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近期，关于可回收软包装的讨论越来越多，聚乙烯类单一材质是可回收软包装选项中不可或缺的组成部分，而MDO膜是聚乙烯单一材质包装的重要技术方向，今天我们就来聊一聊关于MDO相关技术、应用及材料。 MDO的全称是machine directionorientation，这是一道挤出后续工艺，用来增加薄膜在MD方向的取向，从而提高薄膜的 挺度 ， 光学 ，以及 阻隔 等性能。MDO拉伸设备是由8-12根棍通过预热，拉伸，退火，冷却四个阶段来完成。 预热：将温度控制在原料软化温度左右，可以更好的帮助拉伸而不破坏薄膜；并且因为薄膜没有完全熔化，可以在拉伸取向过程中形成更小的晶体从而达到更好的光学。 拉伸：通过调节拉伸比来控制薄膜取向。需要注意的是拉伸比不是越高越好，在拉伸临界点，薄膜性能会达到平衡或者下降。 退火、冷却：影响到薄膜预热收缩性，尤其是制袋平整性；以及薄膜光学性能。 MDO机器分为在线和离线两种，目前主流选择在线机器。因为 在离线状态下拉伸，薄膜呈现出中间薄两边厚的状态，使用起来浪费比较大 ；在线机器可以通过测厚和反馈到制膜系统，使得拉伸完成后的薄膜厚薄更均匀，减少切边。
以下模型图说明了在临界拉伸比之前晶体结构随着薄膜拉伸的改变。未拉伸的薄膜具有大小不一的片晶(lamella)且自由取向（图二A）；拉伸后的薄膜形成更小的晶体且分子链段在MD方向取向使得MD方向结晶度变高（图二B）。 在临界拉伸比之后，分子链段进一步在MD方向被拉伸，片晶结构被伸长，形成羊肉串状的晶体结构[2]。 因为 在拉伸过程中，分子形态的变化，导致薄膜的宏观性能有所改进。 现总结如下： 1. 阻隔 WVTR数值与水汽分子通过薄膜的路径长短有关系；一般来说，水汽分子通过无定型区，绕行晶区。在临界拉伸比之前，晶体排布比拉伸之前更规整，使得扩散路径变长，从而提高了WVTR数值。在临界拉伸比之后，分子呈羊肉串结构，晶体排布与MD方向平行，使得水汽分子的通过路径变短，从而导致WVTR数值降低。 需要注意的是，拉伸取向无法彻底改变薄膜的绝对结构；即使到最大的拉伸比，对薄膜的结构影响也不超过5%，所以WVTR数值不会有量级的变化。 2. 光学 薄膜光学性能包括雾度，光泽度和透明度。光学性能与薄膜的表面平整度以及内部晶体大小密切相关。MDO拉伸过程，薄膜软化，拉伸再冷却，本身就会使得表面平整度变好；其次拉伸取向过程中也会形成更小的晶体；这两方面因素使得薄膜光学性能随着薄膜拉伸比的提高而提升，直至达到临界值。 还有薄膜的其他性能就不一一分析了。
由于拉伸后的PE薄膜具有高挺度，高耐热，高拉伸强度以及良好的光学性能等优点，MDO拉伸PE薄膜被应用在单一材质包装中，用以取代曾经的PET或者PA表层。 需要注意的是，MDO拉伸PE膜仍需要与热封层PE膜进行复合。因为相较于PET或者PA， MDO拉伸PE膜的耐热性大大降低 ，所以热封层PE膜的配方也要重新设计从而来降低总体薄膜的热封温度。聚乙烯的单一材质包装技术仍在蓬勃发展，除了MDO以外，还有BOPE，含有阻隔材料的多层共挤，高阻隔/耐热涂层等技术；相信在不远的将来，这些方案都会更加的成熟，市场也会越来越大，让我们共同期待单一材质包装井喷的那一天
翔鹏新材料 — 功能薄膜材料开发及应用践行者
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