聚烯烴薄膜是現(xiàn)階段塑料薄膜制品中應(yīng)用最廣泛、用量最大的類(lèi)型，其具有原料豐富，價(jià)格低廉，密度小，易加工且綜合性能優(yōu)良等特點(diǎn)，現(xiàn)廣泛地應(yīng)用于食 品、藥品、鮮花、化妝品等快速包裝行業(yè)。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)調(diào)整，消費(fèi)市場(chǎng)在產(chǎn)量和品質(zhì)上都對(duì)聚烯烴薄膜提出了更高的要求，薄膜外觀與貨架效果緊密相連，高透明度、高光澤、低霧度、展示性好且內(nèi)容物清晰可見(jiàn)的薄膜已成為包裝市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。

減少光線穿透薄膜過(guò)程中的折射與散射是提高薄膜透明性的關(guān)鍵所在。光在薄膜中的透過(guò)行為與樹(shù)脂性質(zhì)，如晶體類(lèi)型、粒徑、微觀形貌及結(jié)晶度等密切相關(guān)，控制晶型、降低結(jié)晶度、細(xì)化晶粒并提高晶體在非晶區(qū)中的分布均勻性，能有效提高薄膜透明度。 

01、合成工藝控制改進(jìn)樹(shù)脂透明性

合成透明樹(shù)脂的方法主要有兩種：①引入共聚單體：在Unipol生產(chǎn)工藝中，PE系樹(shù)脂可加入α-烯烴 （如：1-丁烯、1-己烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯等）共聚，PP系樹(shù)脂可加入乙烯或丁烯單體共聚。聚合時(shí)主鏈中無(wú)規(guī)則地引入其他烯烴鏈段將使基體樹(shù)脂的規(guī)整性變差，在一定程度上阻止結(jié)晶作用，使結(jié)晶度下降，無(wú)定型成分增多，減少對(duì)光的散射，降低霧度。該方法已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，但對(duì)樹(shù)脂透明度的改善有限。  ②采用茂金屬/單活性中心催化劑技術(shù)：在此催化條件下，可較好地從結(jié)構(gòu)上控制聚烯烴單體的聚合，得到的樹(shù)脂透明性良好，且具有較好的剛性。采用該方法LLDPE樹(shù)脂霧度可小于5%，均聚PP和無(wú)規(guī)共聚PP的透光率分別可達(dá)到93%和96%。但該方法生產(chǎn)的 LLDPE相對(duì)分子質(zhì)量分布窄，加工性能較差。

02、生產(chǎn)工藝控制改進(jìn)薄膜透明性

提高聚烯烴薄膜透明性工藝方法有2種： 

（1）樹(shù)脂制備工藝：一方面降低樹(shù)脂熔融加工溫度，可獲得較多未熔融完全的晶核，其作為成核劑，能減小晶粒粒徑，提高樹(shù)脂透明性；另一方面降低熔融樹(shù)脂冷卻定型溫度，以快速冷卻熔融樹(shù)脂，使其迅速通過(guò)結(jié)晶區(qū)，降低結(jié)晶度，提高透明性。  

（2）吹膜工藝：吹膜前需確保樹(shù)脂干燥，避免高溫下水分殘留引起聚合物水解與熱氧分解生成的低分子產(chǎn)物影響薄膜的透明性。同時(shí)，不同吹膜工藝對(duì)薄膜透明性的控制方式也不同，下吹水冷和流延冷輥的過(guò)程均能產(chǎn)生驟冷效果，可使得聚烯烴結(jié)晶晶粒細(xì)化；而在上吹工藝中需輔以?xún)?nèi)冷設(shè)備提高冷卻強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化。因此，吹膜工藝晶粒細(xì)化方式不同，對(duì)薄膜透明性的控制方式也有差異。因此，生產(chǎn)工藝中應(yīng)通過(guò)合理的工 藝參數(shù)控制，完善薄膜透明性。

03、添加透明劑

向聚烯烴中加入透明劑是目前最活躍、最常用的高效增透方法。透明劑的增透機(jī)理為向聚烯烴樹(shù)脂中引入熔點(diǎn)高于基體樹(shù)脂的透明劑，未熔融的透明劑可在熔融樹(shù)脂冷卻結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生異相成核作用，將聚烯烴吸附到其表面形成晶核。在結(jié)晶速度不變的情況下提供更多的晶核，加快結(jié)晶速度，增大熔體晶核密度，使得球晶均質(zhì)化和微細(xì)化，有效改善聚烯烴薄膜的透明性能。由此可知，可應(yīng)用于聚烯烴樹(shù)脂透明劑在安全無(wú)毒的基礎(chǔ)上，還需與基體樹(shù)脂相容性好、分散粒徑大小相近，在樹(shù)脂中分散性良好且熔點(diǎn)高于基體樹(shù)脂。

透明劑可在樹(shù)脂合成和樹(shù)脂加工的任一階段引入，樹(shù)脂合成階段引入工藝推行困難，且對(duì)聚合反應(yīng)活性有一定干擾，但仍然處于小實(shí)驗(yàn)法階段。而在樹(shù)脂加工成膜階段加入0.1%~0.4%的透明劑共混造粒，可通過(guò)改變功能透明劑的種類(lèi)和添加量來(lái)調(diào)節(jié)透明度，且能在一定程度上增強(qiáng)樹(shù)脂力學(xué)性能，獲得性?xún)r(jià)比較高的薄膜材料，該方法簡(jiǎn)便靈活、生產(chǎn)穩(wěn)定、開(kāi)發(fā)周期短，在國(guó)內(nèi)外均有較高的關(guān)注度。

