BOPP廢膜的處理技術(shù)研究

摘 要：采用BOPP廢膜造粒后再與母料混合的方式制備出BOPP薄膜，考察了不同含量的廢膜對(duì)薄膜表面張力、力學(xué)性能、光學(xué)性能和摩擦性能的影響。研究結(jié)果表明，廢粒的含量越高，薄膜的表面張力越低、力學(xué)性能越差、光學(xué)性能降低、摩擦因數(shù)增大，薄膜的整體性能下降。生產(chǎn)母料中添加2.5%的廢粒，BOPP薄膜的性能下降程度在可接受范圍之內(nèi)，不影響薄膜的終端使用。

關(guān)鍵詞：BOPP廢膜;表面張力;處理技術(shù);力學(xué)性能

0 引言

雙向拉伸聚丙烯薄膜是用BOPP熔融擠出拉伸的薄膜，它具有力學(xué)性能好、可加工性高和原材料易得等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于食品、煙草和化妝品等行業(yè)的包裝[1-3]。因此諸多學(xué)者對(duì)BOPP薄膜進(jìn)行了研究，劉曉艷[4]研究了自制爽滑抗粘連母料應(yīng)用在BOPP薄膜中的可行性;張軍曉[5]研究了防偽BOPP煙膜表面張力的關(guān)鍵影響因素;張莉瓊[6]測試并分析了特制母料對(duì)BOPP光膜表面張力的影響。但是對(duì)生產(chǎn)BOPP薄膜過程中必然會(huì)產(chǎn)生的廢膜關(guān)注較少，若是大量的廢膜當(dāng)作廢品處理既浪費(fèi)資源由污染環(huán)境，為響應(yīng)國家節(jié)能降耗的號(hào)召，本文研究了廢膜的回收利用和處理技術(shù)。

1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

1.1 實(shí)驗(yàn)原材料準(zhǔn)備

BOPP廢膜：寬約15cm，公司生產(chǎn)線自制。

聚丙烯樹脂：T36F，等規(guī)度98%，中國石油化工股份有限公司茂名分公司。

復(fù)合添加劑：主要成分為極性爽滑劑、有機(jī)抗粘連劑與改性硅油，含量90%，貝賽勒化學(xué)技術(shù)（上海）有限公司。

抗靜電劑：工業(yè)級(jí)，東莞市聚塑源新材料有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器

設(shè)備：法國CELLER雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線。

儀器：表面張力儀，德國Kruss公司;萬能材料拉伸機(jī)，馥勒儀器科技（上海）有限公司;FTP-F1型摩擦系數(shù)/剝離試驗(yàn)儀，濟(jì)南賽成電子科技有限公司;WGT-S型透光率/霧度測定儀，濟(jì)南賽成電子科技有限公司。

1.3 BOPP廢膜的處理技術(shù)

本實(shí)驗(yàn)先將BOPP廢膜經(jīng)造粒機(jī)組粉碎和造粒形成BOPP廢粒，然后把一定含量的廢粒、復(fù)合添加劑、抗靜電劑與母料混合均勻，再將其加入擠出機(jī)熔融，采用三層共擠出的方式，先用縱拉機(jī)進(jìn)行縱向拉伸，再進(jìn)入橫拉機(jī)進(jìn)行橫向拉伸，最后經(jīng)過測厚、切邊與電暈處理后即可制得BOPP薄膜產(chǎn)品。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

表面張力：根據(jù)《塑料膜和片潤濕張力的測定》（GB/T 14216-2008）規(guī)定的條件與方法進(jìn)行測試。

力學(xué)性能：根據(jù)《塑料薄膜拉伸性能試驗(yàn)方法》（GB/T 13022-1991）規(guī)定的條件與方法進(jìn)行測試。

光學(xué)性能：根據(jù)《透明塑料透過率和霧度的測定》（GB/T 2410-2008）和ASTM D523-1989（1999）材料光澤度測試規(guī)定的條件與方法進(jìn)行測試。

摩擦因數(shù)：根據(jù)《塑料薄膜和薄片摩擦因數(shù)測定方法》（GB 10006-88）規(guī)定的條件與方法進(jìn)行測試。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)1.3的方法分別制備廢粒含量為0%、2.5%和5%的BOPP薄膜，厚度為35μm，測試其表面張力、力學(xué)性能、光學(xué)性能和摩擦性能。

2.1 BOPP廢粒含量對(duì)BOPP薄膜表面張力的影響

薄膜的表面張力影響薄膜的印刷或涂布質(zhì)量，為探究不同廢粒含量對(duì)BOPP薄膜表面張力的影響，測試BOPP薄膜在儲(chǔ)存60天內(nèi)的表面張力變化，時(shí)間點(diǎn)分別為1，2，3，7，14，21，30，60天，測試結(jié)果如圖1。

由圖1可知，BOPP薄膜的表面張力在60天儲(chǔ)存期內(nèi)呈現(xiàn)出先下降再穩(wěn)定的趨勢。表面張力穩(wěn)定時(shí)，3種薄膜的表面張力相差較大，添加5%廢粒的BOPP薄膜穩(wěn)定時(shí)表面張力為37.4 mN·m-1，低于38 mN·m-1的印刷技術(shù)指標(biāo)。含2.5%廢粒和不含廢粒的BOPP薄膜在衰減后均高于38 mN·m-1，符合印刷需求。廢粒的添加會(huì)降低表面張力，廢粒的含量越高，表面張力越低，因此在回收利用廢膜的時(shí)候應(yīng)充分考慮廢粒的添加量。

