双向拉伸聚丙烯（BOPP）三层共挤电容膜凭借其优异的介电性能、出色的机械强度以及稳定的化学稳定性，在电力电容、电子元器件等领域占据着不可或缺的地位，成为保障电力系统高效运行和电子设备可靠工作的关键材料。
BOPP电容膜生产图，来源泉州嘉德利
随着电力电子行业向高电压、大容量、小型化方向发展，对BOPP电容膜的综合性能提出了更为严苛的要求。电晕处理作为一种高效、环保的聚合物薄膜表面改性技术，通过等离子体作用改变薄膜表面状态，进而优化其加工适配性与使用性能，已被广泛应用于聚合物材料改性领域。
薄膜电晕处理工艺示意图
一、电容膜需要电晕处理的原因
双向拉伸聚丙烯（BOPP）电容膜的分子链呈非极性特征，虽能赋予薄膜高电气强度，但会导致薄膜表面能极低，进而引发两大关键问题：
一是金属镀层（如Al、Zn）与薄膜表面的附着程度差，而镀层需同时承担电极功能和充放电过程中的“自愈”作用，其与薄膜的紧密结合直接决定电容器性能稳定性；
二是薄膜收卷过程中摩擦力不足，易出现膜间滑移甚至破损，给生产带来安全隐患。
电晕处理作为BOPP电容膜后处理工艺的关键步骤，能通过高压放电产生等离子体，激发薄膜表面分子链发生接枝反应，引入极性基团，显著提高表面能，从而解决上述问题，且随着新能源汽车、智能电网等领域对高性能电容膜需求的快速增长，电晕处理的工艺优化成为提升产品竞争力的重要环节。
二、电晕处理前后的区别
1. 结构层面
● 物理结构：电晕处理对薄膜晶体结构无明显影响，处理前后结晶度均维持在52%左右，熔融曲线的双重熔融峰位置（高温熔点170.6~171℃、低温熔点≈167.5℃）和形状保持一致；电晕处理对薄膜受电晕面（CR面）产生物理轰击作用，导致表面微观结构高度下降。例如，30 W电晕薄膜的十点高度（Sz）从0 W时的860.8 nm降至709.6 nm，下降17.6%，算术平均高度（Rz）降低11.4%。而气刀面（AK面）的粗糙度变化不明显，凸显电晕处理的局部效应。
不同电晕强度薄膜的DSC熔融曲线图
● 化学结构：处理前薄膜表面仅含聚丙烯长链的亚甲基、甲基等非极性基团；处理后表面引入大量高键能极性基团，包括C-O键、C=O键（羰基）、羟基（-OH）及少量环氧基团，且电晕强度越大，极性基团对应的红外特征峰面积越大，表面极性越强。
不同电晕强度薄膜的FTIR谱图
2. 性能层面
● 表面湿润张力：未电晕薄膜湿润张力<30 mN/m，液滴易聚集成小液滴；经15 W电晕处理后湿润张力提升至<36 mN/m，30 W处理后进一步增至<42 mN/m，液滴更易铺展，表面亲润性显著改善。
不同电晕强度薄膜的表面湿润张力测试对比图
● 力学性能：电晕处理对薄膜拉伸强度、伸长率和杨氏模量无明显影响，不会损害薄膜的机械支撑能力。
不同电晕强度薄膜的力学性能图
● 介电性能：常温下介电常数仍维持在2.2~2.4，但高温环境下（120℃以上），电晕处理后的薄膜介电性能衰减更迟缓，30 W电晕薄膜的介电性能突变温度从122℃提升至127℃，极性基团延缓了高温下的极化损耗。
未电晕和30 W电晕薄膜的常温变频介电谱图(左)及变温介电谱图(右)
● 电气性能：室温下电气强度无明显变化，上下浮动不超过5 V/μm；100℃高温环境下，30 W电晕薄膜电气强度比未处理薄膜高出约17 V/μm，但电晕处理会导致电气强度的Weibull拟合离散度增大，β参数从7.96降至4.43，电气性能稳定性下降。
电气强度的Weibull分布拟合图：（左）室温下，（右）100℃下
三、电晕处理过程中需要注意的参数
1. 核心调控参数
电晕强度是最关键的调控参数，需根据实际需求平衡效果与风险，强度过低则表面能提升不足，无法满足镀层附着和收卷要求，强度过高虽能进一步增强湿润张力，但会加剧电气性能离散度，降低稳定性；需明确针对薄膜的冷辊面（CR）进行处理，该面为电晕作用的目标面，气刀面（AK）无需电晕处理。
2. 关联工艺参数
电晕处理前的拉伸、热定型等工艺参数必须固定，确保薄膜初始晶体结构、厚度一致，避免因基材差异干扰电晕效果评估；需控制电晕辊的牵引稳定性，保证薄膜贴附辊面进入高压放电腔，放电环境为大气氛围，需确保高压电极与薄膜的距离稳定，避免放电不均匀。
3. 性能平衡参数
需确保处理后湿润张力满足金属化和收卷需求（通常≥36 mN/m），但无需追求过高值，避免过度牺牲电气稳定性；通过Weibull分布拟合（至少测试50个点）监控β参数，确保电气强度离散度在可接受范围，避免因高键能基团分布不均导致电场畸变。
4. 测试与验证参数
需通过傅里叶变换红外光谱（FTIR，扫描范围600~5000 cm⁻¹）验证极性基团引入效果；利用三维光学轮廓仪检测表面粗糙度参数（Ra、Rz、Sz），确保物理结构变化符合预期；通过高温（100℃）电气强度测试评估电性能改善效果与稳定性平衡状态。
来源：《电晕处理对双向拉伸聚丙烯电容膜结构和性能的影响》，泉州嘉德利
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