重鑄聚酯薄膜“筋骨”

　　在聚酯薄膜行業向輕薄化與功能化邁進的進程中，挺度不足成為制約其發展的關鍵問題。這一問題導致薄膜易塌軟、變形，如同缺乏強健的骨架，難以保持挺括穩定的形態，進而影響了薄膜在新型顯示、新能源汽車、光伏太陽能等領域的應用推廣。

　　為解決這一難題，合肥樂凱科技產業有限公司從分子層面入手，采用“鋼筋鐵骨”的設計理念，通過對材料體系的重構與優化，實現了國產高端光學聚酯薄膜的重大突破。該技術不僅榮獲中國專利獎銀獎，更在實際應用中取得了重要進展——今年8月初，其研發的高挺度聚酯薄膜成功導入兩家國內偏光片用膜領域的標桿用戶，為新型顯示用膜產品的發展提供了關鍵材料支撐。

　　破譯分子“筋骨”密碼

　　研究光學膜的“火種”在樂凱先輩孜孜不倦地耕耘下得以保存。該公司王欽團隊接過這一沉甸甸的接力棒，開始攻克聚酯薄膜挺度不足這一難題。他們深知，要賦予光學膜“鋼筋鐵骨”，必須從分子結構出發進行設計。研究團隊基于聚酯合成的經驗，將目光投向了3種極具潛力的改性單體——生物基來源的2,5-呋喃二甲酸(FDCA)、具有剛性聯苯結構的4,4′-聯苯二甲酸(BPDA)、剛性與極性并存的4,4′-二羧基聯苯砜(DPS)。這些單體如同不同特性的“建筑模塊”，如何精確地將其嵌入傳統聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的主鏈骨架中，并協調好比例，成為決定成敗的“分子密碼”。

　　團隊從核心配方開始了漫長的摸索。被翻得卷邊的實驗記錄本上密密麻麻排列著各種摩爾比的組合嘗試，精對苯二甲酸(PTA)與3種改性酸混合物的摩爾比，FDCA、BPDA、DPS三者的比例，都需在廣闊空間內尋求最優解。0.1摩爾的偏差，可能就是剛性與脆性的分水嶺。研發團隊反復推演分子模型，計算空間位阻與鏈段剛性之間關系，在成百上千次小試聚合與性能測試的數據海洋里艱難跋涉，最終才得出核心配方。

　　突破工藝精度極限

　　有了核心配方后，更大的挑戰接踵而至——如何將這精心設計的聚合物轉化為性能卓越的薄膜?團隊選擇了共擠出雙向拉伸這條技術路線，其核心在于利用模頭將不同組成的熔體(A層/B層)精密疊合。無論是單層A結構、雙層A/B結構還是三層A/B/A結構的厚度比，每一層的厚度分布、界面融合都直接影響最終薄膜的挺度與整體性能。研發團隊尤其關注三層A/B/A結構的設計，表層A如同堅韌的皮膚，負責保護與定型；芯層B則是支撐的脊梁，承載剛性的重任；兩者厚薄搭配，維持整體力學的平衡。

　　在工藝放大與穩定生產的征途上，每一步都如履薄冰。酯化與縮聚反應對溫度、壓力敏感至極。團隊成員日夜輪守，眼睛緊緊盯著控制屏上細微的曲線波動。有一次，僅僅因為酯化階段溫度控制出現不足10℃的短暫飄移，聚合物的相對分子質量分布便顯著變寬，直接導致后續薄膜性能波動。在縱拉與橫拉過程中，溫度梯度和拉伸比率的設定也需無比精確。某次，橫拉區入口溫度設定值偏高了幾度，薄膜在巨大的張力下瞬間如蟬翼般脆弱，被撕扯出無數細密的穿孔。

　　在經歷配方設計上無數次推倒重來、工藝調試中數不清的挫折后，奇跡終于在精密控制中誕生。當第一卷符合所有設計指標的光學聚酯薄膜從生產線上“徐徐走下”，實驗室爆發出一陣歡呼。這卷薄膜擁有卓越的剛性骨架，正是配方分子設計的智慧與工藝精密控制的藝術完美交融的結晶。

　　鑄就多重應用優勢

　　該技術打破了日韓企業在高端新型顯示用聚酯薄膜領域的壟斷。該技術將FDCA等生物基/剛性單體用于聚酯薄膜量產，挺度提升效果遠超行業水平；完全規避了添加無機粒子導致晶點或共混法導致性能不均的弊端，解決了傳統結晶性聚酯導致薄膜發硬發脆、過機性差的問題，滿足新型顯示等領域對近乎“零缺陷”的嚴苛要求；關鍵單體可源于生物質，加上改性聚酯一次成型制膜工藝，既綠色環保又降本增效。

　　目前，這項專利技術已成功應用于合肥樂凱FG4S、FG6S、PG2等系列光學聚酯薄膜，為國產新型顯示、光伏太陽能、新能源汽車等產業提供了基礎材料支撐。截至2024年年底，應用該技術的相關產品累計產量近15萬噸。面向未來預計6萬~8萬噸/年的市場需求，該公司正持續研發具有更高性能的聚酯薄膜新配方。