是PE膜的9倍，是PC、PA的3倍，耐折，弯曲次数可达万次，强韧、挺括。 2）良好的光学性能，透明度好、光泽度高。 3）对氧气、水汽有较好的阻隔性，属于中等阻隔材料。 4）使用温度范围广，可在-60~120℃下长期使用，短时可达150℃。 文案大全 实用标准 5）电绝缘性能优良，属于E级绝缘材料。 6）无臭、无味，无毒，符合卫生要求。 7）耐油脂及一般化学品腐蚀。 8）可回收再生利用，属于环境友好材料。 BOPET薄膜具体质量指标（见下表）： 性 能 单位 国标 GB/T16958 镀铝 MA 烫金 HS 200 90 2.0/0.5 3.0 护卡 CP 200 90 2.0/2.0 2.0 反光 RL 200 90 2.0/2.0 2.0 转移 TP 220 100 高亮 BOPP SO 200 120/210 90 180/65 2.0/1.5 4.0/1.5 拉伸强度 断裂伸长率 热收缩率 Mpa≥ 190/200 200 100/100 90 2.0/1.5 2.0/1.0 % % ≤ 雾度 % ≤ 3.0 3.0 2.8 1.0~1.8 1.5 光泽度 透光率 摩擦系数 % ≥ % ≥ 静/动 90 85 120 110 110 120 128 0.5/0.4 130~135 90 ~91 0.5/0.4 0.8动 0.65 /0.55 润湿张力 （未处理） Mn/m≥ 4050（电晕） 46 50 40 50 42 40 50 38 52 电气性能： 电气强度 V/μm GB13950 ≥200 1 ×10 13 表面电阻率 Ω 体积电阻率 介电常数 介质损耗 Ω·m ≥1×1014 2.9~3.4 <5×10-3 （七）BOPET薄膜的应用领域 1）包装材料 A、印刷复合膜 文案大全 实用标准 为了增强包装效果，做到性能互补及封口需要，常采用复合薄膜，即将ＰＥＴ与ＰＥ或ＣＰＰ进行复合。干法复合是生产复合薄膜最常用的方法，它是用溶剂型粘合剂将两种或数种基材复合在一起。 下表是BOPET复合薄膜的结构及应用示例 包装物品名 食 品 奶粉 咖啡 茶叶 榨菜、腌制品 饼干 小香肠、午餐肉 干酪 半制品（蔬菜、冷盘、鱼等） 液体汤 黏糕、年糕 蒸煮食品 军用食品 蚕豆 非食品 医用手术用具注射针等 PET/PE PET-AL/CPE PET/PVDC/PE PET-AL/CPE PET-AL/PE BOPP/PET-AL/CPE；PET/CPE PET/PVDC/PE PET（127）/PE（50）； PET（127）/ PVDC（25）/PE（50） PET（127）/PE（50） PET/PVDC/PE PET（12）/PE（50） PET/AL/HDPE、PET/HDPE、PET/CPP PET/PE、PET/AL/PE PET/PE 复合薄膜构成 B、真空镀铝膜 镀铝膜是采用特殊工艺在BOPET薄膜表面蒸镀上一层极薄的金属铝而成。其加工方法是在高真空状态下通过加热产生的高温使金属铝丝熔化蒸发，铝的蒸汽便沉积在BOPET薄膜表面上，形成一层薄薄的金属铝箔，从而使 塑料薄膜表面具有金属光泽，并大大提高了薄膜的阻隔性。因此，镀铝膜已经被广泛地应用于食品、医药、化工等产品的包装，比如快餐食品、茶叶、咖啡、奶粉和化妆品等的包装。 C、电化铝(烫金膜) 文案大全 实用标准 电化铝烫印是一种不用油墨的特种印刷工艺，它是借助一定的压力与温度，应用装在烫印机上的模版，使印刷品和烫印箔在短时间内相互受压，将金属箔或颜料按烫印模版的图文转印到被烫印制品表面，俗称烫金。 