提高鍍鋁BOPET薄膜鍍鋁效果的若干措施
以下分別從BOPET薄膜的表面極性與張力、表面粗糙度、摩 擦系數(shù)、薄膜界面層等幾個方面，來說明塑料薄膜的表面的性能及 其對鍍鋁性能的影響。
表面極性與表面張力：材料本身的分子結(jié)構(gòu)決定了材料極性的 大小，而材料的表面張力又與其表面極性有關(guān)，極性越大，表面張 力也越大。表面張力的測試比較簡單易行，通常人們以表面張力的 測試值描述塑料薄膜表面張力的大小。PET大分子鏈中含有極性 基團(tuán)酯基，因此BOPET薄膜表面具有一定的極性，其表面張力較 —般的非極性塑料薄膜如BOPP大，未經(jīng)表面處理的BOPET薄膜 的表面張力可達(dá)到40?42mN/m。對于真空鍍鋁，由于鋁表面具 有很高的表面能，表面極性和表面張力很大，a其表面常帶有羥 基。BOPET薄膜表面有酯基存在，也具有一定的極性，因此薄膜 與鋁層間一方面靠范德華力結(jié)合；另一方面，據(jù)報道，由于在BO- PET薄膜型流體場中，PET呈平面層狀聚集態(tài)，其苯環(huán)“平躺” 在膜面方向，苯環(huán)的存在形成了冗電子體系，與鋁原子外層的電子云疊加，形成配價鍵，也有利于改善鍍鋁層附著牢度，因此，未處 理BOPET薄膜已經(jīng)能滿足鍍鋁的一般要求。但為了進(jìn)一步增加鋁 層與薄膜間的附著牢度，以得到具有高阻隔性的產(chǎn)品，通常在鍍鋁 前，仍要對BOPET薄膜進(jìn)行表面處理。
薄膜表面處理方法有電暈處理、等離子體處理、化學(xué)處理、光 化學(xué)處理、火焰處理、涂層處理等。其中電暈處理工藝比較成熟， 設(shè)備價格比較低廉，是目前塑料薄膜表面處理應(yīng)用最普遍的一種 方法。
1.電暈處理
電暈處理的作用：通過電極在電極與電暈處理輥之間放電，使 空氣電離，形成臭氧和氧化氮。同時高能的電子和離子攻擊薄膜表 面，使其鏈狀分子斷裂，產(chǎn)生自由基，并同空氣的電暈產(chǎn)物發(fā)生氧 化交聯(lián)等反應(yīng)，生成羥基、羰基等極性基團(tuán)，提高了薄膜的表面張 力及極性。
高能電子和離子注入薄膜，在塑料薄膜表面產(chǎn)生微小下凹的密 集孔穴，使薄膜表面粗化，增大表面活性。薄膜表面的潤濕張力與 電暈處理的強度有關(guān)。而電暈處理的強度則與電極電壓的髙低、電 極與電暈輥之間的間隙等有關(guān)。電極電壓高越髙，電極與電暈輥之 間的距離越小，電暈處理效果越強；薄膜的處理效果，還與薄膜和 電暈輥之間是否夾人空氣有關(guān)，如果薄膜和電暈輥之間夾有空氣， 將會導(dǎo)致薄膜背面也被處理，可能導(dǎo)致薄膜背面的熱封性能劣化; 此外，還與電暈輥和電極表面的清潔度有關(guān)，電暈輥和電極表面如 果很臟，則會減弱電暈處理的效果。
添加劑的加人也可能對薄膜表面的極性及表面張力產(chǎn)生一定的 影響。BOPET薄膜中常用的添加劑為抗粘連劑，通常采用二氧化 硅。二氧化硅中的硅氧鍵具有較強的極性，且二氧化硅粒子表面常 吸附有一定的化合水和羥基，因此，二氧化硅粒子具有較高的表面 能，這樣裸露在薄膜表面的二氧化硅粒子有助于增加薄膜表面的極 性及表面張力，有利于鍍鋁。有時，為了提高二氧化硅粒子與 PET的相容性，促進(jìn)其在PET聚合過程中的分散，要采用表面處理劑（分散劑、偶聯(lián)劑等）對其進(jìn)行表面處理，以降低其表面張力 和極性。在此種情況下，薄膜表面分布的二氧化硅粒子會影響膜面 的極性和表面張力，而且過量的表面處理劑可能會遷移到薄膜表 面，導(dǎo)致其鍍鋁性能變差。
2.等離子處理
等離子處理技術(shù)是利用氣體輝光放電現(xiàn)象，對材料表面進(jìn)行處 理的一種新技術(shù)。氣體輝光放電是相對于氣體電暈放電、電弧放電 而言的一種放電狀態(tài)。向處于真空中的兩個電極通人一定量的氣體 (通常所使用的氣體是氬氣和氧氣的混合氣體），當(dāng)外加直流電壓超 過其起始放電電壓時，便產(chǎn)生輝光放電。氣體輝光放電時，從陰極 發(fā)出的電子經(jīng)過電場加速，獲得能量撞擊氣體分子，使氣體分子激 發(fā)，在等離子區(qū)產(chǎn)生了大量的正離子（等離子區(qū)任何位置的電子濃 度和正離子濃度相等，所以稱等離子區(qū)），這些正離子在電場作用 下加速向陰極移動，轟擊靶材和薄膜表面。氬氣的作用是維持正常 的輝光放電，同時正離子（氬離子）也不斷轟擊薄膜表面，產(chǎn)生級 聯(lián)碰撞，將油污、灰塵等污物分子濺射出去，淸潔薄膜表面。由氬 離子的轟擊而從靶材上濺射出的粒子稱為靶材粒子，靶材粒子和氬 離子對薄膜表面的轟擊可以起到“剝蝕”作用，使薄膜表面“糙 化”。氧氣在輝光放電時形成氧自由基，經(jīng)加速能量能達(dá)到IkeV 左右，而一般有機物的化學(xué)鍵能通常只有大約10eV，氧自由基能 夠輕易破壞原來的化學(xué)鍵，在薄膜的表面，生成羥基、羧基、羰基 等極性基團(tuán)，甚至可以在惰性很強的PE的表面，生成C一OH這 樣的類似于EVOH的極性基團(tuán)，大大提高薄膜的表面極性。
等離子處理的宏觀效果與電暈處理相似，有效提高薄膜的表面 性能，提高表面潤濕張力的效果，并延緩其表面潤濕張力的衰減， 從而明顯提高薄膜鍍鋁后的鋁層附著牢度，等離子處理的效果可明 顯優(yōu)于電暈處理；同時等離子處理還具有不會出現(xiàn)的在電暈處理薄 膜的背面熱封性能劣化的弊端，且由于薄膜在處理過程中受熱少， 在處理中薄膜的物理力學(xué)性能的變化小等眾多優(yōu)點。