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热收缩聚酯薄膜的收缩机理及生产工艺

热收缩塑料薄膜一般是多以无定型塑料加工制得，例如聚苯乙烯、聚氯乙烯、PVDC等。聚苯乙烯(PS)收缩膜强度低、不耐冲击，很少使用；而聚氯乙烯(PVC)不利于回收处理，不符合环保要求。在国外，特别是在欧洲，聚氯乙烯(PVC)塑料薄膜已禁止在包装领域特别是食品包装方面的使用。

聚酯(PET)热收缩薄膜则是一种新型热收缩包装材料。由于它具有易于回收、无毒、无味、机械性能好、特别是符合环境保护等特点丈量采取高精度传感器，在发达国家聚酯(PET)已成为取代聚氯乙烯(PVC)热收缩薄膜的理比如超市用的其中1种塑料袋想替代品。

但是，聚酯(PET)薄膜是结晶型材料，普通聚酯薄膜经过特殊工艺处理只能得到30％以下的热收缩率。若要获得高的热收缩率的聚酯薄膜，则必须对其进行改性。也就是说，为了制造高热收缩率的聚酯薄膜，需要对普通聚酯即苯二甲酸乙二醇酯进行共聚改性。共聚改性后的PET薄膜其最高热收缩率可高达70％以上。

普通聚酯一般是由对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)经过酯化、缩聚反应而制得，屈于结晶型聚合物(严格讲是结晶区和非晶区共存的聚合物)。所谓共聚改性就是除了对苯二甲酸(PTA)与乙二醇(EG)两种主要组分之外，再引入第三甚至第四组分参与共聚，目的是使之生成不刘·称的分子结构而形成无定型的PET共聚物。

引人的第三甚至第四单体可以是二元酸或二元醇。其中，二元羧酸有间苯二甲酸、丙二酸、丁二酸、已二酸、癸二酸等；二元醇有新戊二醇、丙烯二醇、二甘醇、1．4环己烷二甲醇等。如以二元羧酸进行共聚改性时，所制得的PET共聚物，称之为APET；若以二元醇进行共聚改性时，所制得的PET共聚物； 则称之为PETG。

上述引入的第三单体中，最常采用的二元羧酸是间苯二甲酸(1PA)。IPA的加入可改变聚酯的对称的紧密结构，破坏大分子链的规整性，从而降低子大分子间的作用力，使聚酯分子结构变得比液化气罐较柔顺。同时，由于IPA的引入，使聚酯难于成核结晶，并且随着1PA引入量的增加，APET共聚物由部分结晶向非结晶聚合物过渡，由于这种改性聚酯APET的结晶能力下降，无定型区变大，故可用于制造高收缩薄膜。推荐IPA的加入量在20％左右为宜。

引入的第三单体也可以是二元醇，最常用的二元醇是1．4环己烷二甲醇(CHDM)。在聚酯共聚过程中，加入CHDM对改变聚酯的tg一tm和结晶速率均会产生很大的影响。随着CHDM含量的增加，共聚酯PETG的熔，点下降、玻璃化温度上升、共聚物便变为非晶态结构。不过，1．4环己烷二甲醇(CHDM)的加入量须控制在适当的范围内，通常推荐CHDM加入量为30％-40％。这种用二元醇改性的PETG不仅可用于制备高收缩薄膜，也可用来生产热封膜、高透明膜片等。其用途十分广泛。

关于热收缩薄膜的收缩机理：

以BOPET薄膜的生产工艺为例，其生产流程是先将PET共聚树脂进行干燥处理，然后加入挤出机中熔融挤出、通过模头／冷鼓铸片，随后将铸片加热到玻璃化温度以。卜、熔融温度以下的某一适当温度范围内，并在外力作用下，进行单向或双向一硬度计要怎么保养定拉伸倍数的拉伸，通常要求进行横向3．．0倍的拉伸。通过拉伸使PET大分子链沿外力方进行取向，接着使之冷却定形，使已取向的PET分子结构"冻结"定型。这种外力作用下的高弹形变具有热收缩的"记忆效应"，当把这种具有"记忆效应"的薄膜再加热到拉伸温度以上时，被冻结了的大分子取向结构开始松弛，在宏观上表现为PET薄膜发生收缩。值得一提的是这种PET薄膜热收缩，主要是由取向的无定型部分所贡献。这也是为什么共聚改性的无定型PET薄膜(APET或PETG)要比普通结晶型PET薄膜热收缩率大得多的缘由。因此，通过增加薄膜中取向的无定形区，便可以达到大大提高薄膜热收缩率的目的。如前所述，普通聚酯薄膜的热收缩率仅在30％以下，而共聚改性聚酯的热收缩率可高达70％以上。

关于热收缩聚酯薄膜的生产工艺：

热收缩聚酯薄膜的生产工艺流程为--无定型聚酯切片(APET或PETG)真空干燥--熔融挤出或排气式双螺杆挤出--急冷铸片--单向拉伸--冷却定形--收卷、分切--检验包装热收缩聚酯薄膜的生产工艺条件及其影响：

干燥处理：由于聚酯大分子锈中含有酯基，有吸湿性倾向，在受热的情况下，即使有微量的水分存在也极易发生水解。其结果是，在成型加工的过程中，会产生大量的气泡影响正常生产：同时，因水解降解使分子量下降，PET品质变劣。所在熔融挤出加工之前，必须进行干燥处理。推荐采用真空转鼓干燥，干燥温度℃，干燥时间，6h。

熔融挤出；经过干燥处理的共聚PET树脂便可加入单螺杆挤出机进行熔融挤出，熔融温度：180--℃，熔体温度约270℃。

如果采用排气式双螺杆挤出机进行熔融挤出，则可省去真空转鼓干燥系统。因为排气式双螺杆挤出机一般设置有两个排气口，它们分别与两个抽真空系统相连。通过真空泵抽真空可将PET树脂中所含水分及熔融挤出过程中产生的低分子物抽走，达到同样的效果，而且可以大大节省投资和运行成清扫机本。

流延铸片：熔融挤出的熔体通过熔体计量泵、过滤器、熔体管道进入衣架式模头后从模唇口流延至冷却转鼓上而形成铸片。冷却转鼓的冷却水温度控制在30℃左右。

单向拉伸。高热收缩聚酯薄膜一般要求单向收缩，特别要求是横向热收缩。横向拉伸的预热温度为90陶瓷阀门-lOO℃，拉伸温度为105～110℃，拉伸倍数．5倍。链夹须加强风冷，控制夹子温度在110℃以下，以防止共聚树脂粘夹。拉伸后的PET薄膜立即进行冷却而不须热定形处理。

收卷、分切。经过单向拉伸的PET薄膜通过测厚、牵引收卷，最后根据用户要求的规格进行分切、检验、包装，即为热收缩薄膜成品。

随着我国塑料包装工业的不断发展和人民生活水平的不断提高，作为饮料行业中的果汁饮料、可口可乐、雪碧等饮料大多采用综合性能优良、有较好阻隔性能、无毒无味的PET塑料瓶进行包装，其用量十分可观。据统计，目前全国PET饮料瓶用量至少达25万吨以上，与之配套的PET热收缩标签薄膜用量则可达2万-3万吨。另外，我国加入WTO以后，对外贸易不断扩大，为了提高出口商品的形象和价值，也必须使用聚酯热收缩薄膜等较高档包装材料。

(江阴金中达/冯树铭)

中国包装报