聚丙烯流延薄膜现状及发展趋势

维普资讯 http://www.cqvip.com 《上海塑料》２００２年９月第３期（．６－１１９期）　专论与综述·　聚丙烯流延薄膜现状及发展趋势　赵滓范海涛　（北京燕化石化集团公司树脂所，１０２５００）　摘要：介绍了聚丙烯流延薄膜在国内外的生产现状和发展趋势。着重评述了挤出流延设备的结构，聚丙烯　专用料的性能，流延聚丙烯薄膜的品种，以及流延薄膜的应用。　关键词：流延薄膜聚丙烯挤出机Ｔ型模头　流延薄膜（Ｃａｓｔ　ｆｉ　ｌｍ）是通过熔体流延骤冷　制系统等。简易流程如下图。　生产的一种无拉伸、非定向的平挤薄膜。与吹膜　相比，其特点是生产速度快，产量高，薄膜透明　性、光泽性、厚度均匀性良好，各向性能平衡性　气刀　ｌ　优异。同时，由于是平挤薄膜，后续工序如印　刷、复合等极为方便，因而广泛的应用于纺织　品、鲜花、食品、日用品的包装。　配料——Ｔ型模头挤出——１｝｝冷却辊——２｝｝冷却　辊——测厚仪测厚——电晕处理——牵引——裁　边——卷取——陈化——分切——检验——包装　图１　流延薄膜生产流程图　在世界包装材料市场上，流延膜的生产呈持　续上升的态势。到２０００年，北美流延膜生产能力　挤出机：按原料和产量的不同，须选配不同　达１５０万吨，西欧设备生产能力达２００万吨，增长　的挤出机。　常用的挤出机螺杆直径为９０－２００ｍｍ　率在７－１　０％。流延膜行业正进入新一轮投资热　不等，转速可调。挤出机上一般配有重量定量供　潮，生产厂家采用新设备和新材料不断地扩大生　料系统，自动称重物料，控制下料；部分挤出机　产规模，提升生产效率，增加产品种类，扩展新　还配置有添加剂定量送料器，有预混功能。　的应用领域。专家预计到２００３年，流延膜总生产　挤出模头：流延模头均采用Ｔ型长缝式模　量将达到３００余万吨。我国流延薄膜生产起步于　头，机头结构可确保在整个过程中挤出各层熔体　八十年代，在九十年代生产设备和生产技术得到　的流速均匀一致，使生产制品厚度均匀，同时避　了进一步的发展，目前在包装行业已成为具有相　免机头内部出现死角，引起熔体降解。模唇长度　当生产能力和生产水平的朝阳产业。　１．挤出流延设备　有各种不同规格，从８００－５０００ｍｍ不等。一般采用　自动控制的方法调节模唇间隙，控制挤出量，改　变薄膜厚度。　冷却系统：包括冷却辊和气刀等。冷却辊主　挤出流延设备主要包括挤出系统、冷却系　要用于冷却固化挤塑薄膜，为专用冷却水控制的　统、导膜系统、收卷机、边料回收系统、电脑控　循环系统，长度与Ｔ型模头长度相当。气刀是与　３一　维普资讯 http://www.cqvip.com 聚丙烯流延薄膜现状及发展趋势　压缩空气接通的精度较高的长缝喷嘴，安装在Ｔ　器及模头温度、熔体压力、挤出机螺杆转速、输　型口模和冷却辊之间，作用是将模头挤出的薄膜　出量、引取速度及张力、冷却辊转速、温度、卷　紧密贴合于冷却辊表面，冷却薄膜；同时防止空　取设定、称重下料、侦错报警以及产品加工过程　　气进入薄膜与冷却辊之间，保证气流均匀作用到　数据自动打印等。薄膜上，减小缩颈，防止发生横向厚度不均匀现　象。　２、流延聚丙烯薄膜品种及应用　测厚仪：流延膜的测厚一般采用ｐ射线测厚　仪，测量、显示薄膜厚度，同时有一系列自动补　偿装置，自动反馈、控制薄膜的厚度。　该膜的生产有单层流延和多层共挤流延两种　方式。单层薄膜主要要求材料低温热封性能和柔　电晕处理仪：由高压发生器、电极、电晕处　韧性好；多层共挤流延膜一般可分为热封层、支　理辊和耐臭氧的排气罩组成。通过高频发生器产　撑层、电晕层三层，在材料的选择上较单层膜　生发射离子轰击薄膜表面，使薄膜表面产生极性　宽，可单独选择满足各个层面要求的物料，赋予　基团，提高表面张力到ａＳｎ￣／ｍ以上，便于印刷或　薄膜以不同的功能和用途。所用材料，有均聚聚　复合。电晕处理可选择单面处理或双面处理。　丙烯、二元无规共聚聚丙烯和三元无规共聚聚丙　收卷机：一般有中心接触、表面接触和间歇　烯。热封层因要进行热封合加工，要求材料的熔　引取三种方法，可采用组合进行卷取，以达到最佳　点较低，热熔性要好，热封温度要宽，封口要容　收卷效率。卷轴完成收卷后，自动卸卷，送出卷　易：支撑层对薄膜起到支撑作用，增加薄膜的挺　轴，补充新轴，自动复位回卷取机上继续收卷。　性，同时降低成本；电晕层要进行印刷或金属化　电脑控制系统：生产的整个过程由电脑中央　处理，要求有适度的表面张力，树脂中对助剂的　控制系统控制，配合不同产品的生产参数和生产　添加应有严格的限制。