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BOPET薄膜改性后的新应用

作者:商雪松   来源:   评论:0 点击:

         随着国民经济的不断发展和人民生活水平的日益提高,对软塑包装材料的要求也越来越多样。如高阻隔性、高耐热性、高透明度、高光亮、低雾度、抗紫外线辐射、阻燃、防静电、可热封等等。显然,普通的BOPET已不能完全满足这些要求,因此须根据不同的使用情况,从不同的角度对PET进行必要的改性,改性的途径有多种。

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       BOPET具有优良的综合性能,它表现在有很高的力学性能。BOPET的拉伸强度是PE薄膜的9倍,刚性好、挺括、耐折次数高达数万次;有较高的气体(氧气、水气)阻隔性,属于中等阻隔材料;有很好的光学性能,光泽度好,清晰透明,透光率达90%;电绝缘性能良好,属于E级绝缘材料;使用温度范围广,可在-60~120℃下长期使用,短时可达150℃;无嗅、无味、无毒,符合食品卫生要求;耐油脂、耐一般化学品腐蚀;PET是环境友好型材料,可以回收再生、循环利用,不会造成环境污染。
 
共聚改性
 
       所谓共聚改性就是用第三组分参与原来的二元缩聚反应,以改善聚合物的某些性能。对PET来讲,通过共聚改性可以赋予PET热封性、热收缩性、耐热性,并提高光学性能及其他性能。
 
       普通PET树脂属于结晶性聚合物。如果用第三组分的二元酸或二元醇参与共聚,所生产的三元共聚物,其大分子结构的规整性受到不同程度的破坏,直至变成无定型结构。例如,用一定比例的CHDM(环己烷二甲醇)与PTA和EG进行共缩聚反应所制得的共聚体叫PETG/PCTG。这种无定型的PET共聚物的特点是:高透明、高光泽、低雾度、高收缩、可热封,特别适用于制造热封薄膜和高热收缩薄膜。若用二苯醚二甲酸对PET进行改性,可使PET耐热等级达到B级,可在130℃长期使用。这种PET耐热薄膜适用于大型马达的槽绝缘和相绝缘、冰箱及空调的压缩机对绝缘等级要求较高的领域。
 
       另外,在PTA与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由于结晶度降低,可生产出透明度更好的PET薄膜。在PET生产过程中,若加入某种成核剂和特殊工艺处理,可以制得结晶型CPET,这种CPET具有极高的耐热性能。
 
共混改性
 
       共混改性是以PET树脂为主要原料,再有目的的加入某些可相容的其他高分子材料,进行共混后加工。通过共混改性可以提高PET的阻隔性、耐热性、抗紫外辐射等性能。例如,可选用聚酯家族的PEN、PTT、PETG等与PET共混,甚至可选用MXD6、LCP与PET进行共混改性。用PEN树脂与PET共混后生产的BOPET,对氧气、水气的阻隔性可分别提高30%~50%和23%~37%,并可增强对紫外线的阻隔性能。在PET树脂中,加入少量PTT共混后拉膜,可以提高薄膜的透明度和耐热性。将PET与一定比例PETG进行共混,拉伸的薄膜更具有刚柔相济的特性,可以改善PET薄膜的耐穿刺和抗撕裂性能。MXD6是由间苯二胺与己二酸缩聚而成的特种聚酰胺树脂。其热性能与PET相当,阻隔性与EVOH相近。用MXD6与PET共混改性,也可提高阻隔性。如m(PET) /m(MXD6) =90/10的共混物,其阻气性比PET高出1倍。LCP(液晶聚合物)具有极好阻隔性。在PET/LCP共混物中,LCP粒子被双向拉伸后,分子形成片状结构,并平行错开排列,有类似迷宫的效果,可有效阻止气体的渗透。
 
表面涂布
 
       在PET基膜的表面均匀地涂布功能性涂料,从而赋予PET基膜某种功能,使涂布膜具有PET基膜与功能涂料双重性能之和。例如,在PET基膜上涂覆PVDC,便可获得极好的对氧气、水气的阻隔性和保香性;如涂布丙烯酸酯类,可提高表面印刷性(可用水基油墨印刷),透明性和光泽性;涂布聚氨酯类涂布液,可使PET基膜镀铝层厚度增加,并使黏合力增强,且具有耐水性;涂布可溶性导电聚苯胺,可制得透明电极;涂布某种聚合物溶液,可以提高PET薄膜的表面性能,并且其表面湿张力不受温度、湿度变化的影响,即不像电晕处理那样随时间的延长而衰减。通过涂布法还可制得防静电薄膜、防雾滴薄膜等。
 
多层复合
 
       现在的双拉生产线一般多为A/B/C三层结构,如A层用普通PET+母料,B层用PET+再生料,C层用PETG,或C层用PEN,则可以分别制得具有可热封的或具有高阻隔性、耐热性及抗辐射的PET薄膜。通过多层复合,例如将PET薄膜与高阻隔塑料薄膜进行复合,可以增强对气体的阻隔性能, PET薄膜与CPP或PE膜复合,使之具有可热封性。
 
采用功能性母粒
 
       要改变或提高PET薄膜的某项性能,在很大程度上取决于原料树脂和所选用的功能性母料。因此,选用不同功能性的母料,可制得具有不同功能的PET薄膜。如抗静电膜、阻燃膜、抗菌膜、亚光膜、有色膜等。
 
