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1、流延聚丙烯(CPP)薄膜的加工与应用上海紫腾.蒋维一、前言流延(Cast)是一种塑料成型技术：将高分子聚合物的溶液或高分子聚合物的熔体通过刮刀或挤出机模头直接在钢带或冷却钢辊上铺展成型为一定厚度的未取向(或称未拉伸)薄膜，上述成型技术分别被称为溶剂流延和熔融流延。熔融流延法可以用来生产聚烯烃流延薄膜(CPP、CPE)、缠绕薄膜和聚酰胺流延薄膜(CPA)等。溶剂流延法一般适用于非聚烯烃类树脂，可以用来生产如三醋酸纤维素片基(胶卷和电影胶片)等。流延聚丙烯薄膜(Casting Polypropylene Film ，简称CPP薄膜)是聚丙烯树脂通过单层或多层共挤(目前世界上已有三层、五层、七层或更
2、多层共挤流延)熔融流延骤冷生产的一种未拉伸的平模挤出薄膜，与吹胀聚丙烯(IPP)薄膜相比，其优点是薄膜透明度高、厚薄公差小、平整度好、薄膜的纵向和横向性能均匀、生产速度快，经过表面处理(通常为电晕处理)后可用于彩印、复合、镀铝等方面，被广泛用于食品、纺织品、日用品、农药和医药包装等领域。二、我国流延聚丙烯薄膜的生产现状：(一)我国CPP薄膜的生产能力和市场情况我国流延薄膜生产起步于上世纪八十年代，经过近三十年的发展，目前在包装行业已经成为具有相当生产能力和生产水平的朝阳产业。近几年，随着经济和消费市场的飞速发展，CPP的应用领域不断扩大，其发展得以加速。据统计，到2006年末，我国CPP进口生
3、产线已接近80条，年产能超过40万吨。国产线近150条，年产能超过25万吨。合计CCP年产能已超过65万吨。其中华东地区(上海、江苏、浙江、安徽、山东)CPP年产能达到30万吨，占全国产能的46。华南三省(广东、福建、湖南)CPP年产能达19万吨，占全国产能的29，华北、东北三省市(天津、河北、辽宁)CPP年产能达到8万吨，占13，中、西部五省(湖北、贵州、江西、甘肃、四川)CPP年产能约6万吨，占9，其他地区CPP年产能约2万吨，但仍有不少省区CPP产能仍为空白。(表一)尽管CPP需求量按平均每年11以上的速度增长，但与产能的增长相比，仍处于供大于求的局面。使得目前国内CPP行业的经营形势恶
4、化，许多企业处于亏损状态。2007年进口生产线的投资基本停止。但国产CPP生产线的投资仍然比较热，2007年仅汕头地区就将新增CPP线超过6条，全国新增生产线接近30条，由于每条国产线的产能都相应比以前提高较多，因此新增生产能力将近7万吨，超过2007年市场需求增长幅度。(二)CPP的生产设备情况国内CPP行业的生产设备以进口生产线为主，96年以前的引进的生产线大多是单层流延线，96年以后引进的生产线基本为3层或5层共挤流延线，从生产线的生产厂家看，70多条生产线中主要由MITSUBISHI、Battenfeld、Reifenhauser、W/H、Lenzin、Colins等生产厂商提供。其中
5、，进口CPP流延设备的最大幅宽已达5m以上，薄膜产品厚度15um100 um，牵引速度在300m/min以上，单机生产能力达10000t/a。由于各种生产线的设计思想迥异、各CPP生产企业的技术掌握程度的不同，使得CPP产品的质量出现较大的差异。近几年，随着国内机械加工技术的发展和薄膜加工技术的提高，CPP薄膜的市场出现了一些变化：1、聚丙烯薄膜吹膜设备的出现和聚丙烯吹膜(IPP)品种的成熟夺取了部分CPP市场。1998年左右，聚丙烯薄膜下吹设备开始在广东出现，生产的IPP产品以设备投资少、产品价格低为优势取代了部分CPP市场。下吹IPP薄膜为半拉伸膜，产品的厚度公差和平整度不如流延薄膜，但在
6、机械强度性能上超过流延膜，与流延设备比目前的聚丙烯吹膜设备存在自动化程度低、产品质量稳定性差和生产效率低等问题。2、国产流延生产线已经逐步占领中、低端CPP生产市场。随着CPP产品市场的发展，国内的塑料加工机械制造商开始瞄准CPP生产线广阔的需求市场，推出流延生产线设备，由于对CPP流延加工技术和理论掌握程度的差异，并受资金和机械加工水平的限制，国产设备生产薄膜的质量波动较大，生产线的稳定性相对较差，但由于设备价格的优势，目前已经逐步占领了国内中、低端CPP生产市场。三、流延聚丙烯薄膜的加工(一)原料CPP薄膜的生产工艺是挤出流延法，故要求树脂的流动性要好，一般选用熔体流动速率(MFR)为61
