從“冬奧塑料鈔”說聚丙烯

蘇更林

為了紀(jì)念2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)的舉辦，我國發(fā)行了一套冬奧紀(jì)念鈔，包括冰上運(yùn)動(dòng)紀(jì)念鈔和雪上運(yùn)動(dòng)紀(jì)念鈔各一枚。其中，冰上運(yùn)動(dòng)紀(jì)念鈔是我國第一枚擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的塑料鈔，也是奧運(yùn)會(huì)歷史上第一枚塑料紀(jì)念鈔。該塑料鈔是以BOPP為主要材料制成的。BOPP是“雙向拉伸聚丙烯薄膜”的英文縮寫，這是聚丙烯塑料的一種主要產(chǎn)品形式。

從1954 年意大利科學(xué)家納塔在實(shí)驗(yàn)室首次合成聚丙烯算起，聚丙烯已經(jīng)走過了68年的不平凡里程。1963年，納塔和齊格勒因合成聚丙烯的貢獻(xiàn)而共享諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

醫(yī)用口罩

一個(gè)小小的口罩，看起來并不起眼，其實(shí)這是一個(gè)有效的阻隔病毒的手段。在應(yīng)對(duì)新冠病毒的戰(zhàn)役中，口罩發(fā)揮了極其重要的作用。那么，你知道制造口罩的核心材料是什么嗎？

熔噴布是制造口罩的核心材料。就一般的醫(yī)用外科口罩來說，口罩面體是由內(nèi)、中、外三層組成的，其中內(nèi)層為親膚層，材質(zhì)為普通衛(wèi)生紗布或無紡布；中間層為隔離過濾層，材質(zhì)為超細(xì)聚丙烯纖維熔噴材料；外層為特殊材料抑菌層，材質(zhì)為無紡布或超薄聚丙烯熔噴材料。

熔噴布屬非織造布，也叫無紡布，主要是用高熔融指數(shù)的聚丙烯作為主要原料以熔噴工藝制成的一種纖維結(jié)構(gòu)材料。這種纖維的直徑只有 0.5～10微米，并以隨機(jī)方向?qū)盈B為縱橫交錯(cuò)的網(wǎng)絡(luò)。人們說話或打噴嚏時(shí)的飛沫大部分可以被這個(gè)網(wǎng)絡(luò)（相當(dāng)于一個(gè)纖維過濾器）給濾掉，同時(shí)熔噴布對(duì)飛沫還具有靜電吸附作用。

生產(chǎn)熔噴布對(duì)聚丙烯材料的要求極其挑剔，只有具有高熔融指數(shù)的聚丙烯才能勝任。那么，什么是熔融指數(shù)呢？熔融指數(shù)是衡量聚丙烯塑料在熔融狀態(tài)下流動(dòng)性能好壞的指標(biāo)。熔融指數(shù)越大，聚丙烯塑料的熔融流動(dòng)性能就越好；反之，聚丙烯塑料的熔融流動(dòng)性能就越差。由于聚丙烯為熱塑性塑料，是在熔融狀態(tài)下被加工成各種制品的，所以熔融指數(shù)達(dá)不到要求就難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域，聚丙烯無紡布可生產(chǎn)手術(shù)衣、防護(hù)服、消毒包布、尿片等；在工業(yè)領(lǐng)域，聚丙烯無紡布可生產(chǎn)過濾材料、絕緣材料、保溫隔音材料、水泥包裝袋、包覆布等；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，聚丙烯無紡布可生產(chǎn)作物保護(hù)布、育秧布、灌溉布、保溫幕簾等；在民生領(lǐng)域，聚丙烯無紡布可生產(chǎn)擦拭布、濕面巾、柔巾卷、美容用品、衛(wèi)生巾、貼墻布、臺(tái)布等。

塑料鈔基材

把塑料引入造鈔業(yè)是高分子聚合物向社會(huì)各方面滲透的一個(gè)成功案例，并顯示了其作為流通貨幣在許多方面的優(yōu)越性。

1988年，澳大利亞率先推廣使用塑料鈔，當(dāng)時(shí)的訴求就是杜絕假鈔。以BOPP薄膜為基材的塑料鈔在質(zhì)地上接近紙鈔票，因具有抗污、防水、耐用、環(huán)保等特點(diǎn)而受到青睞。特別是能集多種防偽技術(shù)于一鈔，而使得塑料鈔很難被復(fù)制。因此，塑料鈔代表了未來流通貨幣的方向。