烫金膜流程；PET基膜——离型层——色层——真空镀铝——胶粘剂——复卷 D、转移膜（热转印膜） 真空镀铝卡纸是一种金属光泽卡纸，是近年来发展起来的一种高级新颖包装材料。这种纸色泽光亮、金属感强、印品亮丽高雅，可以代替印刷品的大面积的烫金，为商品的美化起到了锦上添花的作用。由于它采用真空镀铝的方法，在卡纸表面仅覆盖一层0.25um~0.3um薄薄而又紧密光亮的铝层，仅是裱铝卡纸铝箔层的五百分之一，这样它既有高贵美观的金属质感，又具有可降解、可回收的环保属性，是一种绿色包装材料。 真空镀铝卡纸通常采用转移法生产，就是将PET膜置于真空镀铝机镀铝后，涂胶与纸复合，再将PET膜剥离，铝分子层通过胶粘作用便转移到纸板表面上。PET薄膜在这里仅起铝箔转移的作用,且可多次使用,故称转移膜。 镀铝卡纸的流程: PET基膜—离型层—色层—镀铝层--涂胶层—转移到卡纸 E、激光防伪用膜 激光全息防伪膜是在PET膜面压印上激光可显示的图案标识后镀铝而制成的,它主要用于防伪, 故称为激光防伪膜。例如，国际知名的银行信用卡、部门颁发的各类许可证、身份证、驾驶证、护照、海关单据、一些国家的钱币、国际知名品牌服装、电器等物品上都能发现全息防伪标识。 F、护卡膜 护卡膜是以PET薄膜为基材，在其上挤出涂布一层可热封的热熔胶如EVA而成。护卡膜用于各种证件、文件档案、相片等表面的保护。 G、可热封膜 在三层共挤PET薄膜的一个表层，若挤上一种可热封的共聚树脂如PETG，则不需与PE或CPP复合便具有可热封性。 H、热收缩膜 文案大全 实用标准 随着PET饮料瓶不断发展，需要大量PET热收缩膜做各种PET饮料瓶的热收缩标签，PET热收缩膜与PET同属于聚酯类,为环境友好材料,便于回收、循环使用，不会造成环境污染，是PVC理想的替代品。热收缩塑料薄膜包装的特点是：ａ）贴体透明，体现商品形象。ｂ）紧束包装物，防散性好。ｃ）防雨、防潮、防霉。ｄ）无复原性，有一定防伪功能。 热收缩薄膜除了用做收缩标签外，PET热收缩膜还可用于酒类、化妆品 的包装，预计每年以6~8%的速度增长。近年来又开始用于日用商品的外包装上。因为它既可保护包装物品避免受到冲击，防雨、防潮、防锈，又能使产品以印刷精美的外包装赢得用户，同时它能很好地展示了生产厂家的 良好形象。目前，越来越多的包装厂家采用印花收缩薄膜来代替传统的透明薄膜。 2）装饰材料 A、金银线： 是用PET薄膜为基膜经真空镀铝、涂布上色而成。其颜色多样，色彩亮丽，广泛用于针织品、刺绣、工艺品、装饰品等。 B、金拉线：PET薄膜经过上色、分切等处理而制成，主要用于香烟盒、礼品盒的包装封条。 C、玻璃贴膜 目前的玻璃膜大致分为三类：建筑玻璃膜、汽车玻璃膜、安全玻璃膜。 建筑玻璃膜：这种玻璃膜以节能为主要目的，外带防紫外线和安全功能。厚度通常为25微米~38微米。该种膜还可分为热反射膜和低辐射膜。 热反射膜：这种膜贴在玻璃表面使房内能透过可见光和近红外光，但不能透过远红外光。因此有足够的光线进入室内，而将大部分的太阳能的热量反射回去，在炎热的夏季保持室内温度不会升高太多，从而降低室内空调负荷，达到节省空调费用和节能的作用。 低辐射膜：这种膜能透过一定量的短波太阳辐射能，使太阳辐射热进入室内，被室内物体所吸收；同时又能将90％以上的室内物体辐射的长波红外线反射保留于室内。低辐射膜能充分利用太阳光辐射和室内物体的长波辐射能。因此在寒冷地区和采暖建筑中使用可起到保温和节能效果。 汽车玻璃膜：:汽车玻璃膜除节能、安全外，对透明度要求很高。因为用于 文案大全 实用标准 汽车挡风玻璃上，贴膜后可见光透过率必须大于70％才能符合国标GB7258－1997的要求。 