7、2g/min的共聚或均聚聚丙烯树脂为主要原料。聚丙烯树脂(PP树脂)是由丙烯单体在催化剂催化作用下聚合而成的，分子量一般在1050万左右，是一种无色、无味、无毒的可燃性颗粒，相对密度为0.90.91g/cm3，透明度高、耐热性好、但耐低温性能较差(一般不能耐0以下)。PP树脂一般可分为均聚PP(homo-polymer)和共聚PP(copolymer)，均聚PP为单一丙烯聚合物；共聚PP是丙烯、乙烯或丁烯的共聚物。共聚PP又分为二元无规共聚PP(random copolymer)、三元共聚PP(terpolymer)和嵌段共聚PP(block-polymer）。一般PP树脂中含有一定量的加工助
8、剂，如抗氧化剂、抗粘连剂、爽滑剂、成核剂等加工助剂。选用PP树脂的具体型号可根据薄膜的应用情况而定，一般均聚PP主要用于CPP膜的芯层，二元无规共聚PP主要用于CPP膜的热封层和电晕处理层，三元共聚PP主要用于CPP膜的热封层，嵌段共聚PP主要用于高温蒸煮膜。(见附表二)催化剂一般分为奇格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂与茂金属催化剂(Metallocene)。茂金属催化剂的主要成分是过渡金属(锆)与环状不饱和的茂环(环茂二烯)组成的有机金属络合物。茂金属催化剂与传统催化剂的最大区别在于，传统的Ziegler-Natta催化剂具有多种活性中心，而不同的活性中心具有不同的聚合速率，对
9、共聚单体的聚合活性也不相同。因此，聚合物分子键上有较多的支键，妨碍大分子链的空间紧密性，产生性能上的差异。而茂金属催化剂只存在一个活动中心，具有极高的活性和优异的催化共聚合能力，这样聚合速率和共聚单体的插入都比较均一。因此，能精密地控制相对分子量和分子量分布，相对分子量分布很窄，杂质极少。因此，采用茂金属催化剂催化聚合的茂金属聚烯烃(m-PP、m-LLDPE)，其热封性、拉伸强度、耐穿刺性能等都优于传统的聚烯烃。用茂金属催化剂制备的间规聚丙烯具有优异的低温抗冲性能和透明性能。 (二)CPP加工工艺流程聚丙烯树脂在挤出机中熔融塑化后通过T型模头，挤出流延至表面光洁的冷却辊上迅速冷却后，经厚度测量
10、、切边、电晕处理、牵引、和卷取等工艺，制成CPP薄膜，其简易加工工艺流程如下：(图一)一般CPP为三层共挤流延。聚丙烯共聚物、均聚物分别经由真空吸料机吸入A、B、C三个锥形储料斗内，通过重量称重或体积配比系统自动称重计量，进入对应的A、B、C三台挤出机，经由螺筒加热，螺杆剪切、均匀塑化；通过过滤装置进入分配器(Distributor)中按设定的比例混合后经T型模头内“衣架式”流道均匀扩展，通过狭窄的模唇间隙以一定速度流布在连续回转的流延辊(第一冷却辊)上，在气室(或风刀)表面吹压下，熔融料立即紧贴在流延辊表面，使料温从230270瞬间降到2050即得到流延薄膜。流延膜在辅助冷却辊(第二冷却辊)
11、上进一步冷却定型，进入动态屏幕显示的射线(或红外线)测厚区域测厚，然后经过平衡辊的舒张调整，分切边料后到达电晕处理区域。经电晕处理过的流延膜经辅助牵引装置牵引，通过张力检测辊过渡到香蕉辊舒张展平后进入互换收卷轴以轴心收卷方式卷成膜卷。当薄膜长度达到设定值时，A、B轴自动换卷。(三)CPP流延挤出设备CPP流延挤出设备主要包括挤出系统、冷却系统、测厚系统、电晕处理系统、牵引系统、边料回收系统、收卷系统、电脑控制系统等。1、挤出机挤出机由机筒、螺杆、加热单元、温控单元、动力传动单元等构成。按原料和配比挤出产量的不同，须选配不同的挤出机。通常采用单螺杆挤出机，挤出机螺杆直径为90200mm不等，长径
12、比为2930，转速可调。挤出机上一般配有重量(或体积)计量供料系统，对物料自动称重计量，控制下料；部分挤出机还配置有添加剂定量送料器，有预混功能。螺杆结构为带有混炼头的计量型螺杆。任何一根螺杆都必须具有能完成加料、输送、压缩、熔融、混合和排气等六大功能。加料和输送影响挤出机的产量，而压缩、熔融、混合和排气直接影响薄膜的挤出质量。这里所指的质量，不仅指树脂熔融是否完全，还包括树脂压缩是否密实，混合是否均匀及熔体中不能带有气泡，也就是我们所讲的塑化质量。塑料机械发展到今天，普通的三段式(加料段、压缩段和计量段)螺杆已经不能保证高产、高塑化质量的制品生产。于是在普通三段式螺杆基本设计思路的基础上增加
