聚酯薄膜的生产技术及市场概况

　　1948年英国帝国化学公司（I.C.I）和美国的杜邦公司（DUPONT）制出聚酯薄膜，并于1953年实现了双向拉伸聚酯薄膜的工业化生产。双 向拉伸聚酯薄膜（BOPET）具有优良的物理和化学特性，在电子、电器、磁记录、包装、装潢、制版印刷和感光材料等方面具有广泛的用途，在国内市场应用越来越多，特别是我国塑料包装制品业发展迅猛，远高于国内生产总值的增长速度，预计未来几年塑料包装制品生产总值年增长率将保持在10％以上。随着包装向高档化发展，BOPET膜的产量和消费量显著增加，其中包装薄膜是BOPET膜需求增长最快的应用领域。截至2003年，我国薄膜用聚酯产量为20万吨，基 本满足了国内BOPET生产企业对原料的需求。使用膜用聚酯切片的用户主要分布在广东、江苏、上海、河南等地区。大部分直接生产薄膜加工烫金、复合、镀铝等包装材料出厂。我国可以生产膜级切片的厂家主要有仪征化纤、辽化、燕化、天化等企业，年产量在25万吨左右，薄膜用聚酯已成为非纤用聚酯发展的一个重要方向。 

　　 聚酯薄膜是以优质的纤维级聚酯切片（粘度为0.64）为主要原料，采用先进的工艺配方，经过干燥、熔融、挤出、铸片和拉伸制成的高档薄膜。 

　　 聚酯薄膜双向拉伸又可以分为一次拉伸和两次拉伸，比较多的采用后者，也就是使用挤出－纵横逐次拉伸法。拉伸的温度通常都是在聚酯的玻璃化温度以上和熔点温度以下，拉伸后的膜经过热定型，使得分子排列称为固定的，称为定型膜；不经过热定型，分子排列不固定的，则为收缩膜，这种膜加热时可以快速收 缩。根据生产聚酯薄膜所采用的原料和拉伸工艺不同可分为以下两种： 1、双向拉伸聚酯薄膜（简称BOPET），是利用有光料（也称大有光料，即是在原材料聚酯切片中添加钛白粉，经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵横拉伸的高档薄膜，用途广泛。 2、单向拉伸聚酯薄膜（简称CPET）,是利用半消光料（原材料聚酯切片中没有添加钛白粉），经过干燥、熔融、挤出、铸片和纵向拉伸的薄膜，在聚酯薄膜中 的档次和价格最低，主要用于药品片剂包装。由于使用量较少，厂家较少大规模生产，大约占聚酯薄膜领域的5%左右,我国企业也较少进口，标准厚度有 150μm。 

　　根据取向度的异同和性能，聚酯薄膜可以分为平衡膜和强化膜。平衡膜是纵横两向取向基本相同，拉伸强度、相对热收缩率相等；通常人们把两个方向的 拉伸强度达到2.7～3Mpa时，就称为超级平衡膜。强化膜是纵横两个方面中其中一个方向的取向度大于另一个方向的取向度，而且该方向的拉伸强度大于 2.6MPa的称为强化膜；拉伸强度大于4Mpa的，则称为超级强化膜。 

　　由于聚酯薄膜的特性决定了其不同的用途。不同用途的聚酯薄膜对原料和添加剂的要求以及加工工艺都有不同的要求，其厚度和技术指标也不一样；另外，只有BOPET才具有多种用途，因此根据用途分类的薄膜都是BOPET。可分为以下几种： 

　　1、电工绝缘膜。由于其具有良好的电器、机械、热和化学惰性，绝缘性能好、抗击穿电压高，专用于电子、电气绝缘材料，常用标准厚度有： 25μm、36μm、40μm、48μm、50μm、70μm、75μm、80μm、100μm和125μm（微米）。其中包括电线电缆绝缘膜（厚度为 25-75μm）和触摸开关绝缘膜（50-75μm）。 

　　2、电容膜。具有拉伸强度高、介电常数高，损耗因数低，厚度均匀性好、良好的电性能、电阻力大等特点，已广泛用于电容器介质和绝缘隔层。常用标准厚度有3.5μm、3.8μm、4μm、4.3μm、4.8μm、5μm、6μm、8μm、9μm、9.8μm、10μm、12μm。