用纳米材料改性
 
       用纳米塑料改性,可提高的性能表现在:(1)力学性能。其弯曲模量(刚性)可提高1. 5~2倍; (2)耐热性能。其热变形温度可提高10℃多,热膨胀系数下降为原来的一半; (3)阻隔性。二氧化碳、氧的透过率降为原来1/2~1/5; (4)改进材料的透明性、颜料着色性; (5)提高材料的阻燃等级; (6)提高材料的尺寸稳定性等。总之,纳米复合改性已成为制备先进包装材料的重要途径,其应用前景将十分广阔。目前,已有纳米PA、纳米PET面世。
 
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BOPET膜的新应用
 
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       热封膜
 
       普通BOPET不能进行热封合,限制了BOPET的应用。为解决其热封问题,通常是将BOPET与PE薄膜或CPP薄膜进行干式复合。解决PET薄膜的自热封问题的办法是通过三层共挤(A/B/C)的工艺,即用PETG做为PET的一个表层,便可制得具有自热封的PET膜。这样,既可解决单层薄膜强度与韧性的矛盾,又可简化热封包装的工艺。它广泛用于食品、药品及化妆品等的小包装;它也可直接用于护卡膜;另外,由于薄膜韧性增加,提高了抗穿刺等性能,使得PET薄膜有可能用作农用温室棚膜。PET热封膜的市场前景看好,值得开发。
 
       热收缩塑料薄膜
 
       热收缩塑料薄膜包装的特点是:贴体透明,体现商品形象;紧束包装物,防散性好;防雨、防潮、防霉;无复原性,有一定防伪功能。PET饮料瓶逐日增多,需要大量PET热收缩膜与之配套做各种PET饮料瓶的热收缩标签。因PET热收缩膜与PET饮料瓶同属于聚酯类,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、纺织品、机械零件等的包装,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,又能防雨、防潮、防锈,使产品以印刷精美的外包装赢得用户好感,同时也能很好地展示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。因为印花收缩薄膜可以提高产品的外观档次,有利于产品的广告宣传,可使商标品牌在消费者心中产生深刻的印象。
 
       防静电膜
 
       防静电、导电软塑包装薄膜,是一种集包装材料和包装内容物的性能及要求为一体的功能性薄膜品种之一,最早是西方发达国家用于军品包装。随着我国包装技术的发展,防静电/导电薄膜已在许多行业得到了推广应用。通过内部添加法或外部涂布法均可制得抗静电薄膜。从化学结构来看,抗静电剂大多数属于表面活性剂,其结构中都含有亲油基团和亲水基团。亲油基团使抗静电剂与塑料有一定的相容性,亲水基团则使它有一定吸水性,便于塑料薄膜表面形成导电层,以降低表面电阻,利于静电荷的泄漏。关于防静电膜的指标要求,根据GJB2605-96规定:表面电阻率小于1012Ω;静电衰减小于2s;静电屏蔽不大于30V。
 
       糖果膜
 
       我国是糖果的生产和消费大国,同时也是糖果产品的出口大国。目前,我国的硬糖包装主要使用PVC扭结膜,出口产品主要使用玻璃纸扭结膜。玻璃纸价格昂贵,PVC作为食品包装在西方国家已被禁止。因此,开发取代PVC和玻璃纸的新型环保扭结膜已成为我国糖果包装的发展方向。可用于扭结膜的双向拉伸薄膜中, PET扭结膜是重点的开发方向之一。由于环保型扭结膜主要用于出口产品的包装,主要的取代对象是价格昂贵的玻璃纸,因此这类产品的开发将会产生较好的经济效益,并拥有良好的市场前景。
 
       抗菌膜
 
       抗菌性包装材料是对塑料包装材料赋予一定的抗菌性能,抗菌薄膜的核心是抗菌剂。抗菌剂分有机抗菌剂和无机抗菌剂,前者存在耐热性差、使用寿命短,有的还有一定的毒性等缺点。现在已开发出以含银离子为无机抗菌剂的全新抗菌母料,银离子具有显著的抗菌作用.其特点为抗菌效果持续时间长,不会因气化和迁移而对被包装物产生影响,加工稳定性高,不会污染环境。用添加的含银离子的母料(质量分数为1%~3% )制得的薄膜或表面复合一层这种薄膜的容器,经试用表明,在无营养源的情况下,含此银离子母料的薄膜能在1~2天内完全杀死会引起食品中毒的菌类,广泛用于熟食、肉类、水产品和液体食品包装
 
       玻璃贴膜
 
       是指用于贴在平板玻璃表面的一种多层结构的BOPET,它能改善玻璃的性能和强度,使玻璃具有节能、隔热、保温、防爆、防紫外线、美化外观、遮蔽私密、安全等功能,主要用于汽车和建筑物门窗、隔断、顶棚等。由于PET是一种耐久性强、机械性能、光学性能、耐高、低温性均佳的材料。它清澈透明,经本体染色,金属化镀层,磁控溅射,夹层合成等多种工艺处理,成为具有不同特性的玻璃贴膜,以适应于商业大楼、住宅、商店橱窗、银行柜台、博物馆、汽车或船舶等不同场所的需要。目前玻璃贴膜大致分为3类:建筑玻璃贴膜、汽车玻璃贴膜、安全玻璃贴膜。
 

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