摘要：BOPE拉伸強度、穿刺強度、霧度、沖擊強度等性能都比現有吹膜PE有較大幅度的提高，35umBOPE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具有很好的應用前景，并可以在某些應用中取代BOPA。

     

       在對食品等人類生活必需品和奢侈品進行包裝保護，滿足存儲、運送要求的塑料包裝物設計中，有一種材質就能夠勝任的，也有需要多種材質組合才能滿足包裝要求的。在塑料軟包裝體系中，比如大家常見的榨菜包裝袋，就是BOPP印刷膜與CPP鍍鋁膜的復合，再比如洗衣粉包裝，是BOPA印刷膜與吹塑PE膜的復合。這樣的復合膜因為應用的需要粘結得非常牢靠，難于分開或者說分開的代價太大了，所以回收意義不大。

       如果我們能夠采用相同材質的材料代替現在不同材質的復合包裝，對于回收工作的便利性就大大增加了。如上面說到的洗衣粉包裝，使用新產品BOPE去代替BOPA，就能夠做到整個都是PE材質，從而便于回收，有利于軟包裝綠色環保的發展。

        BOPE薄膜是以具有特殊分子結構的聚乙烯樹脂為原料，采用平膜法雙向拉伸工藝成型的一類高性能薄膜材料，BOPE薄膜經過拉伸成型后各項性能有了較大幅度的提高。中石化北化院通過原料分子結構設計和薄膜拉伸技術的研究，在國內首家開發了兼具高拉伸倍率和拉伸速率的BOPE專用料。專用料可以在現有的BOPP雙拉生產線上進行生產，完全滿足生產線對原料拉伸成膜性的要求，這也使得BOPE大規模工業生產和運用成為可能。

 

一、成膜機理

       從機理上講，BOPE專用料的開發是以聚乙烯原料分子結構為先導，結合先進的雙拉加工技術從而生產出來的一類高性能薄膜。傳統的PE薄膜是通過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，所以成型過程處于非穩態，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，鑄片經過二次預熱再拉伸，在半固態下拉伸成膜，相對來說成型過程是一個穩態結構，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行雙向拉伸。

 

二、BOPE薄膜的優點

       1、具有很高的取向以及分子量取向和結晶取向，有優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。

       2、具有較高的拉伸強度，強度比現有吹膜提高2~8倍。兩個方向都可以達到100Mpa 以上。

       3、BOPE先鑄片后拉伸，鑄片過程是快速冷卻的過程，結晶結構比較細，所以光學性能好，薄膜霧度降低30%~85%，因此具有非常優異的光學性能。

       4、平膜法拉伸具有很好的厚度均勻性，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性。

       綜上所述，BOPE薄膜由于具備較好的抗針孔性能、耐低溫沖擊和穿刺，可以有效降低破包率，為廠家降低成本。

 

三、BOPE的應用

       目前BOPE薄膜已經在日化包裝、食品包裝、農用膜等領域進行了產品應用開發，并取得一定的結果。已開發的BOPE薄膜應用包括重包裝袋、食品包裝、復合袋、日化袋、白膜等。

       中BOPE復合袋這方面的應用目前比較成功。BOPE與其它基材復合后，包裝材料具有抗沖刺、抗沖擊、強度高、耐低溫等特點。由于BOPE的高強度，為包裝材料減薄提供了可能。同時提高的包裝強度也可以減少破包，減少包裝物的浪費，降低成本。

       1、BOPE熱封膜

 

                            

       根據BOPE熱封膜在包裝材料領域應用中，對薄膜起封溫度、熱封強度等的要求，對薄膜熱封層進行了設計，對薄膜拉伸工藝進行了優化。開發出了具有單面熱封層和雙面熱封層結構的BOPE熱封膜。目前開發的熱封膜熱封強度比較高，最高達到20N以上。

       2、BOPE復合重包裝袋

       我們以BOPE薄膜作為內層，復合尼龍或者PET或者BOPP，以BOPE作為內層代替現有比較厚的PE吹膜，已經成功實現以50um BOPE薄膜代替現有110um PE吹膜而做的復合重包裝袋。

       通過比較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包裝比較關鍵指標，以30um BOPE復合15um BOPA這樣的結構復合包材，它的拉伸強度和穿刺強度已經達到甚至超過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。

       3、食品包裝

 

                           

       BOPE薄膜依然保持了PE樹脂比較好的抗低溫性能，玻璃化轉變溫度可以達到零下幾十度，因此BOPE薄膜能保持比較好的低溫沖擊、耐針孔性，可以有效減少低溫食品破包。通過比較BOPE薄膜和現有包裝的低溫沖擊性能，可以看到，30um的BOPE薄膜在零下30℃低溫沖擊強度，可以達到現有90umPE吹膜制備的食品包裝的強度，因此BOPE薄膜用于冷凍的肉類、海鮮有一定的優勢。

       4、BOPE替代BOPA

       作為內層制備高強度的包裝袋，從而替代現有比較貴的BOPA薄膜，BOPE薄膜因其高強度和高抗穿刺、抗沖擊性能，可替代現有包裝中的BOPA薄膜，達到保證袋體性能，大幅度降低包裝成本的目的。

       對于這方面的應用，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、抗穿刺的包裝袋來代替有些包裝中間層用BOPA，另一個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，同時達到一定的減薄效果，并具有現有IPE不具有的易撕開性。

 

 

       5、BOPE用于液體自立袋/甚至更大的BIB包裝袋

       飲料”袋”時代來臨，國際上袋類軟包裝已經開始涌入日化、飲料包裝市場，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，即盒中袋是有多層薄膜制成的柔韌內袋和密封龍頭開關以及紙盒構成的，內袋：用BOPE薄膜制成，可裝2~10升液體。廣泛應用于果汁、葡萄酒、礦泉水、食用油、工業試劑、農藥等。

       6、環保全PE包裝袋

       環保綠色應用：目前比較現實的就是以BOPE作為外層，以CPE或PE吹膜作為內層而復合的全PE包裝袋，BOPE提供抗穿刺和拉伸強度，從而制備的這種包裝袋環保、易回收，同一材料同時手感柔軟不易劃傷等特點，可以用在洗衣粉包裝母嬰用品方面等，此外努力開發BOPE的鍍鋁膜、亞光膜、甚至BOPE的高收縮膜等。

 

 

四、BOPE薄膜性能優勢

       1、力學性能

 

 

       上圖BOPE與PE吹膜拉伸曲線，現有PE吹膜在很低的強度下拉伸屈服，大概10~20Mpa發生屈服，斷裂強度30~50Mpa，但是因為BOPE的加工特點，加工成型過程中拉伸取向因而BOPE幾乎沒有屈服，斷裂強度可以達到100Mpa以上，而且伸長率和BOPA、BOPET具有良好的匹配，復合成包材后具有好的協同效應。

       2、沖擊性能

 

 

       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。

        3、光學性能

 

       

       因為先進的加工技術，BOPE薄膜具有較低的霧度、較好的透光性，可以看到60um的BOPE薄膜透光性比較好。

       

       已開發的BOPE工業化產品16~55um的光膜、25um~55um單面熱封膜、25um、35um雙面熱封膜、25~35um自粘膜等，更多的應用在開發中。

 

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