　　3、 护卡膜。具有透明度好、挺度高、热稳定好、表面平整优异的收卷性能、均匀的纵横向拉伸性能，并具有防水、防油和防化学品等优异性能。专用于图片、证件、文件及办公用品的保护包装，使其在作为保护膜烫印后平整美观，能保持原件的清晰和不变形。常用标准厚度有10.75μm、12μm、15μm、25μm、 28μm、30μm、36μm、45μm、 55μm、65μm、70μm，其中15μm以上的主要作为激光防伪基膜或高档护卡膜使用。 

　　4、通用膜。具有优异的强度和尺寸稳定性、耐寒性及化学稳定性，广泛用于复合包装、感光胶片、金属蒸镀、录音录像等各种基材。具体有以下几种： 

　　①半强化膜。最主要的特点是纵向拉伸强度大，在较大的拉力下不易断裂，主要用于盒装物品的包装封条等。常用标准厚度有20μm、28μm、30μm、36μm、50μm。 

　　②烫金膜。最大特点是拉伸强度和透明度好，热性能稳定、与某些树脂的结合力较低。主要适合高温加工过程中尺寸变化小或作为转移载体的用途上。常规标准厚度为9μm、12μm、15μm、19μm、25μm、36μm。 

　　③印刷复合包装膜。主要特点是透明性好、抗穿透性佳、耐化学性能优越、耐温、防潮。适用于冷冻食品及食品、药品、工业品和化妆品的包装。常用标准厚度为12μm、15μm、23μm、36μm。 

　　④镀铝膜。主要特性是强度高、耐温和耐化学性能好、有良好的加工以及抗老化性能，适当的电晕处理，使得铝层和薄膜的附着更加牢固。用于镀铝后，可广泛用于茶叶、奶粉、糖果、饼干等包装，也可作为装饰膜如串花工艺品、圣诞树；同时还适用于印刷复合或卡纸复合。常规标准厚度有12μm、16μm、 25μm、36μm。 

　　⑤磁记录薄膜。具有尺寸稳定性好，厚度均匀，抗拉强度高等特点。适用于磁记录材料的基膜和特殊包装膜。包括录音录像带基（常用标准厚度有9-12μm）和黑色膜（常用标准厚度有35-36μm）。 

　　不同厂家根据聚酯薄膜的质量可又不同的分类名称，我国厂家一般分为优等品、一级品和合格品，而国外厂家一般都分为A级品、B级品和C级品。一般 厂家所销售的产品中A级品占97-98%，B级品只占2-3%，C级品即是不合格品，不上流通领域销售。主要原因是原料价格高，一般厂家将其回炉重新作为 原料使用，或者将其作为短纤卖给纺织厂作纺织原料。国外厂家有时也将每季度或每半年的库存薄膜当B级品出售，此做法是东南亚国家一些厂家的一贯做法，目的 是减少库存。 

　　聚酯薄膜通常为无色透明，有光泽，强韧性和弹性均好的薄膜。与其他塑料薄膜相比，具有相对密度大、拉伸强度高，延伸率适中，冲击强度大，透气性 小，耐热性好和透明度高等特点。目前，市场上的聚酯薄膜大多数都是单层结构的薄膜。而生产这些薄膜所用的原料，基本上分以下三部分组成：一是空白切片（不含改性和其他添加剂的聚酯树 脂）；二是母切片（含有高浓度添加剂的聚酯树脂）；三是回收切片。 

　　原料切片的质量对聚酯薄膜的性能有直接的影响，一般可通过控制切片的特性粘度、熔点、二甘醇、水分、灰份、羧基、凝聚粒子等参数来保证聚酯薄膜的性能。 

　　而用户在使用纤维级大有光切片加工BOPET过程中，存在拉膜慢、薄膜色泽发灰、薄膜表面不光滑等问题。开发膜用PET光片专用基料，在技术上主要是通过优化工艺，调整添加剂用量，实现对特性粘度、DEG及色值的控制。

　　膜用聚酯专用基料经使用后，在拉膜成型性能和薄膜透明度、色泽方面有了较大改善。下一步开发添加一定含量无机物的膜用切片，提高拉膜速率，进一步提高树脂基料的加工性能。 

　　聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是20世纪90年代末国际上开发成功的一种极具发展前途的新型聚酯材料，它是由对苯二甲酸二甲酯（DMT）或对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（1,3-PDO）聚合而得的聚酯树脂。PTT具有良好的加工性能、电气性能、机械性能和尺寸的稳定性，可广泛应用于合成纤维和工程塑料领域，1998年被美国评为六大石化新产品之一。PTT和PET同属聚酯一族，两者具备共混改性的条件。当PET添加适量PTT熔融共 混，可改善膜用PET的后加工性能及成品膜的机械性能，因此，PET/PTT共混已受到国内外膜用聚酯原料研究领域的关注。 

