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    技術應用

    光學膜、離型膜、保護膜原材料選取
    來源:科健儀器 時間:2016-12-28

    1、原材料合成方面存在的問題


    光學BOPET薄膜的制造是由光學薄膜專用料合成,薄膜拉伸,表面涂布等多道工序組成的,原料合成是制造光學級BOPET薄膜的基礎,傳統大有光PET切片由于色相、結晶度及光學性能上的差異不能滿足光學級BOPET薄膜的制造要求,所使用檢測儀器有:剝離力試驗機、剝離強度試驗機、萬能材料試驗機、初粘性試驗機,、保持力試驗機,涂布工具用到實驗室涂布機都可以;因此需要對其進行進行改性,更換催化劑等處理,同時對于基礎原料對苯二甲酸和乙二醇的質量也需要嚴格把關,降低其中的雜質含量。以下就這一問題進行詳細介紹。
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    1.1、傳統大有光切片在光學性能上的缺陷

    普通大有光PET切片在添加了開口劑二氧化硅后會對光學性能產生不利影響。

    添加微米級二氧化硅之后,增加了PET的結晶成核中心,使PET的結晶速度增加,過度生長的晶體會在聚酯中對光線產生折射和散射,從而影響PET的光學性能;

    未經表面改性的二氧化硅同PET間的相容性不足,在進行雙向拉伸時容易同PET分離產生空穴,光線經過空穴時同樣會發生折射和散射,降低PET的光學性能。

    為了解決上述問題,日本企業采用未添加無機粒子的PET經雙向拉伸后表面涂覆含有納米二氧化硅等納米粒子的涂布液,采用:保持力試驗機、剝離力試驗機進行測試,以實現增透、開口的作用。如下圖B所示,BOPET薄膜本身未添加或僅添加極少量的納米粒子,表面涂布液中含有納米粒子,涂布在薄膜表面可以產生凹凸狀表面,在不影響薄膜內部光線傳輸的情況下產生類似于開口劑的作用,改善薄膜的光學性能。

     

    在運用剝離力試驗機、保持力試驗機、初粘性試驗機的同時,涂布所需工具為實驗室涂布機;

     

    1.2、結晶成核劑對PET光學性能的影響

    PET結晶過程中的晶體尺寸對其光學性能有著直接的影響,晶體尺寸過大會影響光線透過率,增加光學PET的霧度。因此人們常用結晶成核劑來影響PET的結晶性能。

    常用的無機結晶成核劑包括納米二氧化硅、納米氧化鎂、納米硫酸鋇等。

    小分子類成核劑在一定程度上改善了PET體系的結晶行為,但是成核體系結晶速率增大不十分明顯,其中有機類小分子較之無機類成核效果更優異;

    高分子成核劑對于改善PET體系的結晶行為效果十分顯著,其中復合成核劑對PET成核效果最佳,成核機理為化學成核,在熔融過程中出現了結晶雙峰現象;

    添加成核劑后在降溫結晶過程中PET成核體系的結晶形態較之純PET晶核細微且密集;適用剝離力強度拉伸,實驗室涂布機做運作輔助工具。

    粘性測試:初粘性試驗機可以很好的反饋出粘性的性能。

    1.3、原料及原料中的雜質對光學PET合成和性能的影響

    用于PET合成的主要單體為對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG),原料的質量直接影響了所得聚酯的質量。

    PTA中存在的主要雜質為對羧基苯甲醛(4-CBA)和對甲基苯甲酸(PT酸),它們會對聚酯的色相產生一定的影響。

    4-CBA含量高會使聚酯中醛基含量增高,易形成雙鍵及引起支鏈反應而使產品熱穩定性差、黃色指數上升;

    PT酸含量高會使聚酯的分子量降低,分子量分布變寬,白度下降。

    乙二醇中主要存在的雜質為二甘醇,因其沸點較高很難排出反應體系,會在酯化和縮聚過程中參與反應成為聚酯分子鏈的一部分。由于二甘醇的醚鍵結構具有一定的鏈段柔性,會降低聚酯的熔點,影響聚酯的耐熱性能。


    1.4光學聚酯合成過程中副產物對其光學性能的影響

    光學PET合成過程中可能由三種途徑發生黃變:

    乙二醇在酯化工藝塔底部的停留時間是一個重要的影響因素,由于此處積累了反應釜中夾帶出的催化劑和對苯二甲酸,在酯化工藝塔中高溫下長時間回流會導致乙二醇變黃。

    聚酯縮聚過程中發生的熱降解反應也會使聚酯產生黃變。由于熱降解反應的活化能要高于縮聚反應,因此隨著縮聚反應溫度的升高,熱降解程度也會相應增加,過度的熱降解會降低光學PET的特性粘度,生成過多的端羧基和乙醛并使聚酯發生黃變。

    聚酯合成過程中產生的黃變還可能來源于氧化降解產生帶有發色基的物質,這些物質可能來源于乙醛的羥醛縮合、從乙烯酯生成的多烯以及反應副產物苯醌。

    由Zimmermann和Leibnitz提出的關于乙烯基端基生成多烯的過程

    1.5催化劑對PET光學性能的影響催化劑對PET光學性能的影響


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