目前全球透明劑消費(fèi)量約已超9千噸/年，未來(lái)幾年全球透明劑年均需求增長(zhǎng)率約為7.0%~7.6%，行業(yè)市場(chǎng)應(yīng)用與推廣價(jià)值較好。

一般來(lái)說(shuō)，聚烯烴的透明劑按類(lèi)型可分為有機(jī)透明劑、高熔點(diǎn)聚合物透明劑和無(wú)機(jī)透明劑三類(lèi)：

①有機(jī)透明劑指可熔有機(jī)化合物，主要為有基磷酸金屬鹽、二芐叉山梨醇衍生物、羧酸金屬鹽類(lèi)、支化酰胺類(lèi)及松香皂類(lèi)等；

② 高熔點(diǎn)聚合物透明劑是指高分子成核劑，主聚乙烯要為基環(huán)己烷，聚乙烯戊烷等。在聚烯烴聚合過(guò)程中， 以少量高熔點(diǎn)透明劑與聚烯烴催化劑聚合，其能以極細(xì)微狀態(tài)分散于聚烯烴內(nèi)，克服了低分子成核劑易擴(kuò)散、分散不良的缺點(diǎn)，且極少添加量就可顯著提高透明度，可滿(mǎn)足醫(yī)療、包裝等制品所需的光學(xué)性能。該方法尚處于試驗(yàn)研發(fā)階段；

③無(wú)機(jī)透明劑是指不熔性金屬氧化物及氫氧化物，主要為滑石粉、TiO2、 NaCO3、硅石粉等。通常無(wú)機(jī)透明劑的增透效果弱于有機(jī)透明劑，無(wú)機(jī)物多為非透明性，一方面自身會(huì)發(fā)生混濁，不容易在聚合物中均勻分散；另一方面會(huì)產(chǎn)生 非同質(zhì)效應(yīng)，即透明劑與基體樹(shù)脂折光率不同發(fā)生的光散射現(xiàn)象。因此，無(wú)機(jī)透明劑添加量多小于100ppm， 粒徑小于可見(jiàn)光波長(zhǎng)。由于無(wú)機(jī)透明劑廉價(jià)環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，且其用于PP薄膜增透可生成α和β兩種晶型，兼具薄膜增強(qiáng)增韌雙重功能。近年來(lái)，多功能復(fù)合納米無(wú)機(jī)材料，有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合材料等相繼出現(xiàn)，為聚烯烴薄膜用無(wú)機(jī)透明劑開(kāi)辟了工業(yè)化應(yīng)用新途徑。

針對(duì)具有不同晶型結(jié)構(gòu)的PP樹(shù)脂，透明劑按作用生成的晶型類(lèi)別不同還可分為α-PP和β-PP透明劑兩類(lèi)。PP化學(xué)結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單，但其具有復(fù)雜的晶型結(jié)構(gòu)和自集結(jié)性。

PP按晶胞差異可分為五種晶體類(lèi)型：?jiǎn)涡本?alpha;-PP，六方晶型β-PP，正交晶型γ-PP， δ-PP（PP非晶部分含量較高時(shí)出現(xiàn)），“準(zhǔn)晶”結(jié)構(gòu)PP（熔體淬火時(shí)和剪切時(shí)出現(xiàn)）。這些晶型結(jié)構(gòu)中最常見(jiàn)、最穩(wěn)定的是α-PP，β-PP次之，剩下三種晶型極不穩(wěn)定，目前尚無(wú)有效的獲得方法和明確的實(shí)用價(jià)值。

上述有機(jī)類(lèi)透明劑均為α-PP成核劑，針對(duì)β-PP，其與α晶型分子鏈均為三重螺旋構(gòu)象，但手性不同，在固態(tài)時(shí)兩相不能互相轉(zhuǎn)化，所以只有在特定結(jié)晶條件或在β晶型成核劑誘發(fā)下才能獲得。通常，β-PP力學(xué)性能優(yōu)于α-PP，因此，開(kāi)發(fā)具有β晶型誘發(fā)作用的透明劑也成為了行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)。 

04、 總結(jié)

目前，聚烯烴薄膜行業(yè)使用的高端透明劑多為國(guó)外公司壟斷，由于是有機(jī)增透劑，故在一些應(yīng)用領(lǐng)域受限，且其價(jià)格高昂，大規(guī)模的應(yīng)用推廣存在成本問(wèn)題，因此，系列化、高性能、有特色的不同牌號(hào)聚烯烴樹(shù)脂專(zhuān)用透明劑的亟待自主研發(fā)。無(wú)機(jī)納米增透是一種新興的、準(zhǔn)入較高的綜合性技術(shù)，其與聚烯烴共混可賦予薄膜優(yōu)異的光學(xué)性能、力學(xué)性能，使薄膜綜合使用性能大幅提升，因此，低成本、綠色環(huán)保的無(wú)機(jī)納米透明劑將成為業(yè)內(nèi)研發(fā)的熱點(diǎn)和趨勢(shì)。