13、了销钉混合和屏障混炼等设计，在普通三段式单螺棱螺杆的基础上形成了螺旋式屏障混炼、销钉混合和分离螺杆组合一体的螺杆，同时满足了高产量、高塑化质量的挤出流延生产要求。分离螺杆的主要特点：(1)只有熔融的树脂才能越过分离间隙，未熔融的小颗粒在通过分离间隙时在高剪切速率的作用下熔融；当液相分离后，固相直接与高温机筒内壁接触受热加速熔融。(2)分离螺杆的液相螺槽内全部是熔体，便产生一个又长又稳定的计量段。同时液相螺槽与固相螺槽被螺棱所分隔而不能产生回流，有利于定压、定量、稳定地挤出，并减少树脂压力、温度和挤出量的波动。(3)固相全部存留在固相螺槽，气体在压力的作用下可以比较方便地从进料口排出，从而减少和
14、避免了在薄膜制品中的气泡生成。(4)螺杆和螺筒液相槽与计量槽较深，剪切速率小，温升小，在高速挤出条件下熔料不易分解，薄膜质量易保证。屏障螺杆利用“屏障”阻碍固相通过并促使固相熔融，对熔体还起到混合、增强塑化、减小熔料温度波动的作用。屏障螺杆工作时只有熔融的树脂才能通过屏障间隙，从入料槽流入出料槽，未熔融的树脂被屏障螺棱挡住，不完全熔融的树脂通过屏障间隙时进一步受到剪切，强化熔融流入出料槽。树脂在螺旋槽中形成强烈的涡流运动，促进混合作用，料温更加均匀，提高了塑化质量。屏障螺杆有直槽和螺旋槽两种形式，屏障长度不小于2D，进出槽数各为34，屏障螺棱的长短影响塑化质量和挤出产量。销钉螺杆的销钉一般设置
15、在螺杆母体上或螺杆头部，前者用来促进塑料树脂熔融，后者用来促进熔料的混合，降低熔料温度，减小熔料温度的波动。销钉有圆柱、方形、菱形等形式。圆形销钉自洁性好，但易折断，方形和菱形销钉强度易保证，但自洁性差。机筒、螺杆国产材料牌号为38CrMoAlA，是一种高级氮化钢，具有高耐磨性、高疲劳强度和较高强度，热处理后尺寸精度高。机筒、螺杆经初加工后调质，螺杆一般进行离子氮化，硬度HV750以上；机筒一般采取气体氮化，硬度HV900，氮化深度0.41.0mm。塑料树脂的熔化依靠机筒外壁加热器的加热传导和塑料粒子间互相挤压(剪切)产生的摩擦热。传统的挤出系统所用的加热器为不锈钢云母电加热器和铸铝(或铸铜)
16、电加热器，前者造价较低、使用寿命较短，后者造价适中、使用寿命长，从而被大量应用。但上述两种类型的加热器不同程度上存在电热丝分布不够均匀的缺陷，因此必将由陶瓷加热器所取代。陶瓷加热器是把电热丝均匀地穿在陶瓷块里面，外部可根据需要安装散热片或用不锈钢围护，陶瓷加热器优点是发热均匀，能够满足高性能要求的挤出系统的加热，缺点是陶瓷块易被碰碎，且造价较高。传统的动力传动由电机、减速器等组成，目前国外采用了大扭矩、低转速电机，以简化机械传动来取代传统的动力传动，达到传动功率大、设备结构紧凑、维护方便、外观美观的目的，但设备造价较高。2、T型模头T型模头是是以螺杆挤出机为主的挤出系统之后的一个后续部件，是挤
17、出系统的关键、重要部件之一。模头设计应使熔料沿整个模唇宽度均匀地流出，模头内部流道无树脂滞留的死角，避免引起熔体滞留后的降解、碳化，并且使熔体具有均匀的温度和确保在整个挤出过程中各层熔体的流速在模唇口的全长范围内均匀稳定，即需考虑包括熔体流变行为在内的多方面因素。模头的流道要光滑、流畅、无突然扩大或缩小，不得有熔体流动的涡流区和停留区，应保证挤出物料充满流道并均匀流动和等温分布。模头要靠精密的机械加工设备(如精密的加工中心)加工，以保证制造精度，否则无法满足厚薄均匀度要求高的薄膜的生产。模头材料至少应选用40Cr(国产材料牌号35CrMo)，模头流道可采用氮化、镀硬铬等表面处理。根据CPP流延
18、设备设计理念的不同，T型模头一般有单流道和多流道两种模式，模唇长度根据设备加工产品幅宽的不同有各种不同的规格，从8005800mm不等。模唇口间隙一般为0.81.0mm，生产时，为了及时通过调整模唇口间隙来控制薄膜的横向厚度均匀，模唇口配有热膨胀螺栓自动调节装置。该装置的基本原理是通过对控制模口间隙的热膨胀螺栓进行加热和冷却，运用热胀冷缩物理性质调整模唇口的间隙。当从模唇口流出的熔体成膜后经测厚装置测得薄膜的横向某一片区偏厚，测厚装置将该片区的偏厚信息传输到控制电脑中，电脑对反馈的信息进行处理后，输出加热信号到该片区对应的热膨胀螺栓进行加热，反之，进行冷却。由电脑进行自动控制通过热膨胀螺栓微调
