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

　　為解決這一難題，合肥樂凱科技產(chǎn)業(yè)有限公司從分子層面入手，采用“鋼筋鐵骨”的設(shè)計理念，通過對材料體系的重構(gòu)與優(yōu)化，實現(xiàn)了國產(chǎn)高端光學(xué)聚酯薄膜的重大突破。該技術(shù)不僅榮獲中國專利獎銀獎，更在實際應(yīng)用中取得了重要進展——今年8月初，其研發(fā)的高挺度聚酯薄膜成功導(dǎo)入兩家國內(nèi)偏光片用膜領(lǐng)域的標(biāo)桿用戶，為新型顯示用膜產(chǎn)品的發(fā)展提供了關(guān)鍵材料支撐。

　　破譯分子“筋骨”密碼

　　研究光學(xué)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(xué)膜“鋼筋鐵骨”，必須從分子結(jié)構(gòu)出發(fā)進行設(shè)計。研究團隊基于聚酯合成的經(jīng)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(lián)苯結(jié)構(gòu)的4,4′-聯(lián)苯二甲酸(BPDA)、剛性與極性并存的4,4′-二羧基聯(lián)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(tǒng)聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的主鏈骨架中，并協(xié)調(diào)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，F(xiàn)DCA、BPDA、DPS三者的比例，都需在廣闊空間內(nèi)尋求最優(yōu)解。0.1摩爾的偏差，可能就是剛性與脆性的分水嶺。研發(fā)團隊反復(fù)推演分子模型，計算空間位阻與鏈段剛性之間關(guān)系，在成百上千次小試聚合與性能測試的數(shù)據(jù)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(zhàn)接踵而至——如何將這精心設(shè)計的聚合物轉(zhuǎn)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(shù)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(jié)構(gòu)、雙層A/B結(jié)構(gòu)還是三層A/B/A結(jié)構(gòu)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(fā)團隊尤其關(guān)注三層A/B/A結(jié)構(gòu)的設(shè)計，表層A如同堅韌的皮膚，負責(zé)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(xué)的平衡。

　　在工藝放大與穩(wěn)定生產(chǎn)的征途上，每一步都如履薄冰。酯化與縮聚反應(yīng)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(xiàn)不足10℃的短暫飄移，聚合物的相對分子質(zhì)量分布便顯著變寬，直接導(dǎo)致后續(xù)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(shè)定也需無比精確。某次，橫拉區(qū)入口溫度設(shè)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(shù)細密的穿孔。

　　在經(jīng)歷配方設(shè)計上無數(shù)次推倒重來、工藝調(diào)試中數(shù)不清的挫折后，奇跡終于在精密控制中誕生。當(dāng)?shù)谝痪矸纤性O(shè)計指標(biāo)的光學(xué)聚酯薄膜從生產(chǎn)線上“徐徐走下”，實驗室爆發(fā)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(shè)計的智慧與工藝精密控制的藝術(shù)完美交融的結(jié)晶。

　　鑄就多重應(yīng)用優(yōu)勢

　　該技術(shù)打破了日韓企業(yè)在高端新型顯示用聚酯薄膜領(lǐng)域的壟斷。該技術(shù)將FDCA等生物基/剛性單體用于聚酯薄膜量產(chǎn)，挺度提升效果遠超行業(yè)水平；完全規(guī)避了添加無機粒子導(dǎo)致晶點或共混法導(dǎo)致性能不均的弊端，解決了傳統(tǒng)結(jié)晶性聚酯導(dǎo)致薄膜發(fā)硬發(fā)脆、過機性差的問題，滿足新型顯示等領(lǐng)域?qū)酢傲闳毕荨钡膰?yán)苛要求；關(guān)鍵單體可源于生物質(zhì)，加上改性聚酯一次成型制膜工藝，既綠色環(huán)保又降本增效。

　　目前，這項專利技術(shù)已成功應(yīng)用于合肥樂凱FG4S、FG6S、PG2等系列光學(xué)聚酯薄膜，為國產(chǎn)新型顯示、光伏太陽能、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)提供了基礎(chǔ)材料支撐。截至2024年年底，應(yīng)用該技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品累計產(chǎn)量近15萬噸。面向未來預(yù)計6萬~8萬噸/年的市場需求，該公司正持續(xù)研發(fā)具有更高性能的聚酯薄膜新配方。