環(huán)境友好型塑料包裝方案探索第一季暨BOPE開(kāi)發(fā)應用大推動(dòng) ---第二篇開(kāi)發(fā)應用篇-高達利
發(fā)布時(shí)間：2018-10-13 11:45:34 點(diǎn)擊量：5582
演講人：高達利博士；整理人：精良虞道良高工
北京化工研究院成立于1958年，原隸屬化工部，1998年進(jìn)入中國石油化工集團，業(yè)務(wù)主要包括乙烯技術(shù)、合成樹(shù)脂、合成橡膠、有機精細化工和化工環(huán)保，在合成樹(shù)脂方面，主要負責中石化合成樹(shù)脂新材料的開(kāi)發(fā)以及為中石化廣大客戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
在制膜科研方面，北化院具有雄厚的基礎和悠久的歷史，包括大型薄膜雙向拉伸試驗機，多層擠出流延機，縱向MDO拉伸試驗機，各種性能薄膜檢測設備，這些設備對中石化對雙拉材料的開(kāi)發(fā)很大的幫助，同時(shí)對廣大的中石化客戶(hù)敞開(kāi)大門(mén)。
專(zhuān)用料可以在現有的BOPP雙拉生產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行生產(chǎn)，完全滿(mǎn)足生產(chǎn)線(xiàn)對原料拉伸成膜性的要求，這也使得BOPE大規模工業(yè)生產(chǎn)和運用成為可能。
從機理上講，BOPE專(zhuān)用料的開(kāi)發(fā)是以聚乙烯原料分子結構為先導，結合先進(jìn)的雙拉加工技術(shù)從而生產(chǎn)出來(lái)的一類(lèi)高性能薄膜，傳統的PE薄膜是通過(guò)擠出吹塑和擠出流延工藝加工成型的，吹塑和流延是一種熔體加工，所以成型過(guò)程處于非穩態(tài)，但是BOPE薄膜與BOPP一樣采用平膜法拉伸成型，也就是先擠出成型后鑄片，鑄片經(jīng)過(guò)二次預熱再拉伸，在半固態(tài)下拉伸成膜，相對來(lái)說(shuō)成型過(guò)程是一個(gè)穩態(tài)結構，因此薄膜取向度較高，特別是厚度均勻性比較好。但是現有聚乙烯原料不具備所需的分子結構不能進(jìn)行雙向拉伸。
由于它具有很高的取向以及分子量取向和結晶取向，優(yōu)異的抗沖擊和抗穿刺性能，穿刺強度大概提高2-5倍，特別是沖擊后形變很小。
具有較高的拉伸強度 ，強度比現有吹膜提高2-8倍。兩個(gè)方向都可以達到100Mpa以上。
BOPE先鑄片后拉伸，鑄片過(guò)程是快速冷卻的過(guò)程，結晶結構比較細，所以光學(xué)性能好，薄膜霧度降低30%-85%，因此具有非常優(yōu)異的光學(xué)性能。
平膜法拉伸具有很好的厚度均勻性，這就適合現在的高速印刷和高速復合，此外BOPE薄膜還具有一定的可撕開(kāi)性。
綜上所述，BOPE薄膜有這些優(yōu)勢，在包裝運用中，由于它較好的抗針孔性能，耐低溫沖擊和穿刺，可以有效降低破包率，為廠(chǎng)家降低成本。
目前BOPE薄膜已經(jīng)在日化包裝、食品包裝、農用膜等領(lǐng)域進(jìn)行了產(chǎn)品應用開(kāi)發(fā)，并取得一定的結果。已開(kāi)發(fā)的BOPE薄膜應用包括重包裝袋、食品包裝、復合袋、日化袋、白膜等等。
其中在BOPE復合袋這方面的應用目前比較成功，主要是以BOPE作為一層通過(guò)復合作為包材，所具備的包裝材料具有抗沖刺、抗沖擊、強度高、耐低溫等特點(diǎn)。由于BOPE的高強度就為包裝材料減薄提供了可能，對現有包裝進(jìn)行減薄，同時(shí)提高包裝強度可以減少破包，減少包裝物的浪費，降低成本，我們認為減少塑料用量，減薄，也可以作為一種更實(shí)用的包裝綠色環(huán)保技術(shù)。
