乙丙橡膠包裝膜的評價

金春玉，趙 欣，苑立強，董 穎，孫文秀，宮立波，王博，劉振國，王 剛

(1.中國石油吉林石化公司 研究院，吉林 吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021；3.中國石油吉林石化公司 煉油廠，吉林 吉林 132022)

乙丙橡膠是需求增長最快的膠種，生產能力占全球合成橡膠總生產能力的10.2%，其產量、生產能力和消費量僅次于丁苯橡膠和聚丁二烯橡膠，位居世界七大合成橡膠品種中的第三位。2012年世界乙丙橡膠總產量約為121萬t，其中三元乙丙橡膠占乙丙橡膠總量的85%。美國、西歐、中國和日本分別占世界乙丙橡膠消費量的23%、22%、20%和8%。美國是乙丙橡膠最大的輸出國，其次是西歐、日本和韓國。國外市場預測，2020年全球乙丙橡膠需求將達到150萬t。中國的乙丙橡膠進口量快速增長，是最大的進口國，進口量接近中國消費量的90%[1]。

乙丙橡膠系以單烯烴乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡膠(EPM)；以乙烯、丙烯及少量非共軛雙烯為單體共聚而制得三元乙丙橡膠。乙丙橡膠分子主鏈上，乙烯和丙烯單體呈無規(guī)則排列，失去了聚乙烯或聚丙烯結構的規(guī)整性，從而成為彈性體。由于三元乙丙橡膠二烯烴位于側鏈上，因此三元乙丙橡膠不但可以用硫黃硫化，同時還保持了EPM的各種特性[2]。

國內EPM主要用于生產潤滑油黏度指數(shù)改進劑，年市場容量在2萬t左右，2012年進口量1.331 6萬t，2013年進口量為1.708 6萬t。吉林石化公司2012年EPM產量為0.715 5萬 t，2013年產量為1.052 7萬t，2014年產量為0.706 8萬t。2015年吉林石化公司乙丙橡膠C線開始投用，計劃產量1.2萬t。

國內生產的EPM原來的包裝內膜是聚乙烯材質，客戶溶油時需要把EPM內膜扒掉，否則會有析出物。EPM門尼黏度低，性狀黏軟，較難扒膜，給客戶生產帶來很大困難；而國外的EPM包裝內膜是溶于基礎油的，不會析出，這樣就省去了剝離包裝膜的過程，省時省力。路博潤公司所用的包裝膜是在一定溫度下可以溶于基礎油，并在低溫下無析出的。

乙丙橡膠包裝膜分為乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)及可溶性膜，關于包裝膜方面的研發(fā)資料很多[3-14]，但沒有關于乙丙橡膠可溶性包裝膜的文獻資料。

本文通過對幾種包裝膜分別與乙丙橡膠J-0010混合進行油溶性實驗，考察了包裝膜的可溶性。選擇一種可溶性包裝膜進行定性和定量分析，為開發(fā)可溶性包裝膜奠定了基礎。

1 實驗部分

1.1 原料

乙丙橡膠J-0010：工業(yè)品，吉林石化公司有機合成廠；乙醇：分析純，市售；150N潤滑油基礎油：工業(yè)品，市售；國外1#包裝膜、國外2#包裝膜、J-0010包裝膜、1#包裝膜：吉林石化公司有機合成廠提供。

1.2 儀器設備

數(shù)字控溫電熱套：98-1-C 型，天津市泰斯特儀器有限公司；數(shù)顯智能控溫磁力攪拌器：SZCL-型，鞏義市予華儀器有限責任公司；紅外光譜儀：IR-Prestige-21型，日本島津公司；核磁共振波譜儀：Bruker-700，德國Bruker公司。

1.3 實驗方法

(1) 油溶性實驗：將乙丙橡膠J-0010和包裝膜剪成小塊，按配方準確稱量。將膠絲或膠粒、包裝膜放入燒杯中，加入一定量的150N基礎油。加熱套升溫到120～150 ℃，攪拌轉速130 r/min，溶油時間4 h，基礎油質量分數(shù)為90%，觀察橡膠和包裝膜溶解情況。

(2) 萃取實驗：將包裝膜剪成小塊，按配方準確稱量，用脫脂濾紙包好，稱量好乙醇。將待測樣品包在脫脂濾紙包內，放入索氏提取器提取管中，提取瓶內加入乙醇。加熱套升溫到180～200 ℃，加熱提取瓶。萃取達到72 h，聚合物進行紅外光譜分析和核磁共振碳譜分析。