生產(chǎn)塑料鈔所需的BOPP基材具有很高的技術(shù)含量，是利用獨(dú)特的高度保密的專利技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的。此前，塑料鈔透明基材制備技術(shù)被澳大利亞和英國壟斷。中國（含港澳臺(tái)地區(qū)）曾發(fā)行過3枚塑料紀(jì)念鈔， 生產(chǎn)塑料鈔的基片全部來自澳大利亞。

用國產(chǎn)塑料鈔基材生產(chǎn)的北京冬奧會(huì)冰上運(yùn)動(dòng)紀(jì)念鈔，標(biāo)志著中國第一張擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)塑料鈔的誕生，其意義是十分深遠(yuǎn)的。

鋰電隔膜

聚丙烯是由單體丙烯聚合而成的一種半結(jié)晶熱塑性塑料，其產(chǎn)品形式多樣，其中聚丙烯薄膜是一種主要的應(yīng)用形式。

現(xiàn)在，鋰電池已經(jīng)越來越多地走進(jìn)我們的生活之中。鋰電池主要由正極材料、負(fù)極材料、電解液以及隔膜四大部分組成。小小的隔膜可不容小瞧，它所創(chuàng)造的界面結(jié)構(gòu)，直接影響電池的綜合性能。在鋰離子電池的成本構(gòu)成中，隔膜占到了20%～30%的份額。

隔膜可不是簡(jiǎn)單地一“隔”了之，它既要把電池的正負(fù)極分開，以防止正負(fù)極短路，又要讓鋰離子在微孔中通行無阻，這樣才能構(gòu)成充放電回路。

鋰離子電池一般采用高強(qiáng)度、薄膜化的聚烯烴微孔隔膜。聚丙烯在隔膜選材中占有一席之地。除了聚丙烯，常用的還有聚乙烯微孔隔膜等。微孔制備工藝是鋰電池隔膜的技術(shù)核心。

包裝膜材

聚丙烯薄膜的主要用途是充當(dāng)包裝材料。按照制法和用途的不同，可以分為CPP膜、OPP膜、BOPP膜等。

CPP薄膜是通過擠出流延工藝生產(chǎn)的聚丙烯薄膜，也就是未拉伸聚丙烯薄膜。該薄膜具有透明性好、光澤度高、耐熱性好等優(yōu)勢(shì)，可應(yīng)用于面點(diǎn)、農(nóng)產(chǎn)品、服裝以及日用品等產(chǎn)品的包裝。CPP薄膜也可以與其他薄膜制成復(fù)合薄膜使用，如用于蒸煮的雙層共聚CPP薄膜可承受120°C的溫度和15兆帕的壓力，可用于食品蒸煮袋、無菌包裝等。

OPP薄膜是通過共擠定向拉伸而制得的聚丙烯薄膜，即單向拉伸聚丙烯薄膜，僅在縱向存在某種取向。OPP膜可用于食品、化工、日化產(chǎn)品等的不干膠標(biāo)簽、模內(nèi)標(biāo)簽、卷繞標(biāo)簽等。我們常見的透明膠帶就是用OPP或BOPP作為基材，通過涂布?jí)好裟z而制成的。由于具有使用方便、抗拉力高、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，可用于多種包裝封箱，并可印刷文字、圖案、商標(biāo)等。

BOPP薄膜是通過共擠雙向拉伸而制得的聚丙烯薄膜。該薄膜無色、無味、無毒，并具有很高的機(jī)械強(qiáng)度、氣密性、強(qiáng)韌性、透明度等。該薄膜還具有良好的印刷適應(yīng)性，可以套色印刷精美的圖案。BOPP薄膜作為一種軟包裝材料，應(yīng)用范圍十分廣泛。

BOPP膜也有很多品種，可應(yīng)用于不同的場(chǎng)合。普通BOPP膜可用于食品包裝，也可用于印刷、制袋等。BOPP也可以與多種不同材料復(fù)合制作復(fù)合薄膜，以滿足某些特殊的應(yīng)用需求，如應(yīng)用于油性食品、干燥食品、浸漬食品以及蒸煮食品等。BOPP消光膜可用于肥皂、香煙、化妝品、醫(yī)藥產(chǎn)品等的包裝。BOPP防霧膜可用于蔬菜、水果、鮮花等產(chǎn)品的包裝。

熱收縮膜

在包裝領(lǐng)域，還有一種叫作熱收縮膜的特殊薄膜，非常適合“收縮包裝”工藝。所謂熱收縮膜，說的是一類在生產(chǎn)過程中被定向拉伸，而在使用時(shí)受熱收縮的塑料薄膜。熱收縮膜的熱收縮特性是在生產(chǎn)過程中被賦予的，可以按照人們的使用要求來調(diào)節(jié)收縮率的大小。

