BOPP專用樹脂T38F結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)

袁小雪，吳　建，鄧守軍，劉文霞，李　麗，樊　潔，段宏義

(中國石油蘭州化工研究中心，甘肅　蘭州　730060)

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BOPP專用樹脂T38F結(jié)構(gòu)分析與改進(jìn)

袁小雪，吳建，鄧守軍，劉文霞，李麗，樊潔，段宏義

(中國石油蘭州化工研究中心，甘肅蘭州730060)

對蘭州石化調(diào)整工藝前后的雙向拉伸聚丙烯(BOPP)專用樹脂T38F，以及湖南長盛的T38F，從等規(guī)度、分子量及分子量分布、結(jié)晶性等方面進(jìn)行分析對比，找出蘭州石化調(diào)整工藝前的雙向拉伸聚丙烯(BOPP)專用樹脂T38F成膜過程中容易破膜原因，調(diào)整工藝后，控制等規(guī)度：95%左右，分子量分布5.0左右，明顯比以前窄，控制重均分子量1萬以下的含量在2%～3%，成功解決了破膜問題，表明了蘭州石化公司生產(chǎn)的T38F的成功開發(fā)與應(yīng)用。

BOPP; 等規(guī)度；結(jié)晶性; 分子量及分子量分布

近年來，隨著聚丙烯(PP)產(chǎn)能地迅速增長，市場競爭日趨激烈，從長遠(yuǎn)利益考慮，石化企業(yè)已經(jīng)逐漸從技術(shù)含量低的產(chǎn)品，轉(zhuǎn)向高附加值的差別化產(chǎn)品，進(jìn)行專用料的開發(fā)生產(chǎn)，進(jìn)而提高效益，占領(lǐng)市場，雙向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜具有優(yōu)異的透明度、光澤度、水蒸氣阻隔性，較好的拉伸強(qiáng)度和挺度，以及相對低廉的價(jià)格贏得了市場，它在食品、飲料、香煙、服裝等行業(yè)的包裝上得到了廣泛應(yīng)用[1-6]。

蘭州石化公司自2008年起，就著手開發(fā)生產(chǎn)雙向拉伸聚丙烯(BOPP)專用樹脂T38F，開發(fā)初期，生產(chǎn)的過程中，發(fā)現(xiàn)調(diào)整工藝前的T38F成膜過程中容易破膜，為此，本研究通過對蘭州石化調(diào)整工藝前后的T38F、湖南長盛的T38F在等規(guī)度、結(jié)晶性、分子量及分子量分布等方面進(jìn)行對比，從微觀結(jié)構(gòu)入手，對其進(jìn)行剖析，最終找出了蘭州石化公司調(diào)整工藝前的BOPP專用樹脂T38F成膜過程中容易破膜的原因，并且提出了改進(jìn)的方向。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1實(shí)驗(yàn)原材料

T38F，試樣1，中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司調(diào)整工藝前生產(chǎn)，試樣2，湖南長盛石化公司生產(chǎn)，試樣3、試樣4、試樣5中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司調(diào)整工藝后生產(chǎn)。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器

凝膠滲透色譜儀(GPC Alliance GPCV 2000型)，美國Waters公司。差示掃描量熱法(DSC)分析：采用美國尼高利公司生產(chǎn)的 MAGNA-IR760型差示掃描量熱儀，升、降溫速率均為20℃/min。

1.3實(shí)驗(yàn)條件

二甲苯分離橡膠相含量：用二甲苯將試樣分離成可溶物和不溶物兩個級分，可溶物以乙丙橡膠為主(亦稱橡膠相)，不溶物主要為可結(jié)晶的等規(guī)PP(亦稱塑料相)。將試樣在135℃溶解30 min，使試樣中的橡膠相充分溶解。在25℃下恒溫冷卻、結(jié)晶、過濾，將濾液蒸發(fā)、干燥至恒重，稱重即得時(shí)二甲苯可溶物含量。

2　結(jié)果與討論

將試樣1、試樣2、試樣3、試樣4、試樣5按照1.3進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測出試樣1、試樣2、試樣3、試樣4、試樣5二甲苯可溶物的含量。

2.1BOPP專用樹脂T38F二甲苯可溶物含量

從表1可以看出，試樣1中二甲苯可溶物的含量比試樣2的低，說明試樣1的等規(guī)度比試樣2高，調(diào)整工藝后，試樣3、試樣4、試樣5中二甲苯可溶物含量比試樣2高，且可溶物含量穩(wěn)定，說明試樣3、試樣4、試樣5的等規(guī)度比試樣2低，并且等規(guī)度相對穩(wěn)定，改進(jìn)工藝前的BOPP專用樹脂T38F成膜過程中破膜率高，改進(jìn)工藝后的BOPP專用樹脂T38F成膜過程中破膜率比試樣2的低，說明破膜原因之一是BOPP專用樹脂T38F等規(guī)度偏高，等規(guī)度高分子鏈排列緊密有序,孔隙率低,分子間相互作用增強(qiáng)，使鏈段很難運(yùn)動，薄膜拉伸困難，因而，要求BOPP專用樹脂的等規(guī)度比普通的PP低。