19、模唇间隙，以调整控制挤出量，改变薄膜厚度，保证薄膜在模口全宽范围内的厚薄公差均匀一致。3、分配器(配料块)对多层共挤薄膜，可用多流道模头共挤方式或单流道模头加配料块的组合设计方式。采用第二种方式时，分配器可以通过更换层结构插块来调整薄膜的层结构，具有灵活性及适应性强的特点。如从ABC变换为ABA或CBA，并通过更换层结构插块来实现将ABC三层结构的原料来生产出ACBCA或CABCA五层结构的产品。美国Cloeren公司设计的可变几何状VG型共挤出配料块是目前世界上最快捷方便的配料块，通过更换圆柱形的选择塞，便可轻松地变换共挤的层结构。该配料块上外部可调校的内分流翼板，可调整两层树脂熔体间结合时
20、的流速差，使层与层熔体流动的波动减至最低，可使设备适用多种聚合物材料及生产多种共挤层结构薄膜产品，而不需要改动配料块组合。配料块上外部调校的分布销，可调整补偿层与层之间的粘度差，使共挤各层熔体在模头内延展后能均匀平整地分布，确保共挤膜符合所需的质量要求。4、冷却系统 冷却系统包括三根工艺冷却辊(第一、第二、第三冷却辊)和气室(或气刀)等。冷却辊主要用于冷却固化挤塑薄膜，是直径较大的钢辊，其直径一般随模头宽度的增大而增大(通常第一冷却辊直径在4501000mm之间)，辊筒表面镀铬，并抛光至镜面光洁度，冷却辊的内部常采用双筒型和单、双螺旋型冷却结构，可使冷却辊表面温度分布均匀，生产时冷却辊通过冷却
21、循环系统的冷却水冷却。第一冷却辊(又称为流延辊或骤冷辊)表面镀铬后需进行钝化处理，以提高薄膜加工后的开口性和薄膜生产时辊面的抗低分子物析出污染的能力，生产时冷却辊转速应稳定，以避免产生纵向的厚度波动。气室是与压缩空气接通的精度较高的与第一冷却辊同宽的软空气箱体，安装在T型模头下方靠冷却辊处，作用是提供压缩软空气将模头挤出的熔体紧密贴合与冷却辊表面，使之骤冷形成薄膜；同时保证压缩空气软气流均匀作用到薄膜上，防止外部空气夹带入薄膜与流延辊之间形成“气泡”，进而影响薄膜雾度或发生横向厚度不均匀现象。为了使薄膜与辊面的贴合效果更好，除了气室外，多数型号的进口流延设备还同时采用真空室装置，利用抽真空原理
22、把薄膜与流延辊之间的空气抽去，从而使薄膜与流延辊之间不会产生气泡。5、测厚仪 流延膜的测厚一般采用射线(或红外线)仪，测量、显示薄膜厚度，同时有一系列的自动补偿装置，自动反馈、控制薄膜的厚度。射线测厚原理是利用射线或光子撞击于原子序较低的物质时，大部分的光子会穿透此物质而未产生任何变化，但大约15的光子会因此而折射或反射，造成一定能量的流失。这些被反射回来的光子撞击到一个由碘化钠透明晶体所制成的侦检器时，此侦检器会因此刺激而产生闪光，这些闪光进入一个光电倍增管后被转换成电子且被放大。从光电倍增管中送出的电子变成一连串的脉冲，其高度与被侦检的光子之能量成一定的比例，通过微电脑设定转换成薄膜厚度，
23、显示于荧屏上进行薄膜厚度跟踪检测。6、边料切割及回收系统PP树脂熔体在模唇口挤出至流延辊形成薄膜时，由于“颈缩”效应，两边缘薄膜较厚，生产过程中一般薄膜在进入电晕处理装置前或进入收卷机前将不符合厚度要求的两边缘 “颈缩”部分较厚的薄膜切除。切除的边料经鼓风装置送至粉碎机在线粉碎后再送至薄膜芯层料挤出机料斗中，经自动称重计量配比后与芯层新料混合回用，以降低原料成本和生产单耗。7、电晕处理装置由于聚丙烯属于典型的非极性高分子材料，分子结构中不含极性基团，且结晶度高，表面自由能低，惰性较强，化学性能稳定。此外，CPP薄膜加工后，随着时间的增加或环境温度的提高，产品中的助剂(爽滑剂、抗静电剂等)会不断
