一、测试概述

1. 测试目的

2. 适用范围

二、测试依据与环境标准

• GB/T 1036-2008《塑料 线性热膨胀系数的测定》

• GB/T 39220-2020《塑料薄膜和薄片 尺寸变化率试验方法》

• IEC 60068-2-78 环境试验 高温高湿循环

1. 常规湿热：85℃、相对湿度 85% RH

2. 严苛湿热：95℃、相对湿度 90% RH

   试验时长：24h / 48h / 1000h（短时工艺验证 / 长期耐候验证）

三、测试设备与试样制备

1. 主要设备

2. 试样要求

1. 取样：薄膜幅面中部取样，避开边缘、褶皱、划痕、接头；

2. 规格：常规试样 100mm×100mm（长 × 宽），每组至少 5 片平行样；

3. 预处理：23℃、50% RH 标准环境下状态调节 2h，消除初始温湿应力，记录初始尺寸\(L_0\)（长度）、\(W_0\)（宽度）、\(T_0\)（厚度）。

四、测试步骤

1. 将试样平铺于试验箱置物架，无拉伸、无挤压、不重叠，膜面自由形变；

2. 设定温湿度参数，启动设备，达到设定工况后开始计时；

3. 到达规定时长后，取出试样，放回标准环境回温 30min（避免冷凝水、温差影响测量）；

4. 逐片测量试样长度 L、宽度 W、厚度 T，记录数据；

5. 计算尺寸变化率，取多组试样平均值。

五、核心计算公式

1. 长度变化率

2. 宽度变化率

3. 厚度变化率

• 负值：收缩（行业 PET 膜高温高湿主要形变形式）

• 正值：伸长 / 膨胀

• 绝对值越小，尺寸稳定性越优

六、测试结果与规律分析

1. BOPET 膜整体形变特征

2. 不同方向差异（横向 TD / 纵向 MD）

• 纵向 MD（机器走料方向）：收缩率 > 横向 TD

  原因：生产时纵向拉伸倍率更高，残留内应力更大，高温下应力优先释放，收缩更明显。

• 横向 TD（幅宽方向）：收缩相对平缓，尺寸稳定性优于纵向。

3. 温湿度 & 时长对形变的影响

1. 温度越高、湿度越大：收缩率持续增大，形变不可逆；

2. 前期（0~48h）形变速率快，主要为内应力快速释放；

3. 长期老化（数百小时后）：形变趋于平缓，尺寸基本稳定。

4. 不同类型 PET 膜表现差异

1. 普通未涂布 PET 基膜：收缩率中等，形变均匀；

2. 单面 / 双面涂布 PET 膜（防指纹、离型、硬化涂层）：

   涂层与 PET 基材热膨胀系数不一致，易出现局部形变、翘曲，整体尺寸偏差更大；

3. 低收缩专用 PET 膜：经过退火定型处理，高温高湿收缩率可控制在极低水平，多用于光学、精密贴合场景。

七、形变产生机理（核心原因）

1. 残留拉伸内应力释放（主因）

   BOPET 经双向拉伸 + 快速定型，分子链处于取向紧绷状态；高温破坏分子间作用力，取向链回弹，引发宏观收缩。

2. 吸湿作用（次要）

   PET 属于弱吸湿性材料，高湿下水分子渗入分子间隙，产生微小溶胀，一定程度抵消部分收缩，因此纯高温环境收缩会比高温高湿略大。

3. 结晶度影响

   结晶度越高的 PET 膜，分子结构越稳定，尺寸变化越小；低结晶度膜耐湿热尺寸稳定性差。

4. 涂层 / 添加剂影响

   功能性涂层、增塑剂、爽滑剂等助剂，会降低整体耐热性，加剧形变与翘曲。

八、常见合格指标参考（行业通用）

• 高端光学 PET 膜：MD/TD 收缩率 ≤ ±0.3%

• 常规工业涂布 PET 膜：收缩率 ≤ ±0.8%

• 普通包装 PET 膜：收缩率 ≤ ±1.2%

  超出范围：易导致印刷套印偏差、复合起皱、贴合偏移、成品翘曲不良。

九、问题改善与优化方案

1. 原料选型

   选用高结晶度、低收缩、充分退火的 BOPET 基膜，优先耐湿热专用牌号。

2. 生产工艺优化

   薄膜成品增加退火工序（低温恒温时效），提前释放大部分内应力。

3. 涂层匹配

   选用与 PET 基材热膨胀系数接近的涂料，减少层间应力差。

4. 使用管控

   湿热工况下避免薄膜长期处于超温环境；加工前提前在使用环境预放置，完成温湿适应。

5. 仓储管控

   成品膜卷避免高温高湿库房长期堆放，减少提前形变。

十、总结

1. 高温高湿下 PET 膜尺寸变化以热收缩为主，纵向收缩大于横向，湿度会轻微缓解收缩；

2. 内应力、结晶度、涂层体系是决定尺寸稳定性的三大核心因素；

3. 该测试可直接预判薄膜在湿热工况下的加工良率与长期使用寿命，是 PET 膜耐候性、工艺适配性的关键检测项目。