BOPP废膜的处理技术研究

摘 要：采用BOPP废膜造粒后再与母料混合的方式制备出BOPP薄膜，考察了不同含量的废膜对薄膜表面张力、力学性能、光学性能和摩擦性能的影响。研究结果表明，废粒的含量越高，薄膜的表面张力越低、力学性能越差、光学性能降低、摩擦因数增大，薄膜的整体性能下降。生产母料中添加2.5%的废粒，BOPP薄膜的性能下降程度在可接受范围之内，不影响薄膜的终端使用。

关键词：BOPP废膜;表面张力;处理技术;力学性能

0 引言

双向拉伸聚丙烯薄膜是用BOPP熔融挤出拉伸的薄膜，它具有力学性能好、可加工性高和原材料易得等优点，因而广泛应用于食品、烟草和化妆品等行业的包装[1-3]。因此诸多学者对BOPP薄膜进行了研究，刘晓艳[4]研究了自制爽滑抗粘连母料应用在BOPP薄膜中的可行性;张军晓[5]研究了防伪BOPP烟膜表面张力的关键影响因素;张莉琼[6]测试并分析了特制母料对BOPP光膜表面张力的影响。但是对生产BOPP薄膜过程中必然会产生的废膜关注较少，若是大量的废膜当作废品处理既浪费资源由污染环境，为响应国家节能降耗的号召，本文研究了废膜的回收利用和处理技术。

1 实验准备

1.1 实验原材料准备

BOPP废膜：宽约15cm，公司生产线自制。

聚丙烯树脂：T36F，等规度98%，中國石油化工股份有限公司茂名分公司。

复合添加剂：主要成分为极性爽滑剂、有机抗粘连剂与改性硅油，含量90%，贝赛勒化学技术（上海）有限公司。

抗静电剂：工业级，东莞市聚塑源新材料有限公司。

1.2 实验设备与仪器

设备：法国CELLER双向拉伸聚丙烯薄膜生产线。

仪器：表面张力仪，德国Kruss公司;万能材料拉伸机，馥勒仪器科技（上海）有限公司;FTP-F1型摩擦系数/剥离试验仪，济南赛成电子科技有限公司;WGT-S型透光率/雾度测定仪，济南赛成电子科技有限公司。

1.3 BOPP废膜的处理技术

本实验先将BOPP废膜经造粒机组粉碎和造粒形成BOPP废粒，然后把一定含量的废粒、复合添加剂、抗静电剂与母料混合均匀，再将其加入挤出机熔融，采用三层共挤出的方式，先用纵拉机进行纵向拉伸，再进入横拉机进行横向拉伸，最后经过测厚、切边与电晕处理后即可制得BOPP薄膜产品。

1.4 实验方法

表面张力：根据《塑料膜和片润湿张力的测定》（GB/T 14216-2008）规定的条件与方法进行测试。

力学性能：根据《塑料薄膜拉伸性能试验方法》（GB/T 13022-1991）规定的条件与方法进行测试。

光学性能：根据《透明塑料透过率和雾度的测定》（GB/T 2410-2008）和ASTM D523-1989（1999）材料光泽度测试规定的条件与方法进行测试。

摩擦因数：根据《塑料薄膜和薄片摩擦因数测定方法》（GB 10006-88）规定的条件与方法进行测试。

2 实验结果与分析

根据1.3的方法分别制备废粒含量为0%、2.5%和5%的BOPP薄膜，厚度为35μm，测试其表面张力、力学性能、光学性能和摩擦性能。

2.1 BOPP废粒含量对BOPP薄膜表面张力的影响

薄膜的表面张力影响薄膜的印刷或涂布质量，为探究不同废粒含量对BOPP薄膜表面张力的影响，测试BOPP薄膜在储存60天内的表面张力变化，时间点分别为1，2，3，7，14，21，30，60天，测试结果如图1。

由图1可知，BOPP薄膜的表面张力在60天储存期内呈现出先下降再稳定的趋势。表面张力稳定时，3种薄膜的表面张力相差较大，添加5%废粒的BOPP薄膜稳定时表面张力为37.4 mN·m-1，低于38 mN·m-1的印刷技术指标。含2.5%废粒和不含废粒的BOPP薄膜在衰减后均高于38 mN·m-1，符合印刷需求。废粒的添加会降低表面张力，废粒的含量越高，表面张力越低，因此在回收利用废膜的时候应充分考虑废粒的添加量。