24、地向表面迁移析出，形成弱表面层，这些都不利于CPP薄膜的表面印刷或与其它材料复合或镀铝深加工。因此，在薄膜加工时一般都要对其表面进行处理，改变薄膜表面化学结构，提高薄膜的表面张力，从而达到提高和改善CPP薄膜的印刷、复合或镀铝深加工适应性的目的。电晕处理装置由高压发生器、电极、电晕处理辊和排臭氧系统组成，通过高频发生器产生的变压为2100千伏，220千赫的高频高压施加于放电电极上，以产生大量的等离子气体及电离的氧原子与氧分子结合成的臭氧轰击薄膜表面，与聚丙烯表面分子直接或间接作用，使薄膜表面的聚丙烯分子链上产生羰基基团和含氨基团等极性基团，并粗化薄膜表面，提高表面润湿张力值(落机时)到4650
25、mN/m以上，便于印刷、复合或镀铝深加工，提高CPP薄膜与其它材料复合或黏合强度。表面润湿张力值不能处理得过高，否则薄膜表面会因氧化过渡而发脆，造成机械强度下降。有时甚至会呈现薄膜背面电晕的点状或条状击穿，对薄膜的热封性能产生负面影响。 (表三)8、收卷机收卷机有A、B两个卷取轴，一般有中心接触、表面接触和间隙卷取三种方法，由收卷表面张力控制装置自动控制，组合进行卷取，以达到最佳收卷效果。当薄膜收卷长度到达设定长度的A卷轴完成收卷后，自动切割、卸卷，送出卷轴，此时B卷取轴已自动交替至收卷工位进行卷取；A卷取轴补充新轴后，自动复位回到卷取机上，等待替换B轴继续收卷。9、电脑控制系统CPP生产线设
26、备生产时的整个过程由中央电脑控制系统控制，配合不同产品的生产参数和生产计划，自动控制调整称重下料、挤出机温度、熔体温度、配料块及模头温度、熔体压力、挤出机螺杆转速和输出量、牵引速度及张力、冷却辊转速和温度、收卷参数设定、侦错报警以及产品加工过程中数据的记录打印等。并根据测厚装置的测厚信息反馈对热膨胀螺栓进行微调，自动对薄膜生产过程进行厚度极限偏差控制。三、CPP加工的质量控制从生产工艺角度上进行分析，对CPP薄膜质量的影响主要有：熔体温度、气室、真空室、冷辊温度、电晕处理、收卷参数等方面。下面试从这些方面分别加以分析：(一)熔体温度对薄膜性能的影响挤出熔体温度升高，薄膜雾度降低，透明性与光泽性
27、提高，纵向(MD)拉伸强度增大，产品物理性能提高，这主要是由于挤出的热熔体与冷却辊的温差大，冷却速度快，使得薄膜结晶度低所致。但薄膜的横向(TD)拉伸强度降低，在冬季时有可能造成薄膜发脆，且增大了薄膜的下机摩擦系数。由此必须将熔温控制在合理的范围内，从而保证薄膜各项品质的均衡。一般来说，PP材料的熔温控制在230260为宜。熔温过高，树脂易分解。(二)气室对薄膜性能的影响熔融物料与流延辊表面紧密贴合，是CPP薄膜成型的关键。薄膜的贴辊效果直接影响到薄膜的外观质量和物理性能。气室的作用在于使薄膜与流延辊表面形成均匀的空气层，使薄膜紧密、均匀地贴辊并冷却，从而保证稳定生产。气室与流延辊的空间相对位
28、置、倾斜角度必须适当，气室的风量也必须适当。风量过大，会导致熔体帘抖动加剧，使薄膜的厚度不稳定，偏差增大；风量过小，压力不足，薄膜贴辊效果变差，使薄膜冷却不充分，容易造成折皱、水波纹等外观质量问题，同时，薄膜易产生横向波动，厚度偏差很大，严重时引起膜面变形不平整，无法维持正常生产。气室对流延辊的角度(气室上、下口与辊面的间距)及气室的位置也十分重要。位置或角度不当，也会使薄膜表面产生气泡，贴辊效果变差。(三)真空室对薄膜性能的影响真空室的作用在于抽提熔体在高温下挥发出的小分子物形成的油烟，并使薄膜均匀贴辊。真空过大容易导致薄膜表面出现划伤等外观质量问题，过小容易引起贴辊程度不好，影响外观及理化
29、性能。(四)流延辊温度对薄膜性能的影响流延辊温度的高低直接影响聚丙烯结晶速度和结晶度的大小。冷却辊温度升高，薄膜的挺度增加，下机摩擦系数变小，但透明度降低，横向延伸率降低，冲击强度差，使产品在冬季时发脆，在镀铝、复合过程中容易断膜。流延辊温度低，薄膜骤冷效果好，能降低聚丙烯结晶度，提高薄膜的透明性及光学性能，但温度过低易导致摩擦系数增大，薄膜发涩，影响收卷质量。因此，应根据不同类型的产品、厚度、生产速度来设定该温度。一般流延辊的温度控制在2055之间。流延辊及其它冷却辊辊面容易积聚熔体冷却成膜时原料内部低分子的析出物，污染冷辊表面，进而在薄膜加工过程中粘附到薄膜表面，影响薄膜的外观质量。对于这