安全玻璃膜：:主要功能是安全防爆，一般用于银行、珠宝商店橱窗、博物馆等。这种膜具有较好的抗冲击性、隔紫外线能力，透明度也较高。安全膜通常由单层或多层PET夹层合成，厚度有：50微米(0.05mm)、100微米(0.10mm)、180微米(0.18mm)、280微米(0.28mm)、380微米(0.38mm)； 3）电工材料 电容膜——以薄型膜为主，一般厚度在6微米以下。 电缆、电线包复用绝缘膜 电动机、变压器槽间、相间绝缘膜 柔性电路板 薄膜开关 4）感光材料 X光片 缩微胶片 照相软片 5）磁带带基 录音带基 文案大全 实用标准 录像带基 软磁盘 磁卡 6）特种功能膜 高阻隔膜 抗静电膜 阻燃膜 抗菌膜 离型膜 扩散膜 反射膜 7）太阳能电池背材用膜 （八）BOPET薄膜的改性 BOPET薄膜的综合性能优良，如机械性能好,拉伸强度高,刚性且有韧性，挺括，耐折；光学性能佳，透明度好，透光率可达90%；电气绝缘性良，可用作E级绝缘材料；对气体的阻隔性也比较理想，对氧气的阻隔性优于BOPP，但对水蒸气的阻隔性却逊于BOPE；使用温度广，正常使用温度为—60～+120℃，短时可达150℃。但是也存在一些不足之处：①普通的聚酯薄膜不能直接进行热封合；②阻隔性还不是太理想；③耐热性也不够高；④透明度、光泽度对特殊用途的薄膜来讲尚须进一步提高； ⑤不耐紫外线辐射、抗老化性稍差；⑥不耐水解；⑦不能满足某些特殊功能的要求如阻燃、抗静电等。 随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益改善，以及聚酯薄膜开发的新的应用领域，于是对聚酯薄膜的技术要求也越来越高。例如，要求有高阻隔性、高耐热性、高透光率、高光泽度、低雾度、抗紫外线辐射、耐老化、阻燃、可热封、符合食品卫生的要求等等。显然，普通的聚酯薄膜已不能满足这些要求，因此须根据不同的使用要求，从不同的角度对PET进行必要的改性。 文案大全 实用标准 1) 共聚改性 普通PET树脂是结晶型高聚物，一方面结晶度及晶粒的大小会影响PET薄膜的光学性能如透明度等，另一方面PET经过热拉伸并热定型后 具有较大的结晶倾向，如对其进行热封的话，将会产生严重的收缩变形。因此，普通BOPET薄膜不具备热封性能。为解决其热封问题，通常是采用将BOPET薄膜与PE薄膜或CPP薄膜进行复合的办法，从而在一定程度上了BOPET薄膜的应用。 那么，如何才能使BOPET具有热封性能呢？方法之一那就是采用共聚改性的方法来获得。如上所述，普通PET树脂是由PTA和EG在催化剂的作用与加热等条件下缩聚而成的，它是一种结晶性高聚物。为了破坏或削弱其结晶度，可采用第三甚至第四组分与之进行共聚，以破坏整个分子结构的有序排列对称性，使之生成无定型的共聚物，从而便具有可热封性及其它许多特性。 第三或第四组分可以选用二元酸或二元醇，也可以同时选用这两种单体进行共聚。如采用二元酸进行共聚改性所生成的PET称为APET；如采用二元醇进行共聚改性所生成的PET称为PETG。例如，美国Eastman公司采用由对苯二甲酸、乙二醇、以及一种对环己烷二甲醇（CHDM）进行三元共聚，通过控制对环己烷二甲醇的加入量，可分别制得PETG或PCTG，它们均属于无定型的PET共聚物。这种无定型的PET共聚物的特点是：高透明、低熔点、高光泽、低雾度、高收缩、可热封。其用途十分广泛。 另外，在PTA+EG聚合过程中，若加入少量的间苯二甲酸（IPA）参与共缩聚反应，所制得的PET由于结晶度较低，也可生产出透明度比较好的PET薄膜。 