BOPP薄膜关键性能介绍及功能化发展概述

董志远 王克俭

（北京化工大学机电工程学院成型制造研究中心）

引 言

双向拉伸聚丙烯（BOPP）是一种优良的透明软包装材料。它属于结晶聚合物产品，经过双向拉伸后，结晶度增加，拉伸强度、冲击强度、弹性模量、抗撕裂强度等性能明显提高，同时具有良好的透明度及防潮性，广泛应用于各种包装、印刷、复合、镀铝等领域，是目前最常用的一种包装材料[1]。

BOPP薄膜的用途可以分为两大类[2]：

（1）在国民日常生活的应用上，主要作为包装材料，用于香烟、食品、糖果、茶叶、果汁，药品及一次性医疗性器材等的包装；

（2）在工业应用上，主要用于电器绝缘膜、装饰品、电缆标志带、静电膜等。如今人民生活水平提高和我国工业发展越来越离不开BOPP薄膜。表1介绍了BOPP膜的具体产品的分类和应用领域。

1. BOPP薄膜包装的性能指标

1.1 热收缩率

热收缩率定义为薄膜在一定温度条件下和一定时间内薄膜尺寸的变化率。对于香烟包装用BOPP薄膜，一般分为普通型烟膜和热收缩型烟膜两类[3]。普通型烟膜的热收缩性能较小，一般控制在2%～5%，用于香烟的小盒软包装和条盒包装。热收缩型烟膜的热收缩性能较高，热收缩率一般大于 7%，可在包装后使烟包紧凑，具有更加均匀的包裹性能，同时，能保证烟包长时间的紧绷而不松垮。要想获得稳定的热收缩率，需要提高高分子链的取向度和取向结构的完整度，形成稳定的取向聚集态结构。

表1 BOPP薄膜的种类及应用领域[2]Table 1 Types and Applications of BOPPFilms

1.2 光学性能

评价BOPP薄膜光学性能的两个重要指标是光泽度和雾度[4]。光泽度主要反映薄膜表面的平整程度和对光线的反射特性，由薄膜表面上直接反射的光越多，其光泽度就越高。高光泽度薄膜表面反射的光线高度集中，能清晰地反射影像；低光泽度薄膜表面反射的光线朝各个方向上漫反射，成像质量较差。雾度主要是指薄膜的不清晰或混浊程度，是由于薄膜表面和内部对光的散射而产生。小角度散射时，包装内容物比较清晰，而散射角度大且不一致会造成对比度减小，包装内容物朦胧。

1.3 热封性能

薄膜的热封性能表现为热封温度和热封强度，热封温度一般控制在 85～110℃之间。较宽的热封温度范围，会使得薄膜有较好的热封适应性，可以确保其在各种包装机上的运行顺畅。BOPP薄膜专用热封材料一般为乙丙二元共聚物、乙丙丁三元共聚物和它们的混合物，在薄膜生产配方设计时，不同的包装速度应选用不同的热封材料，如包装速度小于400包/min的薄膜选用聚丙烯无规二元共聚物较为合适，而速度大于400包/min的薄膜应选用三元共聚物或低温混合物[5,6]。在薄膜的配方设计过程中，还应该考虑各种助剂对其热封性能的影响。热封材料的选取和使用方法会直接影响薄膜的上机包装性能。用于热封的聚丙烯树脂必须具有较低的热封温度和较高的熔点，这是高速热封材料发展的一个趋势。

1.4 抗静电性能

在BOPP薄膜包装使用过程中，薄膜的静电由薄膜本身带有的静电和在包装过程中因摩擦而产生的静电两部分组成[7]。薄膜本身所带的静电较易控制，但在包装过程中产生的静电则较难控制。薄膜的静电会使其产生静电黏附，这对切割、输送、折叠薄膜等有不良影响。抗静电性能是BOPP薄膜要求的基本特性之一。目前，通常选用内添加型抗静电剂，这些抗静电剂大多是表面活性类助剂，它们具有迁移性，都会对薄膜的光学性能和摩擦性能产生一定的影响。实际生产中，薄膜的光学性能在3个月后都将因为抗静电剂的迁移而超出控制标准。因此，在目前的技术基础上，加入较少的抗静电剂来获得理想、平稳、持续的抗静电性能是主要的研究方向之一。

2. BOPP薄膜包装的功能化发展

功能化是指在现有包装功能的基础上赋予薄膜新的特殊功能，包括电、磁、光学、耐高温、耐低温、阻隔、气调、抗菌等功能。该发展方向是与整个高分子材料发展的趋势一致的。目前塑料包装薄膜的功能化发展已经具备了一定的技术基础，而且在薄膜新产品的开发方面成效已现[8]。

2.1 激光全息薄膜

BOPP激光全息防伪收缩膜，又称 BOPP镭射膜，它综合了多层共挤BOPP制膜工艺技术和宽幅激光全息制版与模压技术，将激光全息图像模压到 BOPP薄膜上达到防伪目的[9]。BOPP激光全息防伪薄膜在传统BOPP原材料、生产设备以及工艺上进行了全新突破，可根据客户需求在全息图像中置入全息加密信息或暗纹，配以专用激光解码仪器识别，增强了该产品的防伪力度。

2.2 降解薄膜

塑料的降解包括光降解与生物降解。PP本身不具备生物降解特性，只能采用光降解技术。光降解BOPP薄膜通过在产品中加入对人体无害的引发剂与光敏剂，使丢弃后的薄膜在太阳光作用下引发老化而降解，最终被土壤中的微生物分解，从而达到消除白色污染的目的[10]。

2.3 抗菌薄膜

抗菌技术最早用于一般塑料制品的生产，如今已广泛用于日常用品、食品和医药等的包装，因此塑料包装薄膜的抗菌功能更为重要。而用于一般塑料制品的无机抗菌剂与树脂的相容性较差，应用到薄膜生产中会产生严重的团聚现象，对薄膜的生产和质量产生明显不利的影响[11]。华东理工大学在长期研究的基础上，精选出具有高效广谱抗菌活性、对人体安全无毒、耐热性好的抗菌功能团，将其通过嵌段、接枝官能团反应等化学方法组装到基体树脂的分子链上，从而得到抗菌母料，并采用分子组装抗菌化技术，生产了抗菌母料BOPP薄膜，其卫生无毒，抗菌效果好。抗菌型BOPP薄膜的出现正是分子组装抗菌母料开发与推广应用的结果。

结 语

随着我国经济持续快速发展，BOPP薄膜作为主要商品包装材料之一，其市场需求将越来越大。但是，目前我国BOPP膜研发更新产品的速度比较缓慢，特别是功能性BOPP薄膜，只有少量企业掌握核心技术，大多仍停留在靠低价格来维持市场。而且由于进口树脂各方面的性能都较优于国产树脂，所以用于烟膜、高透膜、电工膜的聚丙烯树脂仍需要依靠进口。现阶段需要以研制和生产功能性BOPP薄膜为主要目标，并在最大程度上满足市场经济发展的需求。