影响膜级聚酯切片质量的关键因素

冬冬

　　因为 BOPET 薄膜生产的稳定、产品质量的优劣主要取决于膜级聚酯切片（B层）的质量，为使切片生产厂家和用户共同提高对膜级聚酯切片质量的认识，江阴赛生聚酯新材料有限公司总经理我们对膜级聚酯切片（B层）的质量做了简要的分析，并向薄膜生产厂家提出了一些建议。整个聚酯行业按TiO2含量大小划分为大有光、有光、半消光和全消光聚酯切片。我们对影响膜级聚酯切片质量的因素进行了全方位的剖析。<br />　　关于影响到膜级聚酯切片物理特性的因素，主要是指特性粘度（IV）、熔点、结晶性能与转化点温度。其中特性粘度主要影响薄膜的强度，当粘度到达一定值时，强度就不再增加了。一般地来说，膜级切片的IV 值在（0.62～0.68）±0.01 dl／g 为宜。当要求生产较高强度的薄膜时，宜选用 IV 值较高的PET。我们强调，为了使膜级聚酯基片与母料切片相熔性较好，两种切片的IV值不能相差悬殊，如果相差太大，轻者影响薄膜的光学性能的均匀性，重者会直接影响正常生产。特性粘度也是聚酯切片相对分子量大小的表征，只有保证了分子量和分子量分布才能确保BOPET生产的稳定，膜级聚酯切片的分子量分布最好是在 16，000～18，500 之间。熔点间接反映 PET 树脂的DEG（二甘醇）含量、分子量分布、低聚物含量等质量情况。熔点低，树脂的耐热性差。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。<br />　　结晶性能与转化点温度也是影响拉膜生产的重要因素。一般来说，膜级聚酯切片的玻璃化转变温度为 68℃，冷结晶峰温（TC1）在124℃或更高，而熔融结晶峰温（TC2）在225℃或更高。熔融结晶峰温略低可更好地满足拉膜生产的需要，冷结晶峰温与熔融结晶峰温的要求正好相反，因为 TC2－TC1越小结晶速率越低。聚酯切片生产过程中，可以通过调整聚合工艺条件、添加第三单体（共聚物）等能够使 TC2－TC1 缩小，从而降低 PET的结晶速率，更好地满足稳定拉膜生产工艺要求。PET 分解温度一般在 380℃以上。<br />　　另外，BOPET 薄膜成品的物理性能与聚酯切片的 b 值、DEG（二甘醇）含量、端羧基（－COOH）含量等也有密切的关系。<br />　　聚酯切片 b 值直接影响 BOPET膜的色泽。其测量是根据色谱学与光度学原理及有关国际标准，通常采用亨特（L－白度，a－绿／红色指数，b－黄色指数）法的色差计进行测量。影响切片色泽的因素很多，主要是由原料的质量、添加剂的种类及含量、生产工艺、生产过程控制差异引起的。目前，从工艺上比较直接的控制b 值的方法是在工艺稳定和原辅材料质量良好的情况下，改变红度剂和兰度剂的加入量，可以改善切片的 b值；另外，在一定条件下通过调整聚合工艺（如优化聚合反应温度、降低物料液位等）也可改善切片的 b 值。DEG（二甘醇）含量高会影响 PET 的耐热性和耐光性，但由于 DEG 中的醚键有一定的柔软性，醚健的存在降低了 PET分子的刚性，降低了 PET 的熔点、TC2 等，也就降低 PET 的结晶速率，有利于拉膜。DEG含量的高低主要是由生产工艺决定的，生产上可以通过改变工艺条件（如调节 EG／PTA 摩尔比）或加入适量 DEG 进行调整。端羧基（－COOH）含量的高低不光影响到切片的拉膜性能，也会影响薄膜的性能。如聚酯切片的端羧基含量过高，易引起熔体的降解，造成拉膜时的破膜，同时，氢离子的增加会降低薄膜的绝缘性能。一般要求大有光膜级聚酯切片的－COON控制在 20mol／t～30mol／t，否则会影响到切片的拉膜性能。<br />　　同时，添加剂的种类、含量是决定聚酯切片性能的关键。根据产品特性的需要，催化剂、稳定剂、静电吸附剂（醋酸镁或醋酸钾）、调色剂等必须严格按照比例添加。如产品需要，也可添加如共聚单体、滑爽剂、吸色剂等的特种添加剂。需要注意的是，食品包装用薄膜在原料生产初期就要选用符合经过FDA 等国际标准认证的添加剂。&lt;BR&gt;　　熔体电阻率是确保聚酯切片满足较高拉膜速度的关键指标，聚酯生产过程中加入醋酸镁、醋酸钾就是为了达到这一目的。聚酯熔体的电阻率在5×107Ωcm 以上，拉膜速度可达到 350 米／分～400 米／分。要使拉膜速度达到 300 米／分，聚酯熔体的电阻率就必须在5×108－10Ωcm 以上。如果拉膜速度小于 250 米／分，则可不要求这一指标，此时聚酯熔体的电阻率约为 5×1016Ωcm。<br />　　一些杂质如果含量过高，也能够对拉膜性能甚至薄膜产生不良影响。<br />　　水分：切片含水率过高会造成熔体降解。含水率一般要小于 0.2wt%，生产上需经过干燥使其含水率小于 30PPM。<br />　　铁：铁含量过高会使薄膜发黄，色泽变差。一般要求铁含量小于 3PPM。<br />　　灰份：指不含 TiO2的无机金属盐含量，过高表明杂质太多，会明显影响拉膜性能。一般要求小于 300ppm。<br />　　凝聚粒子：指添加剂沉淀物、聚合物的氧化凝胶物、反应器壁上生成的高熔点物（拉膜时产生晶点的主要原因）、碳化物等，凝聚粒子会随连续生产时间的延长增多，并严重影响熔体过滤器和组件滤层的负荷与寿命。一般要求小于10μm。<br />　　在分析了影响膜级聚酯切片质量的因素之后，我们对一些拉膜厂家遇到的尴尬问题也阐述了自己的看法。<br />　　在实际生产过程中，有拉膜厂家提出，有的厂家切片质量指标没问题，就是不好用；还有的厂家提出，同一厂家切片这批好用，下批又不好用了。我们认为，一般来说，切片生产企业的质量指标几乎都能达到国家标准要求，而造成这种现象出现的原因也需要具体分析。对于第一种情况，我们认为是切片的内在质量问题，如结晶性能不理想、分子量分布太宽、添加剂选择不当等，因为这些指标国家没有标准，而大多数厂家都不具备分析条件。因此，他建议切片厂家应注重改进生产工艺；而第二种情况，他认为可能是切片生产厂家的生产工艺条件、原辅材料批号等发生了变化。他同时表示，正因如此，才要强调拉膜厂家一定要对不同批号（不管是同一厂家还是不同厂家）的聚酯切片要在上机前进行准确的质量检验。如果拉膜厂家不管什么切片，拿来就上机，发现问题再停机处理就会造成较大的损失。<br />　　最后，总结之前的发言，我们对拉膜生产厂家提出了几点建议：切片厂家与拉膜厂家要定期就有关问题进行技术交流；PET上机前要再次进行质检以确认质量可靠；要选择精确的仪器进行准确的质量检测；自厂不能检测的重要指标应定期委托专检；要用 PET工厂提供的质量指标指导拉膜生产；要防止不同厂家、不同批次的 PET &lt;BR&gt;　　混批；要做好回料质量的检验与把关；挖掘并提出相关课题，共同研究，实现双方在各自工艺、设备、产品质量及其应用等方面的新的突破。