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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) (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)1、2、三、(一-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)(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230～270℃瞬间降到20～50℃即得到流延薄膜。流延膜在辅助冷却辊(第二冷却辊)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)(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3～4，屏障螺棱的长短影响塑化质量和挤出产量。 销钉