材料典型性能见表１。　计划自动控制调整挤出机温度、熔体温度、分流　流延聚丙烯薄膜经印刷、制袋后可单独用于　表１　ＣＰＰ专用料典型性能　性　能　测试方法　＾ＳＴ＿　单　位　均聚　聚丙稀　二元　聚丙稀　二兀　聚丙稀　熔体流动速率　密度　屈服强度　Ｄ１２３８　Ｄ１５０５　Ｄ６３８　ｇ／ｌＯｍｉｎ　ｇ／Ｃｍ。．　ＭＰａ　８．０　０．９１　３８　７．０　０．９０　３０　８．０　０．９０　２２　断裂伸长率　缺口冲击强度，２３℃　弯曲摸量　Ｄ６３８　Ｄ２５６　Ｄ７９０Ａ　％　Ｊｉｍ　ＭＰａ　５００　●——　１６００　＞５００　５０　８００　＞５００　５５　７００　洛氏硬度（Ｒ）　热变形温度，４．６Ｋｇ／ｃｍ　Ｄ７８５　Ｄ６４８　Ｒ　℃　ｌＯ０　ｌｌ０　８５　９０　８０　８５　食品、服装、卫生纸巾、鲜花等等的外包装。除此　之外，由于其优良的透明性、低的热封温度，也可　以作为各种复合膜的基膜使用，如：与ＰＥＴ薄膜、　ＢＯＰＰ薄膜等进行复合，用于包装快餐类产品、茶叶　等；与阻隔性树脂ＥｖｏＨ、ＰＡ、ＰＶＤＣ等通过粘合剂复　合，来包装含油脂或汤汁类的食品。其它如高　温、中温蒸煮膜，金属化膜即真空镀铝膜等也是其　重要的应用领域。典型的薄膜性能见表２。　表２　ＣＰＰ薄膜性能　项目　单位　通用　复合型　金属　化型　半燕　煮型　厚度　雾度　拉伸强度　断裂伸长率　摩擦系数　热封强度　起始热封温度　Ｕ　ｍ　％　２５　２．５　２５　２．５　６Ｏ　８　ＭＰａ，ＭＤ／ＴＤ　５ｏ１３ｏ　４ｏ１３ｏ　３５１２５　％。ＭＤ／ＴＤ　５ｏｏ／６ｏｏ　５ｏｏ／６ｏｏ　４Ｏｏ／５００　０．３　１Ｉｉ，１５ｍｍ　℃　ｌ５　ｌ２０　０．７　ｌ５　ｌ２０　Ｏ．８　２５　１４０　注：半蒸煮型为耐ｌ２　℃＊４５ｍｉｎ蒸煮，可耐一ｌｏ℃低温。　４一　维普资讯 http://www.cqvip.com 上海塑料》２００２年９月第，期（总１１９期）　通用复合型（ｇｅｎｅｒａｌ　ＣＰＰ）：属于常用的　（莱芬豪合）、Ｂａｒｍａｇ（巴玛格）、Ｂａｔｔｅｎｆｅｌｄ．　ＣＰＰ材料，具有高透明性、高挺度、高爽滑性，　Ｇｌｏｕｃｅｓｔｅｒ公司、日本三菱重工、日本制钢公　低热封温度和高热封强度，薄膜规格可在２０—１　２０　司、奥地利Ｌｅｎｚｉｎｇ（兰精）、意大利Ｃｏｌｉｎｅｓ（克　ｍ调整，可直接用于产品的包装，但主要是作　林斯）Ｄｏｌｃｉ设备等。三层和五层共挤流廷设备　为复合膜的热封层使用。　的出现，使得生产速度、规模急速提高，同时也　金属化型（ｍｅｔａｌｌｉｚｅｄ　ＣＰＰ，ＭＣＰＰ）：属于高　极大地拓宽了ＣＰＰ产品对原材料的要求，不同材料　档ＣＰＰ产品，经严格工艺和特殊规格聚丙烯材料　的选用赋予了产品更多的功能和用途。近几年，　流廷而成，产品厚度：Ｅ？ｏ－４ｏ　ｍ之间，要求薄膜　随着消费市场的加强，新领域、新产品的不断出　必须有如下特质：１、薄膜表面张力高，约在　现，ＣＰＰ的发展得以加速。９９年至今竣工的生产线　３８ｍＮ／ｍ左右；２、厚度均匀性要好，表面无晶点　生产能力达６万吨，其中：上海紫藤包装材料有限　和杂质；３、热稳定性要好，不易高温变形；产　公司三菱重工生产线膜宽４．３ｍ，年产６０００吨；南　品以经过电晕处理的一面适宜金属化，另一面则　京中达公司２０００年投产的巴顿菲尔德设备最大膜　应具备较低的热封温度和较高的热封强度。　宽已达４．７ｍ，单线生产能力已达７０００吨／年；天津　蒸煮型（ｓｅｍｉ－ｒｅｔｏ￣ＣＰＰ，ＳＣＰＰ）：国内一　胜达公司２００２年竣工生产线模头宽度为５ｍ，膜宽　般生产的是可耐１２１℃＊３０ｍｉｎ以下蒸煮杀菌条件　４。８ｍ，年生产能力１００００吨。到目前为止，全国现　的中温蒸煮膜，称为半蒸煮膜。对耐热要求较　有ＣＰＰ生产厂家３０余家，生产线４０余条，总生产能　高，通常由无规共聚物生产，产品雾度较通用膜　力１ｓｒ＿１７万吨／年左右。这些厂家主要集中于华东　稍高，·起始热封温度相对也较高，可达１４０℃。　地区和广东地区，它们约占全国总产量的三分之　二，华北和福建也分布着一些厂家，具体情况见　３、国内ＯＰＰ发展现状　表３。由于设备产能增加高于需求增加，市场相对　疲软，抑制了薄膜产量的扩大和价格的上扬；另　我国ｃＰＰ起步于八十年代初，陆续从日本、德　外，近两年，多层共挤吹膜市场正处于成长阶　国等国引进约十台单层流延生产线，形成了最早　段，部分品种的ＣＰＰ薄膜受到其竞争与冲击。