2.2 BOPP廢粒含量對(duì)BOPP薄膜力學(xué)性能的影響

薄膜的力學(xué)性能影響其使用場景與使用效果，為探究不同廢粒含量對(duì)BOPP薄膜力學(xué)性能的影響，對(duì)BOPP薄膜的縱、橫向的拉伸強(qiáng)度與斷裂應(yīng)變均進(jìn)行了3次測試，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，薄膜中加入廢粒的含量越高，BOPP薄膜的縱、橫向的拉伸強(qiáng)度與斷裂應(yīng)變越低，力學(xué)性能越差。這是因?yàn)槔鞆?qiáng)度與原材料的理化性能有關(guān)，沒有廢粒的母料理化性能較好，不受廢粒中雜質(zhì)的影響，所以成品膜的力學(xué)性能也最好。仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)2.5%的添加量對(duì)力學(xué)性能的影響并不是非常大，基本能滿足下游產(chǎn)品的使用需求。生產(chǎn)中還發(fā)現(xiàn)，5%的添加量多次導(dǎo)致破膜，但是2.5%卻沒有出現(xiàn)破膜情況，因此選用2.5%的添加量能滿足力學(xué)性能需求。

2.3 BOPP廢粒含量對(duì)BOPP薄膜光學(xué)性能的影響

薄膜的光學(xué)性能影響薄膜的外觀質(zhì)量，為探究不同廢粒含量對(duì)BOPP薄膜光學(xué)性能的影響，對(duì)BOPP薄膜的霧度和光澤度進(jìn)行了10次測試，計(jì)算其平均值，結(jié)果如表2所示。

分析表2可知，BOPP薄膜的霧度隨著廢粒含量的增加而上升，光澤度隨著廢粒含量的增加而下降，表明廢粒含量越高，BOPP薄膜的光學(xué)性能越差。與沒有添加廢粒的薄膜相比，添加2.5%廢粒的薄膜霧度降低了0.11%，下降幅度較小，但是光澤度卻下降明顯，達(dá)到了3.51%。由于所有薄膜的霧度都低于1.5%，因此并不影響薄膜的終端使用。

2.4 BOPP廢粒含量對(duì)BOPP薄膜摩擦性能的影響

薄膜的摩擦性能影響塑料袋的開口性，為探究不同廢粒含量對(duì)BOPP薄膜摩擦性能的影響，對(duì)BOPP薄膜的摩擦因數(shù)進(jìn)行了測試，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，剛下線的BOPP薄膜摩擦因數(shù)隨著廢粒含量的增大而變大，這不利于開口和灌裝?？紤]到薄膜內(nèi)部添加劑會(huì)逐漸遷移到薄膜表面，導(dǎo)致薄膜的摩擦因數(shù)會(huì)隨著存放時(shí)間的延長而逐步降低。因此在使用BOPP薄膜時(shí)的摩擦因數(shù)往往比剛下線時(shí)要低很多，也就是說添加2.5%廢料的薄膜摩擦因數(shù)在使用時(shí)會(huì)低于0.25，具有較好的塑料袋開口性。

3 結(jié)論

①廢粒的添加會(huì)降低BOPP薄膜表面張力，廢粒的含量越高，表面張力越低，因此在回收利用廢膜的時(shí)候應(yīng)充分考慮廢粒的添加量;

②薄膜中加入廢粒的含量越高，BOPP薄膜的縱、橫向的拉伸強(qiáng)度與斷裂應(yīng)變越低，力學(xué)性能越差;

③廢粒含量越高，BOPP薄膜的光學(xué)性能越差，但薄膜的霧度依舊低于1.5%，并不影響薄膜的終端使用;

④BOPP薄膜摩擦因數(shù)隨著廢粒含量的增大而變大;

⑤在生產(chǎn)母料中添加2.5%的廢粒，薄膜的表面張力、力學(xué)性能、光學(xué)性能和摩擦性能均出現(xiàn)一定程度的變差，但是不影響薄膜的使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹豫新.BOPP薄膜印刷適性的探討[J].河南化工，2008， 25（1）：42-44.

[2]王玲遠(yuǎn)，紀(jì)展尚，任雁德.BOPP印刷煙膜的工藝研究[J].中國包裝工業(yè)，2015，14（1）：92-94.

[3]陳斌康.我國BOPP薄膜及專用料的市場與發(fā)展[J].石油化工技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2010，26（5）：23-25.

[4]劉曉艷，張莉瓊，趙素芬等.爽滑抗粘連母料在BOPP薄膜中的應(yīng)用[J].合成樹脂及塑料，2015，32（1）：54-55.

[5]張軍曉.防偽BOPP煙膜表面張力的變化研究[J].塑料制造，2011，17（7）：57-59.

[6]張莉瓊，劉曉艷，趙素芬等.BOPP薄膜表面張力的測試與分析[J].塑料，2016，45（3）：100-102.

作者簡介：

方文彬（1970- ），男，高級(jí)經(jīng)濟(jì)師，研究生，BOPP薄膜的生產(chǎn)技術(shù)研究與管理。