2.2 BOPP废粒含量对BOPP薄膜力学性能的影响

薄膜的力学性能影响其使用场景与使用效果，为探究不同废粒含量对BOPP薄膜力学性能的影响，对BOPP薄膜的纵、横向的拉伸强度与断裂应变均进行了3次测试，结果如表1所示。

由表1可知，薄膜中加入废粒的含量越高，BOPP薄膜的纵、横向的拉伸强度与断裂应变越低，力学性能越差。这是因为拉伸强度与原材料的理化性能有关，没有废粒的母料理化性能较好，不受废粒中杂质的影响，所以成品膜的力学性能也最好。仔细研究发现2.5%的添加量对力学性能的影响并不是非常大，基本能满足下游产品的使用需求。生产中还发现，5%的添加量多次导致破膜，但是2.5%却没有出现破膜情况，因此选用2.5%的添加量能满足力学性能需求。

2.3 BOPP废粒含量对BOPP薄膜光学性能的影响

薄膜的光学性能影响薄膜的外观质量，为探究不同废粒含量对BOPP薄膜光学性能的影响，对BOPP薄膜的雾度和光泽度进行了10次测试，计算其平均值，结果如表2所示。

分析表2可知，BOPP薄膜的雾度随着废粒含量的增加而上升，光泽度随着废粒含量的增加而下降，表明废粒含量越高，BOPP薄膜的光学性能越差。与没有添加废粒的薄膜相比，添加2.5%废粒的薄膜雾度降低了0.11%，下降幅度较小，但是光泽度却下降明显，达到了3.51%。由于所有薄膜的雾度都低于1.5%，因此并不影响薄膜的终端使用。

2.4 BOPP废粒含量对BOPP薄膜摩擦性能的影响

薄膜的摩擦性能影响塑料袋的开口性，为探究不同废粒含量对BOPP薄膜摩擦性能的影响，对BOPP薄膜的摩擦因数进行了测试，结果如图2所示。

由图2可知，刚下线的BOPP薄膜摩擦因数随着废粒含量的增大而变大，这不利于开口和灌装。考虑到薄膜内部添加剂会逐渐迁移到薄膜表面，导致薄膜的摩擦因数会随着存放时间的延长而逐步降低。因此在使用BOPP薄膜时的摩擦因数往往比刚下线时要低很多，也就是说添加2.5%废料的薄膜摩擦因数在使用时会低于0.25，具有较好的塑料袋开口性。

3 结论

①废粒的添加会降低BOPP薄膜表面张力，废粒的含量越高，表面张力越低，因此在回收利用废膜的时候应充分考虑废粒的添加量;

②薄膜中加入废粒的含量越高，BOPP薄膜的纵、横向的拉伸强度与断裂应变越低，力学性能越差;

③废粒含量越高，BOPP薄膜的光学性能越差，但薄膜的雾度依旧低于1.5%，并不影响薄膜的终端使用;

④BOPP薄膜摩擦因数随着废粒含量的增大而变大;

⑤在生产母料中添加2.5%的废粒，薄膜的表面张力、力学性能、光学性能和摩擦性能均出现一定程度的变差，但是不影响薄膜的使用。

参考文献：

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

[2]王玲远，纪展尚，任雁德.BOPP印刷烟膜的工艺研究[J].中国包装工业，2015，14（1）：92-94.

[3]陈斌康.我国BOPP薄膜及专用料的市场与发展[J].石油化工技术与经济，2010，26（5）：23-25.

[4]刘晓艳，张莉琼，赵素芬等.爽滑抗粘连母料在BOPP薄膜中的应用[J].合成树脂及塑料，2015，32（1）：54-55.

[5]张军晓.防伪BOPP烟膜表面张力的变化研究[J].塑料制造，2011，17（7）：57-59.

[6]张莉琼，刘晓艳，赵素芬等.BOPP薄膜表面张力的测试与分析[J].塑料，2016，45（3）：100-102.

作者简介：

方文彬（1970- ），男，高级经济师，研究生，BOPP薄膜的生产技术研究与管理。