据报道，日本三井石油化学株式会社开发的由PTA+IPA+EG+特殊的二醇聚合成一种B010共聚物，也属于非晶型PET共聚物。当它与PET按一定比例共混时，共混物的光学性能及气体阻隔性都要优于普通PET。 2) 共混改性 文案大全 实用标准 聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）与PET同属于聚酯家族，PTT与PET在分子构象上只相差一个碳原子，但在晶态结构上却存在较大差异。PTT分子中亚甲基呈螺旋排列方式，其晶格堆积密度比PET疏松得多，因此相对PET而言，PTT具有较好的透明度、耐热性、加工性。据报道，经用PTT改性的PET可用做耐热容器、磁记录盘及要求透明性好的包装薄膜等。 聚酯家族的另一新秀—聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），因其分子结构中萘环取代了苯环，萘环比苯环具有更大的共轭双键，分子刚性大，它与PET相比，PEN在许多性能方面都要高出一筹。例如，PEN的耐热性、拉伸强度等机械性能、耐紫外线辐射性能、耐有机溶剂及耐水解性，特别是阻隔性等均要超过PET。PEN对氧气、二氧化碳、水汽的阻隔性分别比PET高4倍、5倍和3.5倍。另外，PEN结晶度低于PET，故其透明度也比较好。 所谓共混改性就是在PET树脂中加入一定比例的其它物质，象如上所述的PTT、PEN或LCP（液晶聚合物）等进行共混，以改善和提高PET的某些性能。例如，当10％~20％的PEN与PET共混后，对氧气、二氧化碳的阻透性可分别提高30％~50％和23％~37％，并可将对紫外线的遮蔽波长提高到380nm。这种PEN／PET共混物可用于注/拉/吹成型包装容器，如PET瓶、PET桶等已用于食用油、酒类、碳酸饮料及啤酒的包装。PEN/PET的共混物也可采用双向拉伸法制得BOPET薄膜，这种由PEN与PET按一定比例进行混合后生产的BOPET薄膜可以大大提高PET薄膜的阻隔性、耐热性和抗辐射等性能。 3) 表面涂层改性 表面涂层法是提高PET薄膜阻隔性及其它性能的又一常用的方法。对BOPET薄膜来说，可以离线涂布聚偏二氯乙烯乳液的工艺来提高其阻隔性能。如涂覆含紫外线(UV)吸收剂的透明涂层(如：环氧丙烯酸聚合物、聚氨酯类丙烯酸酯、聚酯类丙烯酸酯)，可构成聚酯薄膜的紫外线保护层，从而可增强PET薄膜的抗紫外线能力。也可在线涂布，在BOPET薄膜表面涂布某种高聚物溶液以提高PET薄膜的表面性能。试验表明，这种经过涂布某种高 文案大全 实用标准 聚物溶液的PET薄膜的表面湿张力可高达50mN/m，大大提高了PET薄膜的印刷和镀铝性能。而且，涂布法的PET薄膜的表面湿张力不会因为在高温、高湿的气候条件下而衰减。 4) 多层共挤改性 如前所述，为了使普通的PET薄膜具有可热封性，可在三层共挤生产线上的表层之一挤塑一层共聚树酯PETG，这里就不再重述。 若要提高BOPET薄膜的阻隔性、耐热性及耐辐射性，则可在三层共挤生产线上的表层之一挤塑一层PEN，因PEN与PET同属于聚酯类，它们具有很好的相容性。通过三层共挤所制得的BOPET复合膜（PET+母料/PET+回料/PEN+母料）比普通PET膜的性能——阻隔性、耐热性、耐水解及耐辐射等性能都会有很大程度的提高，但价格则要比纯BOPEN薄膜便宜得多。应该说这是软塑包装发展的方向。 5) 纳米材料改性。 