1.4 分析測試

紅外光譜分析參見《SADTLER譜庫》；核磁共振碳譜按SH/T 1775—2012進行測試。

2 結果與討論

2.1 油溶性實驗

國內乙丙橡膠J-0010包裝膜、國外1#包裝膜、國外2#包裝膜、1#包裝膜分別與J-0010混合后進行油溶性實驗，實驗產品如圖1和圖2所示。實驗條件：m(乙丙橡膠)/m(包裝膜)=125，基礎油質量分數(shù)為90%，溫度為125 ℃，攪拌速度為130 r/min，攪拌時間為4 h。1-Y為國內乙丙橡膠J-0010包裝膜；2-Y為國外1#包裝膜；3-Y為國外2#包裝膜；4-Y為1#包裝膜。

圖1 包裝膜與J-0010混合后的油溶性實驗產品對比圖

圖2 冰箱-20 ℃冷凍24 h產品對比圖

從圖1和圖2可以看出，國內乙丙橡膠包裝膜J-0010、國外1#包裝膜、國外2#包裝膜、1#包裝膜與J-0010混合后在基礎油中均全部溶解，常溫下不透明，冰箱-20 ℃冷凍24 h均無析出。

2.2 包裝膜分析

2.2.1 樣品制備

選擇國外2#包裝膜進行72 h萃取實驗，萃取后聚合物進行紅外光譜分析和核磁共振碳譜分析。

2.2.2 定性和定量分析

國外2#包裝膜聚合物紅外光譜如圖3所示，從圖3可以清楚看出，771.53 cm-1處是α-烯烴1特征峰,719.45 cm-1處是α-烯烴2特征峰。

波數(shù)/cm-1圖3 國外2#包裝膜聚合物紅外光譜圖

國外2#包裝膜聚合物的核磁共振碳譜分析結果見圖4和表1。

δ圖4 國外2#包裝膜聚合物核磁共振碳譜圖(13C)

表1 包裝膜分析結果

從表1和圖4可以看出，國外2#包裝膜聚合物的組成w(α-烯烴1)為17．4%，w(α-烯烴2)為82.6%，主鏈結構為：

3 結 論

(1) 國內乙丙橡膠J-0010包裝膜、國外1#包裝膜、國外2#包裝膜、1#包裝膜分別與J-0010混合后的油溶性實驗顯示，這些包裝膜油溶性好，冰箱-20 ℃冷凍24 h均無析出。

(2) 通過國外2#包裝膜組成分析，確定了包裝膜聚合物的組成w(α-烯烴1)為17.4%，w(α-烯烴2)為82.6%。

參 考 文 獻：

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[2] 吳貽珍．乙丙橡膠開發(fā)和應用研究進展[J]．橡膠工業(yè)，2012，59(2)：118-127．

[3] 楊燕．包裝膜發(fā)展現(xiàn)狀及新技術綜述[J]．印刷世界，2005(6)：46-47．

[4] 張心亞，傅和青，黃洪，等．改性聚丙烯和聚丙烯包裝膜的研究[J]．包裝工程，2005，27(3)：17-19．

[5] 鄧慶儀，陳學信，林尚安．新型EPR-g-MAH/PB復合膜的富氧性能[J]．中山大學學報，1996，35(5)：51-54．

[6] 韓濤，李彩玲．工業(yè)包裝膜壓延加工技術及產品質量分析[J]．塑料包裝，1998，8(1)：35-38．

[7] 張和平．POE樹脂改性CPP薄膜的性能研究[J]．包裝工程，2012，33(19)：51-53．

[8] 李剛，曾憲通，葉華，等．母料法制備HDPE/POE/CaCO3薄膜的性能研究[J]．塑料工業(yè)，2008，36(1)：25-28．

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[10] Van Loon,Achiel Josephus Maria.Heat-sealable polyolefin blend films：WO，9837139[P].1998-08-27.

[11] Van Loon，Achiel，Josephus Maria，et a1.Heat-sealable polyolefin multilayer films：WO，9837141[P].1998-08-27.

[12] 曾憲通，左建東，龐純，等．HDPE/ POE/ CaCO3 三元體系薄膜研究[J]．塑料包裝，2007，35(7)：16-18．

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[14] 于國濱，李貴賢，范宗良，等．雙向拉伸聚丙烯薄膜原料的生產優(yōu)化及產品性能[J]．石化技術與應用，2009，27(3)：256-259．