1、開(kāi)發(fā)BOPE熱封膜：根據BOPE熱封膜在包裝材料領(lǐng)域應用中，對薄膜起封溫度、熱封強度等的要求，對薄膜熱封層進(jìn)行了設計，對薄膜拉伸工藝進(jìn)行了優(yōu)化。開(kāi)發(fā)出了具有單面熱封層和雙面熱封層結構的BOPE熱封膜。目前開(kāi)發(fā)的熱封膜熱封強度比較高，最高達到20N以上。
通過(guò)比較BOPE復合重包裝性能我們可以看出，對于拉伸強度和穿刺強度這兩個(gè)包裝比較關(guān)鍵指標，以30um BOPE復合15um BOPA這樣結構復合包材，它的拉伸強度和穿刺強度已經(jīng)達到甚至超多105um吹膜復合15um BOPA這樣的結構，所以對于包裝強度有較大的提高。
對于這方面的應用，我們大概有兩種設計，一種是BOPE作為中間層，上下復合其它材料制成高強度、抗穿刺的包裝袋來(lái)代替有些包裝中間層用BOPA，另一個(gè)是不需要阻隔的應用下，用BOPET/BOPE結構替代BOPA/IPE(CPE)結構，不僅降低成本代替尼龍，同時(shí)達到一定的減薄效果，并具有現有IPE不具有的易撕開(kāi)性。
現在液體的包裝的趨勢取用自立袋軟包裝來(lái)進(jìn)行包裝，BOPE在這一方面是有一定的優(yōu)勢的。飲料袋時(shí)代來(lái)臨，國際上袋類(lèi)軟包裝已經(jīng)開(kāi)始涌入日化、飲料包裝市場(chǎng)，與傳統瓶裝相比除使用方便外，更有很好的印刷性和貨架展示性，以及輕量化可減少運輸成本和破損。
BIB（Bag-in-Box）包裝，即盒中袋是由多層薄膜制成的柔韌內袋和密封龍頭開(kāi)關(guān)以及紙盒構成的。內袋：用制成，可裝2-10升液體。廣泛應用于果汁、葡萄酒、礦泉水、食用油、工業(yè)試劑、農藥等。
力學(xué)性能：上圖BOPE與PE吹膜拉伸曲線(xiàn)，現有PE吹膜在很低的強度下拉伸屈服，大概10-20Mpa發(fā)生屈服，斷裂強度30-50Mpa，但是因為BOPE的加工特點(diǎn)，加工成型過(guò)程中拉伸取向因而B(niǎo)OPE幾乎沒(méi)有屈服，斷裂強度可以達到100Mpa以上，而且伸長(cháng)率和BOPA、BOPET具有良好的匹配，復合成包材后具有好的協(xié)同效應。
吹膜和BOPE薄膜的沖擊性能比較：普通的PE吹膜沖擊強度比較低，或者沖擊形變比較大，但是BOPE薄膜沖擊形變比較小，在不破的情況下，完全不影響包裝材料的二次使用。
展示BOPE薄膜工業(yè)化產(chǎn)品的性能：比較可見(jiàn)BOPE主要幾個(gè)性能指標，拉伸強度、穿刺強度、霧度、沖擊強度都比現有吹膜PE都有較大幅度的提高，35um BOPE薄膜的強度可以達到105um PE吹膜的強度和高于現有茂金屬的強度，因此作為一種新的包裝基材應該具有很好的應用前景。
編后語(yǔ)
為了推動(dòng)新材料、新工藝的開(kāi)發(fā)及應用，江蘇精良高分子材料有限公司 總經(jīng)理盛承林邀請了中石化化工研究院 高達利博士、佛塑科技東方包裝膜分公司 總經(jīng)理張廣強先生、上海靈博塑料包裝有限公司 常務(wù)副總黃軍彪先生，等產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節的專(zhuān)業(yè)人士就BOPE制造和特性、應用在精良-龍樸微信群展開(kāi)了專(zhuān)業(yè)討論。
本文是 精良+龍樸 組織的微信活動(dòng) 高達利博士 的演講，是精良呼吁做環(huán)境友好塑料包裝方案第一期活動(dòng)的組成部分，由江蘇精良虞道良高工根據高博士演講語(yǔ)音整理而成。（第一季第二篇BOPE開(kāi)發(fā)應用篇完）。
