膜級聚酯切片現(xiàn)狀分析
2007-01-13 00:00 來源:中國聚酯網(wǎng) 責編:中華印刷包裝網(wǎng)
因為BOPET薄膜生產(chǎn)的穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣主要取決于膜級聚酯切片(B層)的質(zhì)量,為使切片生產(chǎn)廠家和用戶共同提高對膜級聚酯切片質(zhì)量的認識,江陰賽生聚酯新材料有限公司總經(jīng)理段霖對膜級聚酯切片(B層)的質(zhì)量做了簡要的分析,并向薄膜生產(chǎn)廠家提出了一些建議。整個聚酯行業(yè)按TiO2含量大小劃分為大有光、有光、半消光和全消光聚酯切片。段霖對影響膜級聚酯切片質(zhì)量的因素進行了全方位的剖析。
關(guān)于影響到膜級聚酯切片物理特性的因素,主要是指特性粘度(IV)、熔點、結(jié)晶性能與轉(zhuǎn)化點溫度。其中特性粘度主要影響薄膜的強度,當粘度到達一定值時,強度就不再增加了。一般地來說,膜級切片的IV值在(0.62~0.68)±0.01dl/g為宜。當要求生產(chǎn)較高強度的薄膜時,宜選用IV值較高的PET。段霖強調(diào),為了使膜級聚酯基片與母料切片相熔性較好,兩種切片的IV值不能相差懸殊,如果相差太大,輕者影響薄膜的光學性能的均勻性,重者會直接影響正常生產(chǎn)。特性粘度也是聚酯切片相對分子量大小的表征,只有保證了分子量和分子量分布才能確保BOPET生產(chǎn)的穩(wěn)定,膜級聚酯切片的分子量分布最好是在16,000~18,500之間。
熔點間接反映PET樹脂的DEG(二甘醇)含量、分子量分布、低聚物含量等質(zhì)量情況。熔點低,樹脂的耐熱性差。對于絕緣膜、轉(zhuǎn)移膜、燙金膜等要求耐熱性好的薄膜宜選用熔點較高的切片,相應(yīng)其塑化溫度也稍高一些。
結(jié)晶性能與轉(zhuǎn)化點溫度也是影響拉膜生產(chǎn)的重要因素。一般來說,膜級聚酯切片的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為68℃,冷結(jié)晶峰溫(TC1)在124℃或更高,而熔融結(jié)晶峰溫(TC2)在225℃或更高。熔融結(jié)晶峰溫略低可更好地滿足拉膜生產(chǎn)的需要,冷結(jié)晶峰溫與熔融結(jié)晶峰溫的要求正好相反,因為TC2-TC1越小結(jié)晶速率越低。聚酯切片生產(chǎn)過程中,可以通過調(diào)整聚合工藝條件、添加第三單體(共聚物)等能夠使TC2-TC1縮小,從而降低PET的結(jié)晶速率,更好地滿足穩(wěn)定拉膜生產(chǎn)工藝要求。PET分解溫度一般在380℃以上。
另外,BOPET薄膜成品的物理性能與聚酯切片的b值、DEG(二甘醇)含量、端羧基(-COOH)含量等也有密切的關(guān)系。
聚酯切片b值直接影響B(tài)OPET膜的色澤。其測量是根據(jù)色譜學與光度學原理及有關(guān)國際標準,通常采用亨特(L-白度,a-綠/紅色指數(shù),b-黃色指數(shù))法的色差計進行測量。影響切片色澤的因素很多,主要是由原料的質(zhì)量、添加劑的種類及含量、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)過程控制差異引起的。目前,從工藝上比較直接的控制b值的方法是在工藝穩(wěn)定和原輔材料質(zhì)量良好的情況下,改變紅度劑和蘭度劑的加入量,可以改善切片的b值;另外,在一定條件下通過調(diào)整聚合工藝(如優(yōu)化聚合反應(yīng)溫度、降低物料液位等)也可改善切片的b值。
DEG(二甘醇)含量高會影響PET的耐熱性和耐光性,但由于DEG中的醚鍵有一定的柔軟性,醚健的存在降低了PET分子的剛性,降低了PET的熔點、TC2等,也就降低PET的結(jié)晶速率,有利于拉膜。DEG含量的高低主要是由生產(chǎn)工藝決定的,生產(chǎn)上可以通過改變工藝條件(如調(diào)節(jié)EG/PTA摩爾比)或加入適量DEG進行調(diào)整。