纳米材料是指粒径处于纳米量级1-100nm的材料(1nm=10-9m)，它是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于纳米粒子尺寸甚小，故具有独特的量子尺寸效应、表面效应、界面效应、体积效应、宏观显示隧道效应、小尺寸效应等。因此，纳米材料具有许多特点。这就导致由纳米微粒构成的体系产生了不同于通常的大块宏观材料体系的许多特殊的性质.。 纳米塑料则是纳米材料例如硅酸盐、碳酸钙、SiO2、TiO2、蒙脱土等以纳米级尺寸（一般为1～100nm）、均匀分散在塑料母体树脂中的复合材料。根据合成树脂不同可分类为：纳米尼龙、纳米聚烯烃、纳米聚酯等。纳米塑料的无机纳米粒子加入量较少，一般为2%～5%，仅为通常无机填料改性时加入量的1/10左右。 与原来母体树脂相比，纳米塑料改进和提高的性能有以下几个方面的特点： ① 是提高力学性能。其弯曲模量（刚性）可提高1.5～2倍； 文案大全 实用标准 ② 是提高耐热性能。其热变形温度可提高十多度，热膨胀系数下降为原来的一半； ③ 是增加塑料阻隔性。使材料对二氧化碳、氧的透过率降为原来1/2～1/5； ④ 是改进材料的透明性、颜料着色性； ⑤ 是提高材料的阻燃等级。 ⑥ 是提高材料的尺寸稳定性等。 总之， 聚酯薄膜应用领域非常广阔， 要求也越来越高，对聚酯薄膜来讲，为了满足高阻隔、高光亮、耐高温、耐水解、抗紫外、抗老化、可热封、阻燃、高收缩等不同的要求，主要应从聚酯原料改性方面入手。 （九）BOPET薄膜发展方向 BOPET薄膜发展方向总的来说，就是根据市场的需求搞产品差异化和 新产品开发。其具体的目标，我觉得应关注以下几点： ① 搞PET薄膜的延伸产品的开发。即薄膜生产厂不光是生产基膜，有条件的企业最好搞聚酯薄膜的深加工，一方面减轻自身PET薄膜销售的压力，又可以提高产品的附加值。例如，我公司搞TPT 中的PET基膜，下一步是否可考虑研发复合背材。 ② 进行高技术含量的新品开发。因为普通的差别化产品或所谓的新品的技术含量都不高，大家很容易搞出来。要不了多久，又会产生你有我有、产品雷同的现象。但是技术含量高的产品，带有科研性质的产品，开发起来就不那么简单，需要一定的人力、财力投入才行。例如，目前比较热门的扩散膜、反射膜等。 ③ 向非包装领域发展。PET薄膜在食品或非食品的包装方面的应用已得到 长足的发展，其在包装行业的应用已占PET总量的70%以上，但在非包 装方面的应用还有相当的发展空间。例如玻璃贴膜，太阳能电池背材等，目前基本上是依靠进口，国内产品尚不能满足使用要求，市场前景十分看好，值得开发。其它像薄膜开关、柔性电路板、液晶显示器和等离子显示器保护膜、磁卡、IC卡封装等。 文案大全 实用标准 ④ 向节约能资源、可再生资源、环境友好产品、可生物降解塑料薄膜方向 发展。 我们只有一个地球，保护环境、爱惜资源，大力提倡绿色包装应是人类永恒的追求。具体的要求：一是对废弃的塑料尽量回收再生、循环使用；二是尽快开发、使用可降解塑料。 （十）结束语 对塑料薄膜行业来讲，为使PET薄膜达到差异化、功能化的目的，除从生产工艺、原料配方进行优化外，主要应从聚酯原料改性和功能性母料及市场调研等方面入手。因此，BOPET薄膜生产厂家应该一手托两家：即一方面与上游厂家——聚酯切片包括母料的生产厂密切联系；另一方面要与下游客户保持沟通，做到供、产、用三方互通信息，通力协作，争取三赢、共同发展。 (冯树铭修改于2011/5/10) 文案大全 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容
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