市场　的ＣＰＰ行业，包括无锡彩印厂、重庆塑料厂、成都　调研显示２００１年约三分之二的厂家设备开工率在　塑料厂等，由于产品的单一和功能的限制，现在　８０％，其余三分之—在５０－６０％，总产量基本维持　部分设备已停产。１９９４－１９９５年间出现了第二次流　在１１万吨左右。　延设备的引进热潮，这期间引进的设备多为三层　原料方面，流延膜用专用料对进口料的依赖　或五层共挤流延装置，主要是德国Ｒｅｉｆｅｎｈａｕｓｅｒ　程度较ＢＯＰＰ膜、吹膜等严重。目前年进口量约占　表３　主要ＯＰＰ生产厂家及设备　生产厂家　设备　生产能力　膜宽　广东佛山东方包装材料有限公司　Ｅｌ本，三菱重工　２’６５００　４．２　德国，莱芬豪合　２５００　２．５　广州天衣薄膜有限公司　意大利，克林斯　３５００　２．５　无锡环亚包装材料公司　德国，莱芬豪合　５０００　２．５　连云港华东铝塑包装公司　德国，文米乐　２４００　２．０　南京中达包装材料有限公司　美国，巴顿菲而　７０Ｏ０　４．７　上海紫藤包装有限公司　ｌＥ本，三菱重工　２’６０００　４．２　绍兴富陵集团塑料厂　德国，莱芬豪合　３０００　２．１　福州佳通第一塑料公司　意大利，道尔奇　２５００　１．６　烟台兴德包装材料有限公司　奥地利，兰精　４０００　２．５　宁国双津包装材料公司　德国，文米乐　５０００　２．５　天津星达包装材料有限公司　ｌＥ本，三菱重工　４ｓｏｏ／１　００００　３．２／４．７　５一　§娩　；滋　；　害　；ｉ鹣　维普资讯 http://www.cqvip.com 聚丙烯流延薄膜现状及发展趋势　总使用量的６０％，主要是韩国的三星综合化学公　料品种相对单一，只有上海石化股份公司和北京　司、现代石化公司、湖南石油化学株式会社乐天　燕化集团股份公司生产，一般用于复合膜热封　公司，日本窒素公司，北欧化工，新加坡ＴＰＣ公　层，半蒸煮膜、镀铝膜高温蒸煮膜用树脂等均较　司，美国的Ｍｏｎｔｅｌｌ公司的产品。除以上公司外，　缺乏。上海石化采用环管法聚丙烯生产工艺，其　日本住友化学公司，韩国大韩油化公司、晓星公　中二元共聚物共聚单体为乙烯，三元共聚单体为　司，美国苏威公司也有产品在我国销售。牌号有　乙烯和丁烯，主要牌号为ＦＣ８０１（均聚）、Ｆ８ＯＯＥ　－元）、Ｆ８ＯＯＥＰＳ（三元）。燕山石化公司采用卧　４ｏ多个，涵盖了所有种类ＣＰＰ薄膜所需材料。常　（－见牌号有韩国三星ＨＦ４００、ＨＦ４２０、ＲＦ４０　１、　ＲＦ４０２、ＴＦ４００、ＴＦ４３０、韩国现代Ｈ３４００、Ｒ３４４０、　式搅拌床反应器，ＡＭＯＣＯ公司气相法生产工艺，　牌号有Ｃ４６０８（二元）、Ｃ１６０８（均聚），产品具有良　好的加工性和质量稳定性，所产薄膜光学透明性　Ｔ３４４０，湖南石油ＳＦＣ１５０Ｕ、ＳＦＣ１５０Ｂ、ＳＦＣ６５０、　ＳＦＣ７５０、ＳＦＣ８５０，日本窒素公司３０１７、８２７７，北　良好，其中Ｃ４６０８可用于复合膜热封层，半蒸煮　欧化工ＨＤ６４２、ＲＤ７６３、ＲＤ７６５等等。国内ＣＰＰ专用　膜，Ｃ１６０８用于复合膜芯层。　（上接第１５页）　１１陈宇，庄严，助剂与功能化树脂，工程塑料应　用，２００１，２９（５）：１０　１　５　ＰｌａｓｔｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０００５６（７）：一８ｌ　（末完待续）　１６舒中俊，刘晓辉等，聚合物／粘土纳米复合材料　１　７　Ａｎｏｍ．Ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ｔｅｅｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，４７（７）：３２　１２漆宗能，马永梅等，纳米塑料，石化技术与应　研究，中国塑料，２０００，１４（３）：１２　用，２００１，１９（５）：３３６　１　３焦宁宁，王建明，聚合物纳米复合材料研究进　展（ｍ），石化技术与应用，２００１，１９（３）：１９８　１４歹于天于　夕＾、　，２０００，４６（９）：１１０　１８王留阳，何素芹等，尼龙６６／蒙脱土纳米复合材　料的制备与表征，中国塑料，２００１，１５（１０）：２３　Ａｄｖａｎｃｅｓ　ｉｎ　ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｐｌａｓｔｉｃｓ　Ｚｈａｎｇ　Ｎｉｎ－ｌａｉ　（Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＹａｎｇｔｚｅ　Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．