在用擠出吹塑或擠出流延法生產(chǎn)熱收縮薄膜時(shí)，通常在一個(gè)適宜的溫度下（軟化溫度與熔融溫度之間）進(jìn)行單向或雙向拉伸。達(dá)到要求后讓其冷卻定型，從而賦予其熱收縮的“記憶效應(yīng)”。在進(jìn)行包裝使用時(shí)，通過加熱把溫度調(diào)高到拉伸溫度之上，這樣被“凍結(jié)”的分子取向結(jié)構(gòu)就會(huì)松弛下來，回歸本位的收縮力就會(huì)把要包裝的商品緊緊地包圍住了。

熱收縮膜的種類很多，主要為各種熱塑性薄膜，如PP（聚丙烯）、POF（雙向拉伸聚烯烴收縮膜）、PE（聚乙烯）、PET（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PVDC（聚偏二氯乙烯）等都屬于熱收縮膜。POF是以聚丙烯作為內(nèi)、外層，線性低密度聚乙烯作為中間層，經(jīng)過特殊工藝加工而成的。

熱收縮包裝的目的在于達(dá)到貼體的包裝效果，防止包裝薄膜出現(xiàn)皺褶現(xiàn)象。比如，對(duì)于香煙包裝來說，熱收縮煙膜的熱收縮率一般應(yīng)控制在2%～5%，主要用于香煙盒以及條盒的軟包裝。

熱收縮膜標(biāo)簽也是一種常見的薄膜標(biāo)簽，其上的文字及圖案都是采用專用油墨印刷的。對(duì)于異形容器，應(yīng)使用收縮套管式或環(huán)繞式標(biāo)簽。加熱的方式有蒸汽、紅外線或熱風(fēng)之分，應(yīng)根據(jù)聚丙烯薄膜的收縮溫度高低進(jìn)行選擇，以保證熱收縮標(biāo)簽收縮至緊貼容器表面。

熱收縮膜包裝可廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、消毒餐具、化妝品、文體用品、工藝禮品、印刷品、機(jī)械零件、電器產(chǎn)品等的外包裝，不僅可以有效保護(hù)這些物品，而且還可以提高其透明效果，以達(dá)到理想的美學(xué)效果。

家電和汽車

在家電、電子、電力、通信等領(lǐng)域，聚丙烯類電容器膜具有很大的市場(chǎng)空間。其中，最常見的BOPP電容薄膜具有高介電強(qiáng)度、低介質(zhì)損耗等優(yōu)勢(shì)，在交流電機(jī)、家用電器以及電力電容器等方面應(yīng)用廣泛。聚丙烯作為非極性材料，具有較好的電性能和耐熱性能，并且耐電弧性好，高頻絕緣性也較好，可用于電氣絕緣。由于聚丙烯韌性較差，耐低溫沖擊也不好，可通過聚合改性以提高其力學(xué)性能和耐低溫沖擊性。

在家用電器領(lǐng)域，聚丙烯可用作洗衣機(jī)的內(nèi)膽。聚丙烯內(nèi)膽具有耐老化、抗蠕變、耐熱畸變等性能，不僅可滿足洗衣機(jī)對(duì)內(nèi)膽的性能要求，同時(shí)也能降低材料成本。

在電視機(jī)領(lǐng)域，聚丙烯的應(yīng)用也很廣。如聚丙烯可用作電視機(jī)機(jī)殼、高壓組件、基板座、電源套管等。阻燃聚丙烯的推出更是消除了家電火災(zāi)的一大隱患，具有重要的意義。

當(dāng)人類走進(jìn)塑料時(shí)代的時(shí)候，汽車無疑是一個(gè)主要的受益主體。聚丙烯在汽車工業(yè)中具有舉足輕重的地位，在汽車輕量化以及減少燃料消耗等方面都做出了巨大貢獻(xiàn)。聚丙烯具有密度小、比強(qiáng)高、抗腐蝕、耐摩擦、絕緣好等方面的優(yōu)勢(shì)，是一種理想的汽車零部件替代材料。比如，汽車中的保險(xiǎn)杠、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、燃料箱、汽車方向盤、儀表盤及車內(nèi)裝飾件等都可以使用聚丙烯材料。

如今，聚丙烯已躋身五大通用型熱塑性塑料（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）行列，成為全球用量最大的塑料品種之一，在社會(huì)生活的各個(gè)方面都發(fā)揮了重要作用。