端羧基(-COOH)含量的高低不光影響到切片的拉膜性能,也會影響薄膜的性能。如聚酯切片的端羧基含量過高,易引起熔體的降解,造成拉膜時的破膜,同時,氫離子的增加會降低薄膜的絕緣性能。一般要求大有光膜級聚酯切片的-COON控制在20mol/t~30mol/t,否則會影響到切片的拉膜性能。
同時,添加劑的種類、含量是決定聚酯切片性能的關(guān)鍵。根據(jù)產(chǎn)品特性的需要,催化劑、穩(wěn)定劑、靜電吸附劑(醋酸鎂或醋酸鉀)、調(diào)色劑等必須嚴格按照比例添加。如產(chǎn)品需要,也可添加如共聚單體、滑爽劑、吸色劑等的特種添加劑。需要注意的是,食品包裝用薄膜在原料生產(chǎn)初期就要選用符合經(jīng)過FDA等國際標準認證的添加劑。
熔體電阻率是確保聚酯切片滿足較高拉膜速度的關(guān)鍵指標,聚酯生產(chǎn)過程中加入醋酸鎂、醋酸鉀就是為了達到這一目的。聚酯熔體的電阻率在5×107Ωcm以上,拉膜速度可達到350米/分~400米/分。要使拉膜速度達到300米/分,聚酯熔體的電阻率就必須在5×108-10Ωcm以上。如果拉膜速度小于250米/分,則可不要求這一指標,此時聚酯熔體的電阻率約為5×1016Ωcm。
一些雜質(zhì)如果含量過高,也能夠?qū)ば阅苌踔帘∧ぎa(chǎn)生不良影響。
水分:切片含水率過高會造成熔體降解。含水率一般要小于0.2wt%,生產(chǎn)上需經(jīng)過干燥使其含水率小于30PPM。
鐵:鐵含量過高會使薄膜發(fā)黃,色澤變差。一般要求鐵含量小于3PPM。
灰份:指不含TiO2的無機金屬鹽含量,過高表明雜質(zhì)太多,會明顯影響拉膜性能。一般要求小于300ppm。
凝聚粒子:指添加劑沉淀物、聚合物的氧化凝膠物、反應(yīng)器壁上生成的高熔點物(拉膜時產(chǎn)生晶點的主要原因)、碳化物等,凝聚粒子會隨連續(xù)生產(chǎn)時間的延長增多,并嚴重影響熔體過濾器和組件濾層的負荷與壽命。一般要求小于10μm。
在分析了影響膜級聚酯切片質(zhì)量的因素之后,段霖對一些拉膜廠家遇到的尷尬問題也闡述了自己的看法。
在實際生產(chǎn)過程中,有拉膜廠家提出,有的廠家切片質(zhì)量指標沒問題,就是不好用;還有的廠家提出,同一廠家切片這批好用,下批又不好用了。段霖認為,一般來說,切片生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量指標幾乎都能達到國家標準要求,而造成這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因也需要具體分析。對于第一種情況,段霖認為是切片的內(nèi)在質(zhì)量問題,如結(jié)晶性能不理想、分子量分布太寬、添加劑選擇不當?shù)龋驗檫@些指標國家沒有標準,而大多數(shù)廠家都不具備分析條件。因此,他建議切片廠家應(yīng)注重改進生產(chǎn)工藝;而第二種情況,他認為可能是切片生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝條件、原輔材料批號等發(fā)生了變化。他同時表示,正因如此,才要強調(diào)拉膜廠家一定要對不同批號(不管是同一廠家還是不同廠家)的聚酯切片要在上機前進行準確的質(zhì)量檢驗。如果拉膜廠家不管什么切片,拿來就上機,發(fā)現(xiàn)問題再停機處理就會造成較大的損失。
最后,總結(jié)之前的發(fā)言,段霖對拉膜生產(chǎn)廠家提出了幾點建議:切片廠家與拉膜廠家要定期就有關(guān)問題進行技術(shù)交流;PET上機前要再次進行質(zhì)檢以確認質(zhì)量可靠;要選擇精確的儀器進行準確的質(zhì)量檢測;自廠不能檢測的重要指標應(yīng)定期委托專檢;要用PET工廠提供的質(zhì)量指標指導拉膜生產(chǎn);要防止不同廠家、不同批次的PET混批;要做好回料質(zhì)量的檢驗與把關(guān);挖掘并提出相關(guān)課題,共同研究,實現(xiàn)雙方在各自工藝、設(shè)備、產(chǎn)品質(zhì)量及其應(yīng)用等方面的新的突破。
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