30、一问题，必须停机清理，开机前检查确认辊表面的清洁程度，以延长持续生产时间，减少开停机增多带来的损耗。(五)电晕处理PP、PE材料不经表面处理，表面润湿张力低于32mN/m。CPP产品要达到印刷、复合及镀铝的要求，表面润湿张力一般要求达到38 mN/m以上。经电晕处理后，薄膜的表面润湿张力由于原料内部的小分子物、添加剂的迁移、析出以及环境的温度、湿度、灰尘等因素的影响并随着时间的推移逐渐衰减。所以，应根据不同的产品及其厚度、生产速度来设定适当的电晕处理功率。电晕功率过低，表面润湿张力衰退过快；过高，表面润湿张力并不随功率的增大而无限增大，相反，易造成薄膜理化性能的损失(发脆)和外观质量(反面电晕
31、击穿)的缺陷。另外，适当提高电晕处理辊表面的温度，也可相应提高表面处理效果及减缓表面润湿张力的衰退速度。(六)收卷参数必须根据薄膜的厚度、生产速度等因素设定收卷参数。在CPP加工过程中，收卷参数直接影响产品质量。一般情况下，收卷张力过大，不利薄膜的松弛，在薄膜定型的状态下，容易出现冷拉伸现象。若收卷张力过小，则对分切工序带来不利分切张力难以控制。因此，收卷参数应根据不同的产品、不同的厚度而设定，达到最佳的收卷效果。此外，从生产操作角度讲，必须保证原料的洁净。薄膜外观质量缺陷晶点，除了选择适当的滤网、滤网目数以及合适的原料来控制外，保证原料的清洁不受污染也是控制因杂质引起晶点的重要措施。生产过程
32、中的对于薄膜外观的巡视，发现异常（暴筋、晶点、油污、僵块、破洞、压痕、划伤、雾度超标等）现象之后，立即采取相应调整措施，对于防止出现批量不合格品来说同样至关重要。四、流延聚丙烯薄膜的应用目前国内以三层共挤流延线为生产CPP的主要设备。三层共挤流延膜的结构一般可分为热封层、中间层(芯层)、电晕层三层，在材料的选择范围上较单层膜宽，可单独选择可以满足各层要求的材料，以赋予薄膜以不同的性能与用途。从原料的选择来说，CPP薄膜需选用专用牌号的树脂，树脂的熔体流动速率(MFR)为612g/10min，有一定熔体流动性。一般分为均聚PP、二元共聚PP、三元共聚PP和嵌段共聚PP等。由于高速包装机的日益增多
33、，要求CPP薄膜必须具有良好的热封性能，即所谓的低温热封性，同时还应具备滑爽性、抗粘连性、析出物少等特性，热封层一般选用三元共聚PP。芯层材料决定了薄膜的机械性能，且CPP膜的良好光学性能(高透明度、高光泽度）也主要由芯层决定。一般选用均聚PP作为芯层，以保证薄膜有出色的刚性，另外，从成本控制角度，均聚PP价格相对较低，且芯层材料约占全部膜重的6070。电晕层经过表面处理(主要为电晕处理)后具有适当的表面张力，可提高其对印刷油墨的粘着牢度、与其它材料的复合强度或金属化处理时金属(铝)的附着牢度，该层材料对助剂的添加有一定的要求，既要有一定的抗粘连性，又要严格控制低分子物的含量，降低对薄膜表面润
34、湿张力的影响。润湿张力的衰减幅度与树脂中低分子添加剂的含量有直接关系，薄膜中低分子物含量越多，表面润湿张力的衰减幅度约大，试验数据表明，当薄膜中爽滑剂含量大于2000ppm时，表面润湿在张力下机后一周内很快就衰减到36mN/m以下，而爽滑剂含量控制在8001200ppm时，情况就大为好转。随着包装行业的飞速发展和市场需求的不断增长，CPP流延薄膜的技术和产品品种也在日益更新。目前，国内应用比较成熟的CPP品种有：(一)普通复合用膜(CCP)可以直接与BOPP、BOPET等薄膜进行干式复合，用于包装快餐食品及茶叶等。根据热封温度的不同CCP薄膜可分为普通热封薄膜(热封温度135)、低温热封薄膜(
35、热封温度123130)和超低温热封薄膜(热封温度低于123)，通过选用不同的热封层材料，可以将CPP的热封温度降低到90以下。(二)真空镀铝用薄膜(MCP)CPP薄膜具有良好的阻隔水蒸汽透过的性能，但阻隔氧气透过的性能较差，经过高真空蒸镀铝以后MCP薄膜的阻氧性能可得到大大的改进。经镀铝的CPP薄膜产品具有优良的遮光性、装饰性、阻隔性等独特性能，并在印刷、复合等后加工方面具有良好的适应性，能满足一般的耐热、耐化学、耐磨、阻氧、阻湿等使用要求。镀铝层选用的不同材料对镀铝层的牢度和铝层光泽的影响很大，普通VMCP与BOPP挤复后的剥离强度小于0.3N/15mm，高强度的真空镀铝薄膜经过镀铝与BOP