Ｎａｎｊｉｎｇ，２　１００４８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｓｐｅｃｔ　ｏｆ　ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｐｌａｓｔｉｃｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ＰＥ，ＰＰ，　ＰＶＣ，ＰＥＴ，ＰＢＴ　ａｎｄ　ＰＡ）ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｎａｎｏｍｅｔｅｒ　ｐｌａｓｔｉｃｓ，ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ，ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　（上接第２Ｏ页）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｏｌｅｃｕｌｅ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ　ｎｔａｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｏｌｙｐｒｏ．　ｐｙｌｅｎｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｈａｄ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｎｔａｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｂｒｏａｄ－ｓｐｅｃｔｒｕｍ，ａｎｄ　ｉｔ　ｗａｓ　ａｌｓｏ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｈｅｙ　ｔｈａｄ　ｈｉｇｈ　ｓａｆｅｔｙ　ｔｏ　ｐｅｏｐｌｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｈｅ　ｔａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌ　ｍａｒｓｔｅｒ　ｂａｔｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ａｃｔ　ａｓ　ｕｎｃｌｅａｔｏｒ，ｒｅｄｕｃｉｎｇ　ｈｅ　ｔｏｒｙｓｔａｌｌｔｅｓ　ｓｉｚｅ　ｎｄ　ａｃｃｅｌａｅｒａｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｒｙｓｔｌｌａｉｚａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ．Ｉｔ　ａｌｓｏ　ｇｒｅａｔｌｙ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｔｈｅ　ａｎｔｉｓｔａｔｉｃ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆｔｈｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｈｅ　ｔｓｕｒｆａｃｅ　ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ　ｂｙ　５－６　ｏｒｄｅｒｓ．Ｓ０　ｉｔ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｏｎ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ｎｄ　ａｏｔｈｅｒ　ｉｅｌｆｄｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｍｏｌｅｃｕｌｅ－ａｓｓｅｍｂｌｅｄ；ｎｔｉａｂａｃｔｅｒｉａｌ；ｐｌａｓｔｉｃ；ｐａｃｋａｇｉｎｇ　６一