　　不同配比的DSC热谱图都只有一个介于PET和PTT玻璃化转变温度之间的Tg峰。根据Tg法对共混体系相容性的判断:相容体系①只有一个 Tg;②Tg1 PTT与PET在分子构象上只差了一个碳原子,在晶态结构上与PET存在较大的差异。PTT的机械力学性能主要由亚甲基的内旋转和分子间力等因素决定的, PTT中的亚甲基呈螺旋排列方式,其晶格堆积却比PET的要疏松得多。因此相对PET而言, PTT具有良好的透明性、耐热性和加工性等特点,可用作薄膜。据日本公开专利报道，经改性的PTT可用于制作耐热容器,磁记录盘以及需要透明性好的包装薄 膜等。 

　　随着人们环保意识的增强，聚酯瓶回收已成为环保界关注的问题。聚酯瓶外包装膜多为PE或其它高分子热收缩膜，需分瓶体和外包装膜两道回收工艺，且外包装膜不能再利用，大大增加了聚酯瓶回收成本。目前国内PTT尚未工业化，价格较高。因此通过开发PET/PTT共混聚酯加工成外包装薄膜，将减少一 道回收工艺，大大降低回收成本，具有良好的社会效益。 

　　通过在对苯二甲酸和乙二醇的聚合过程中引入第三共聚单体，破坏整个分子结构的有序对称性，从而破坏其结晶性能，得到结晶度大大降低甚至得到完全 非晶的PET，从而使产品具有优良的透明性。通过用CHDM替代部分EG或者用IPA替代部分TPA进行改性PET的生产，使产品获得优异的透明度，同时 可以提高产品的玻璃化温度，改善其使用时的耐温性能，还降低了熔点，从而降低了加工温度，改善加工成型性，有广泛的开发和应用前景。 

　　PETG的物理特性为非晶体，100%无定形，常温下为球状小颗粒，同扁平（或圆柱）状小颗粒相比具有更市制容积密度，更容易挤压输出，熔点可达到220℃，玻璃化转化温度为88℃，除具有耐热性、耐化学腐蚀性的特点，还具有优越的光学性能（高透光性、高光滑和低光晕）、突出的可印刷性、高韧性、高强度、易加工定型的综合特性，冷状态没有应力白。 

　　PETG可专门应用于高性能收缩膜，有大于70%的最终收缩率，可制成复杂外形容器的包装，具有高吸塑力，高透明度，高光泽，低雾度，易于印刷，不易脱落，存储时自然收缩率低，应用于饮料瓶、食品和化妆品包装、电子产品标签，一改传统包装膜不透明或包装效果差的缺点。PETG易于加工、可回收使用及环保等性能,更符合了现代生产商家的要求。目前消费者对商品的外表包装要求越来越高,这就使化妆品包装设计显得越来越重要。要达到美观、质感良好及 经久耐用,对设计者提出了很高要求,而PETG的良好加工性能使设计构思成为了可能。

　　2005年我国的BOPET膜消费水平平均为245克／人，日本平均为2500克／人，全球平均为260克／人。如中国人均消费水平达到全球人 均水平，则我国的BOPET膜的市场需求将达到30万吨／年以上。根据国内聚酯产能统计，1999年我国薄膜用聚酯产量为9万吨，2001年为10万吨， 2003年为20万吨，预计2006年我国BOPET产能为57万吨。随着社会经济的发展，人均消费水平将会有所增加。另一方，如果能够适当调整行业方向，用BOPET代替常规的PP、PVC膜，相信薄膜用聚酯市场还有很大的空间。
 
　　膜用聚酯切片专用料的生产在我国仍然处于起 步阶段，现在聚酯薄膜生产商一般采用在纤维级切片中添加母粒的方式进行，这样既增加了生产成本，也影响了薄膜的开口性，更主要的是不能适应高速拉膜的需要。随着聚酯薄膜应用领域的不断拓宽和交互渗透，膜用聚酯原料品种不断丰富化，以录像切片、录音切片、普通包装切片、高透明切片、电容切片、超高速拉膜切 片等专用料的出现，逐渐替代了母粒添加制膜方式。开发膜用聚酯将进一步增强上海石化聚酯技术实力，有利于产品结构的调整，为上海石化在激烈的聚酯行业竞争中开辟一条出路。相信在国家产业政策支持、宏观经济背景好的条件下，我国聚酯薄膜的发展空间将十分巨大，作为原料膜用聚酯开发市场前景广阔。

信息来源：中国食品产业网