36、P挤复后的剥离强度大于0.5N/15mm。(三)蒸煮用薄膜与阻隔性薄膜如PA、铝箔等复合，用来包装需要高温蒸煮杀菌的产品，常为含油脂或汤汁类的食品。半蒸煮薄膜(SCP)可以经受121、40分钟的蒸煮，高温蒸煮薄膜(RCP)可以经受135以上高温杀菌。(四)包装用薄膜包装用CPP薄膜经印刷、制袋后可单独用于食品、服装、卫生纸巾、鲜花等的外包装，根据需要，薄膜具有高透明、抗静电和客户指定摩擦系数等性能。(五)其他特殊功能的薄膜1、CPP消光膜CPP消光膜的表面光泽度10，具有磨砂玻璃般的表面光学效果，经过印刷后色泽饱和，手感舒适，外观典雅，可以用于热封，也可以用于复合，适合包装高级卫生纸巾和食品。
37、2、高透明超柔软膜通过使用共挤和共混技术，在CPP表面中引入茂金属乙烯从而使流延聚丙烯薄膜具有高透明、高抗冲的性能，具有非常柔软的手感、优良的抗刺穿性能及耐低温性能。适用于高级服装、T恤及内衣等包装，也可能用于其他重包装。3、NCP耐溶剂阻隔型薄膜(农药膜)选用耐有机溶剂性强、抗融胀性能好的特殊的聚丙烯材料，采用特殊的加工工艺生产和阻隔包装设计，使软包装应用于乳油农药的包装，通常乳油农药软包装结构为NCP/AL/BOPET和NCP/VMPET/BOPET。4、CPP抗静电膜CPP抗静电膜可分为吸湿型抗静电膜和永久性抗静电膜。吸湿型抗静电膜通常采用添加析出型的抗静电剂，其抗静电性能受空气湿度影响
38、很大，该产品可以减少包装过程中所产生的静电。永久性抗静电膜使用永久型抗静电剂，采用共挤、共混、涂布或蒸镀方法，使CPP薄膜具有永久性抗静电性能，在真空条件下，表面电阻率小于1010/以防止静电的产品，可以适用于各种电子元件的包装。5、CPP防雾膜防雾膜是一种防止水汽在薄膜表面形成结雾而影响透明度的功能型薄膜。在各种透明冷冻食品、高温恒温即食食品、酸甜果酱制品以及新鲜蔬果类的包装中，为防止产生水雾影响视觉效果，必须大量采用具有防雾性能的防雾膜进行包装。防雾膜的防雾性能主要是靠在薄膜中加入的防雾剂和流滴剂迁移到薄膜表面后，在亲水基的作用下形成一亲水表面，增大膜表面的润湿张力。同时当水与膜表面接触，
39、部分添加剂溶于水，又降低了水的表面张力，从而减少与薄膜的表面接触角，使得水在膜面润湿铺展成一连续均匀的水膜，并沿膜面流下，达到防雾效果。因此要想达到一定的防雾效果就必须要有足够的添加剂迁移到薄膜表面。大多数食品包装都是用多种材料以不同的方式复合而成。所以在生产防雾面时必须充分考虑添加剂的卫生性和对薄膜的透明性、复合性、热封性等的影响。只有根据不同的被包装物品，不同的贮藏/贮存条件，不同的使用要求，选用相应的添加剂和生产配方，生产出不同性能及效果的防雾薄膜，才能充分满足高速发展的食品包装市场的需求。(六)CPP挤复膜可以直接采用LDPE与其它薄膜材料进行挤出复合，既保证了挤出复合的牢度，又降低了
40、挤出复合的成本。目前，CPP的新产品主要集中在超低温热封膜、耐寒薄膜、高温蒸煮膜等。一些特殊用途的薄膜如合成纸、抗菌薄膜、微空透气薄膜、生物降解薄膜也在开发应用过程中。五、CPP流延膜的发展方向随着包装要求的提高，聚丙烯共挤流延薄膜向多功能、多品种、按用户要求设计产品的方向发展，薄膜改性技术得到广泛应用。薄膜改性可以分为化学改性和物理改性两种方法。化学改性方法如共聚、接枝、交联或降解等，是通过改变PP的分子结构以达到改性的目的；而物理改性方法如共混、共挤增强、填充和加添加剂等以赋予CPP新的性能。生产使用的材料向PE、m-LLDPE(茂金属聚乙烯)、m-PP(茂金属聚丙烯)、SPP(间规聚丙烯
41、)、PA(聚酰胺)等材料方向发展，多层共挤技术和共混技术得到广泛的应用，流延技术已经成为一门多学科交叉的新技术。(一)新材料在CPP薄膜上得到广泛应用CPP生产规模和挤出设备的发展，使得流延用聚丙烯专用料的市场需求量日益增加，聚烯烃生产商将开发重点指向流延用聚丙烯专用料，各种新材料的不断涌现给CPP薄膜增加了新的功能，大大拓展了CPP薄膜的应用领域。同时各CPP生产厂家也通过不同的改性方法赋予薄膜新的性能，来适应不同的市场需求。如：1、抗菌材料抗菌材料的使用赋CPP薄膜予新的性能抗菌，通常的方法是在CPP薄膜中添加抗菌剂来达到要求，对加入的抗菌材料要考虑安全性和透明性。目前在CPP薄膜上应用的
