PET材料的双向拉伸工艺介绍

以BOPET薄膜为例，将主要设备与工艺简述如下：

①配料与混合

普通BOPET薄膜所使用的原料主要是母料切片和有光切片。母料切片是指含有添加剂的PET切片，添加剂有二氧化硅、碳酸钙、硫酸钡、高岭土等，根据薄膜的不同用途来选用相应的母料切片。

聚酯薄膜一般采用一定量的含硅母料切片与有光切片配用，其作用是通过二氧化硅微粒在薄膜中的分布，增加薄膜表面微观上的粗糙度，使收卷时薄膜之间容纳极少量的空气，从而防止薄膜粘连。有光切片与一定比例的母料切片通过计量混合机进行混合后进入下道工序。

②结晶和干燥

对于有吸湿倾向的高聚物（例如PET、PA、PC等），在进行双向拉伸之前，必须先进行预结晶和干燥处理。这样做的目的是：提高聚合物的软化点，避免其在干燥和熔融挤出过程中树脂粒子互相粘连或结块；去除树脂中的水分，防止含有酯基的聚合物在熔融挤出过程中发生水解或产生气泡。

PET的预结晶和干燥设备一般采用带有结晶床的填充塔，同时配有干空气制备装置，包括空压机、分子筛去湿器、加热器等。预结晶和干燥温度为150~170℃，干燥时间约3.5~4h，干燥后的PET切片含湿量要求控制在30~50PPm。

③熔融挤出

经过结晶和干燥处理后的PET切片进入单螺杆挤出机进行加热熔融塑化。为了保证PET切片良好的塑化质量和稳定的挤出熔体压力，螺杆的结构设计非常重要。

除对长径比、压线比、各功能段均有一定要求外，还特别要求是Barrier型螺杆，这种结构的螺杆方利于保证挤出物料的良好塑化、挤出机出口物料温度的均匀一致、挤出机的稳定出料和良好排气，并有利于提高挤出能力。若挤出量不是太大，推荐选用排气式双螺杆挤出机。

这种挤出机有两个排气口与两个抽真空系统相连接，具有很好的抽排气、除湿功能，可将物料中所含的水分和低聚物抽走，因而可以省去一套复杂的预结晶/干燥系统，节省投资并降低运行成本。挤出机温度设定从加料口到机头约为210~280℃。

④铸片

模头是流延铸片的关键模具，直接决定铸片的外形和厚度均匀性。BOPET常采用衣架型模头，模头开度通过若干个带有加热线圈的推/拉式差动螺栓进行初调，并通过在线测厚仪的自动测厚、反馈给模头的加热螺栓进行模唇开度的微调。模头温度控制在275~280℃。

急冷辊（又称铸片辊，俗称冷鼓）。从模头流出呈新流态的PET熔体在匀速转动的急冷辊上被快速冷却至其玻璃化温度以下，形成厚度均匀的玻璃态铸片。急冷的目的是使厚片形成无定型结构，尽量减少其结晶，以免对下道拉伸工序产生不良影响。为此，要求急冷辊表面温度均匀，冷却效果好。同时要求急冷辊转速均匀而稳定。另外，急冷辊内通30℃左右的冷却水，以保证将铸片冷却至50℃以下。

静电吸附装置。静电吸附装置的作用是使铸片与急冲辊紧密接触，防止急冷辊快速转动时卷入空气，以保证传热/冷却效果。静电吸附装置由金属丝电极、高压发生器及电极收放力矩电机等组成。其工作原理是：利用高压发生器产生的数千伏直流电压，使电极丝、急冷辊分别变成正极和负极（急冷辊接地），铸片在此高压静电场中因静电感应而带上与急冷辊极性相反的静电荷，在异极相吸的作用下，铸片与急冷辊表面紧密吸附在一起，达到排除空气和良好传热的目的。

⑤纵向拉伸

将来自铸片机的厚片在纵向拉伸机组中加热到高弹态下进行一定倍数的纵向拉伸。纵向拉伸机由预热辊、拉伸辊、冷却辊、张力辊和橡胶压辊、红外加热管、加热机组以及驱动装置等组成。纵向拉伸通常为单点拉伸，也有多点拉伸，如两点或三点拉伸。纵拉比是通过慢拉辊与快拉辊之间的速度差而产生的，一般为3.3~4倍。

⑥横向拉伸

横向拉伸机由烘箱、链夹和导轨、静压箱、链条张紧器、导轨宽度调节装置、开闭夹器、热风循环系统、润滑系统及EPC等组成。其作用是将经过纵向拉伸的薄膜在横拉机内分别通过预热、拉幅、热定型和冷却而完成薄膜的横向拉伸。横拉比为3.5~4倍。

⑦牵引收卷与分切

本工序的设备由若干个牵引导向辊、冷却辊、展平辊、张力辊、跟踪辊、切边装置、测厚仪及电晕处理机等组成。经过双向拉伸的薄膜通过切边、测厚、电晕处理后便可进行收卷和分切，经检验合格后即是成品。