膜在加工的过程中会被取向,一般分为横向和纵向,因加工工艺和参数的不同,取向也不同。例如,吹膜既有纵向牵引,又有横向吹胀,相对纵横向取向比较平衡,两个方向上力学性能也相对均衡。而对于流延,只有纵向的牵引,而没有横向的吹胀,因此纵向取向大于横向,两个方向上的力学性能就有明显差异,例如纵向拉力大,但撕裂强度就很低。单向拉伸薄膜(MDO)是利用辊之间的速度差对薄膜进行进一步纵向拉伸,从而提高薄膜的挺度、透明度,以及某些力学性能,此时纵向的取向远大于横向。如果在此基础上再进行横向拉伸,就是我们通常说的双向取向了(BO)。双向拉伸可以用一个步骤完成,俗称同步拉伸;也可用两个连续的步骤完成,俗称异步拉伸。如果在两个方向的取向是相等的,最终得到的薄膜在性能上是各向同性的;如果在一个方向的取向大于另一个方向的取向,则薄膜在性能上是各向异性的。

为了获得有效的取向,聚合物最好在低于熔点的温度下进行拉伸,同时,拉伸时应具备足够的热量,使得分子可以运动。温度越高,分子的运动速度越快,松弛时间越短,实际产生的取向则越少。拉伸以后,薄膜将被冷却定型获得热稳定性。理想状态是,在拉伸的分子松弛以前通过冷却获得足够的取向。

塑料薄膜经过双向拉伸后,拉伸强度和弹性模量均有显著的增加,机械强度明显提高。另外,耐热、耐寒、透明度、光泽度、气密性、防潮等性能也得到改善,用途广泛。可用于双向拉伸薄膜生产的高分子材料有:聚丙烯,聚酯,聚苯乙烯,聚酰胺,聚乙烯醇,EVOH,聚偏二氯乙烯,聚乙烯等等。其中双向拉伸聚丙烯(BOPP)膜主要用于食品、医药、服装、香烟等包装,并大量用作复合膜的基材以及电工膜;双向拉伸聚酯(BOPET)除了用于胶带、软盘、胶片等各种工业用途外,也广泛用于蒸煮食品、冷冻食品、药品、化妆品等包装,其挺度及耐刮擦性能非常优秀;双向拉伸聚苯乙烯(BOPS)主要用于食品包装以及玩具等包装;双向拉伸聚酰胺(BOPA)主要用于各种真空、充气、蒸煮杀菌、液体包装等用途,其韧性最好,并具有较好的阻气性。

双向拉伸薄膜主要成型方法有平膜法和管膜法两大类。平膜法制得的薄膜质量好,厚度精度高,生产效率高。而管膜法设备投资低,占地面积小,但产品厚度精度差,生产效率低,仅限于生产聚丙烯热收缩膜和香烟包装膜等特殊产品。平膜法可再分为分步双向拉伸和同步双向拉伸两种方式。分步双向拉伸法设备成熟,线速度高,是目前平膜法的主流。而同布双向拉伸方式因设备较昂贵,生产受到限制。随着行业对薄膜产品质量的要求越来越高,这不仅仅对聚合物材料本身提出了要求,也对生产薄膜的工艺技术及设备的进一步发展提出了更高的要求。双向拉伸技术可以从工艺上提高薄膜的品质,虽然技术的门槛较高,但相信将来会有更多的发展空间。