提高镀铝BOPET薄膜镀铝效果的若干措施

提高镀铝BOPET薄膜镀铝效果的若干措施
以下分别从BOPET薄膜的表面极性与张力、表面粗糙度、摩 擦系数、薄膜界面层等几个方面，来说明塑料薄膜的表面的性能及 其对镀铝性能的影响。
表面极性与表面张力：材料本身的分子结构决定了材料极性的 大小，而材料的表面张力又与其表面极性有关，极性越大，表面张 力也越大。表面张力的测试比较简单易行，通常人们以表面张力的 测试值描述塑料薄膜表面张力的大小。PET大分子链中含有极性 基团酯基，因此BOPET薄膜表面具有一定的极性，其表面张力较 —般的非极性塑料薄膜如BOPP大，未经表面处理的BOPET薄膜 的表面张力可达到40〜42mN/m。对于真空镀铝，由于铝表面具 有很高的表面能，表面极性和表面张力很大，a其表面常带有羟 基。BOPET薄膜表面有酯基存在，也具有一定的极性，因此薄膜 与铝层间一方面靠范德华力结合；另一方面，据报道，由于在BO- PET薄膜型流体场中，PET呈平面层状聚集态，其苯环“平躺” 在膜面方向，苯环的存在形成了冗电子体系，与铝原子外层的电子云叠加，形成配价键，也有利于改善镀铝层附着牢度，因此，未处 理BOPET薄膜已经能满足镀铝的一般要求。但为了进一步增加铝 层与薄膜间的附着牢度，以得到具有高阻隔性的产品，通常在镀铝 前，仍要对BOPET薄膜进行表面处理。
薄膜表面处理方法有电晕处理、等离子体处理、化学处理、光 化学处理、火焰处理、涂层处理等。其中电晕处理工艺比较成熟， 设备价格比较低廉，是目前塑料薄膜表面处理应用最普遍的一种 方法。
1.电晕处理
电晕处理的作用：通过电极在电极与电晕处理辊之间放电，使 空气电离，形成臭氧和氧化氮。同时高能的电子和离子攻击薄膜表 面，使其链状分子断裂，产生自由基，并同空气的电晕产物发生氧 化交联等反应，生成羟基、羰基等极性基团，提高了薄膜的表面张 力及极性。
高能电子和离子注入薄膜，在塑料薄膜表面产生微小下凹的密 集孔穴，使薄膜表面粗化，增大表面活性。薄膜表面的润湿张力与 电晕处理的强度有关。而电晕处理的强度则与电极电压的髙低、电 极与电晕辊之间的间隙等有关。电极电压高越髙，电极与电晕辊之 间的距离越小，电晕处理效果越强；薄膜的处理效果，还与薄膜和 电晕辊之间是否夹人空气有关，如果薄膜和电晕辊之间夹有空气， 将会导致薄膜背面也被处理，可能导致薄膜背面的热封性能劣化; 此外，还与电晕辊和电极表面的清洁度有关，电晕辊和电极表面如 果很脏，则会减弱电晕处理的效果。
添加剂的加人也可能对薄膜表面的极性及表面张力产生一定的 影响。BOPET薄膜中常用的添加剂为抗粘连剂，通常采用二氧化 硅。二氧化硅中的硅氧键具有较强的极性，且二氧化硅粒子表面常 吸附有一定的化合水和羟基，因此，二氧化硅粒子具有较高的表面 能，这样裸露在薄膜表面的二氧化硅粒子有助于增加薄膜表面的极 性及表面张力，有利于镀铝。有时，为了提高二氧化硅粒子与 PET的相容性，促进其在PET聚合过程中的分散，要采用表面处理剂（分散剂、偶联剂等）对其进行表面处理，以降低其表面张力 和极性。在此种情况下，薄膜表面分布的二氧化硅粒子会影响膜面 的极性和表面张力，而且过量的表面处理剂可能会迁移到薄膜表 面，导致其镀铝性能变差。
2.等离子处理
等离子处理技术是利用气体辉光放电现象，对材料表面进行处 理的一种新技术。气体辉光放电是相对于气体电晕放电、电弧放电 而言的一种放电状态。向处于真空中的两个电极通人一定量的气体 (通常所使用的气体是氩气和氧气的混合气体），当外加直流电压超 过其起始放电电压时，便产生辉光放电。气体辉光放电时，从阴极 发出的电子经过电场加速，获得能量撞击气体分子，使气体分子激 发，在等离子区产生了大量的正离子（等离子区任何位置的电子浓 度和正离子浓度相等，所以称等离子区），这些正离子在电场作用 下加速向阴极移动，轰击靶材和薄膜表面。氩气的作用是维持正常 的辉光放电，同时正离子（氩离子）也不断轰击薄膜表面，产生级 联碰撞，将油污、灰尘等污物分子溅射出去，淸洁薄膜表面。由氩 离子的轰击而从靶材上溅射出的粒子称为靶材粒子，靶材粒子和氩 离子对薄膜表面的轰击可以起到“剥蚀”作用，使薄膜表面“糙 化”。氧气在辉光放电时形成氧自由基，经加速能量能达到IkeV 左右，而一般有机物的化学键能通常只有大约10eV，氧自由基能 够轻易破坏原来的化学键，在薄膜的表面，生成羟基、羧基、羰基 等极性基团，甚至可以在惰性很强的PE的表面，生成C一OH这 样的类似于EVOH的极性基团，大大提高薄膜的表面极性。
等离子处理的宏观效果与电晕处理相似，有效提高薄膜的表面 性能，提高表面润湿张力的效果，并延缓其表面润湿张力的衰减， 从而明显提高薄膜镀铝后的铝层附着牢度，等离子处理的效果可明 显优于电晕处理；同时等离子处理还具有不会出现的在电晕处理薄 膜的背面热封性能劣化的弊端，且由于薄膜在处理过程中受热少， 在处理中薄膜的物理力学性能的变化小等众多优点。