42、抗菌材料有银离子/TiO2载体、聚丙烯分子接枝有机抗菌剂和植物中提取的天然抗菌剂等。经过试验，抗菌CPP产品对大多数常见微生物如大肠杆菌、金色葡萄球菌等均有抗菌效果。2、新型聚烯烃材料茂金属催化剂在聚乙烯、聚丙烯材料的合成中已经得到应用，由此技术生产的m-LLDPE、m-PP、SPP(间规聚丙烯)与原来聚烯烃材料性能大大不同。新型聚烯烃材料的使用赋予CPP薄膜以很多优点：m-LLDPE和PP进行共混或共挤可以生产增韧CPP，提高了CPP薄膜的抗冲击强度；选用低密度的m-LLDPE降低了薄膜的热封温度，热封温度可以达到80100；SPP(间规聚丙烯)的工业化生产又使传统的CPP薄膜的热封材料丙烯
43、、乙烯、丁烯三元共聚物和乙烯、丙烯二元无规共聚物(IPP)受到冲击，经过试验表明SPP的透明性明显优于IPP，杨氏模量和热封温度与IPP无规共聚物相当，热封性能比丙烯、乙烯、丁烯三元共聚物优异，SPP可望成为新的CPP热封层材料。(二）多层共挤流延技术和高阻隔薄膜医药和食品包装要求的不断提高，对包装薄膜提出了更高的要求：良好的阻氧性能、良好的阻水性能、低的化学溶剂残留，没有一种材料能够同时达到上述要求(见表四)，这就需要使用具有良好的阻水性能的PP与具有良好阻氧性能的PA、EVOH等材料进行复合而成的高阻隔薄膜才能满足要求，随着多层共挤流延技术的发展和对化学溶剂残留控制要求的提高，采用多层共挤
44、流延技术来生产高阻隔薄膜已经成为流延膜发展的一个方向。(表四)由于高阻隔多层共挤流延膜是由几种材料共挤成型的，其性能集合了多种材料的优点，具有良好阻隔性和保香性，大大延长了商品的货架寿命，可用于肉类冷冻制品、蒸煮肉类食品包装。其良好的耐油、耐有机溶剂性能，可广泛使用于食用油、方便食品、奶制品、五金制品防锈和乳油液体农药的包装，其良好的隔水防潮性可使用于酒类、酱油类等液体包装。(三)拉伸致孔技术和微孔透气薄膜在CPP薄膜生产时加入适当的致孔添加剂，并在一定的温度下进行拉伸，CPP薄膜就成为具有一定孔径的透气薄膜。致孔添加剂通常为CaCO3，微孔的数量和尺寸由拉伸比率、添加比例、粒径的大小由拉伸温
45、度来进行控制，这也决定了微空透气薄膜的透气性能。目前，不同透气性能的薄膜已经开始应用于蔬菜、鲜花和果品的气调保鲜包装，还用作医疗和卫生保健用薄膜(如卫生巾、无菌保护服用薄膜)、微孔过滤薄膜和人造纸等。(四)共混技术的应用改进了CPP薄膜的性能PP的共混改性具有耗资少，操作简单，生产周期短的特点，适合于生产批量较小、要求多变的CPP薄膜产品，共混技术的发展给CPP薄膜带来可新的发展空间。1、与导电塑料共混生产的聚合物合金，具有永久性抗静电性能，用此原料生产的CPP薄膜适用于电子元件的软包装。2、聚烯烃类热塑料性弹性体与PP的共混大大改善了CPP薄膜的抗冲击强度，同时也保证了薄膜的透明度，在实际生
46、产中已经有将PE、BR(丁烯橡胶)、EPR(乙烯-丙烯嵌段共聚物)、 EPDM(三元乙丙橡胶)、乙烯-烯烃共聚物、丙烯-烯烃共聚物等与PP共混以改善薄膜的冲击强度。聚烯烃弹性体(POE)是采用限制几何形状的茂金属技术生产的乙烯-辛烯共聚物，POE改性PP既有优良的抗冲击性能又有很好的加工性能，改善了PP的光学透明性，是综合性能优良的改性PP材料。3、纳米PP添加剂的使用纳米PP复合材料具有更好的刚性，同时保持了良好的低温冲击性。能使薄膜的气体阻隔性、耐热性更好。纳米粒子比光的波长还小，从而能提供极佳的表面光洁度和透光性。使用这种新材料生产的CPP薄膜具有良好的阻隔性能，是食品包装的理想材料，也
47、可以制成高抗冲薄膜或乳油液体农药的包装薄膜。(五)接枝改性技术的应用改进了CPP薄膜的性能PP是非极性聚合物，通过接枝改性可赋予PP以极性，从而改进PP的粘接性、涂饰性、油墨印刷性。接枝后的极性PP可作为挤出复合膜的粘接层、热溶胶，也可作为PP与各种极性聚合物共混的相容剂。PP接枝苯乙烯(St)共聚物(PP-g-PS)可作为PP和PS、PPE(聚苯醚和改性聚苯醚)、PET等共混时的相容剂，PP悬浮接枝St得到的接枝物，通过挤出与拉伸，薄膜无须经过表面处理即可直接印刷。总之，CPP薄膜已经成为包装行业不可或缺的产品，许多生产厂家采用新设备和新材料不断地扩大生产规模，提升生产效率，增加产品品种，扩展新的应用领域。可以预料，随着我国经济飞速发展和人们消费水平的不断提高，CPP行业将会迎来新一轮的发展和提高。26