表1　二甲苯可溶物含量

2.2BOPP專用樹脂T38F的結(jié)晶分析

Tm(onset)初始熔融溫度，Tm(peak)熔融峰溫度，ΔНc結(jié)晶焓，從表2可以看出，試樣1、試樣2、試樣3、試樣4、試樣5的Tm(onset)接近，試樣1比試樣2、試樣3、試樣4、試樣5的Tm(peak)和ΔНc略大，由2.1可以知道，試樣1的等規(guī)度比試樣2高，試樣3、試樣4、試樣5等規(guī)度比試樣2低，而立夠規(guī)整性高的分子鏈，能形成完整的結(jié)晶，立夠規(guī)整性稍差的所形成的球晶比較松散，導(dǎo)致試樣2、試樣3、試樣4、試樣5比試樣1的Tm(peak)和ΔНc略小，試樣2、試樣3、試樣4、試樣5比試樣1的Tm(peak)和ΔНc略小進(jìn)一步證明了2.1的結(jié)論，Tm(peak)和ΔНc略小，有利于改善薄膜的拉伸性能，從而降低BOPP專用樹脂T38F成膜過程中的破膜率。

表2　結(jié)晶性分析

2.3BOPP專用料T38F分子量及分子量分布

Mw代表重均分子量，Mn代表數(shù)均分子量，Mw/Mn分子量分布寬度指數(shù)，從表2可以看出，試樣1分子量分布比試樣2分子量分布寬，且1萬以下小分子含量較高，100萬以上大分子含量較低，調(diào)整工藝后，試樣3、試樣4、試樣5分子量分布比試樣2略小，它們中1萬以下小分子含量和100萬以上大分子含量跟試樣2接近，改進(jìn)工藝前的BOPP專用樹脂T38F成膜過程中破膜率高，改進(jìn)工藝后的BOPP專用樹脂T38F成膜過程中破膜率與試樣2的低，說明破膜原因之一是BOPP專用樹脂T38F分子量分布較寬，小分子含量較高，大分子含量較低，分子量分布較寬，低分子含量較高，BOPP專用樹脂T38F的熔體強(qiáng)度達(dá)不到，使熔體在高速拉伸性差，大分子組分能提高BOPP專用樹脂T38F的熔體強(qiáng)度，因此，需要適當(dāng)減小分子量分布，減少小分子的含量，增加大分子含量，能有效降低BOPP專用樹脂T38F成膜過程中的破膜率。

表3　分子量及分子量分布

3　結(jié)　論

通過對蘭州石化調(diào)整工藝前后的雙向拉伸聚丙烯(BOPP)專用樹脂T38F、湖南長盛的雙向拉伸聚丙烯(BOPP)專用樹脂T38F從結(jié)構(gòu)上進(jìn)行比較，找出BOPP專用樹脂T38F成膜過程中容易破膜的原因如下：

(1)BOPP專用料T38F調(diào)整工藝前的等規(guī)度較高，導(dǎo)致熔融溫度和結(jié)晶焓較高，薄膜拉伸困難；

(2)BOPP專用料T38F調(diào)整工藝前的分子量分布較寬，熔體強(qiáng)度達(dá)不到，使熔體在高速拉伸性差；

(3)BOPP專用料T38F調(diào)整工藝前的小分子含量較高，也會導(dǎo)致熔體強(qiáng)度達(dá)不到，使熔體在高速拉伸性差。

因此，調(diào)整工藝，著重控制等規(guī)度，分子量分布以及小分子含量，等規(guī)度控制較低：95%左右(二甲苯)，分子量及其分子量分布：分子量分布明顯比以前窄，5.0左右，重均分子量在30萬左右，且相對穩(wěn)定，小分子含量較低，重均分子量1萬以下的含量在2%～3%，改進(jìn)和優(yōu)化的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，得到了市場的認(rèn)同。

[1]甘海亮.BOPP專用料T38F的開發(fā)與應(yīng)用[J].塑料加工,2001,32(4):9-11.

[2]鄧舜揚(yáng),王強(qiáng),朱普伸.新型塑料薄膜[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,1996,1-10.

[3]Hensen F,Braum S.Manufacture of Film Tapes[J].Kunststoffe,1978(4):221-229.

[4]張運(yùn)展.加工紙與特種紙[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2001:1-10.

[5]劉素麗.聚丙烯裝置BOPP專用料的開發(fā)[J].廣東化工,2001,28(2):23-25.

[6]李廣全.BOPP專用樹脂的流變行為研究[J].廣東化工,2014,42(16):45-47.

Structure Analysis and Improvement of BOPP Special Resin T38F

YUAN Xiao-xue,WU Jian,DENG Shou-jun,LIU Wen-xia,LI Li,FAN Jie,DUAN Hong-yi

(Lanzhou Petrochemical Research Center，PetroChina，Gansu Lanzhou 730060,China)

The isotactic degree,crystallinity,molecular weight and its distirbution of T38F were analyzed and contrasted,three kinds of special resin biaxial oriented polypropylene(BOPP)were used,which produced by Lanzhou Petrochemical Industry before and after adjusting process,and Hunan changsheng Petrochemical Industry.The reason why the special resin BOPP during forming film was broken easily produced by Lanzhou Petrochemical Industry before adjusting process was found out.After adjusting process,the broken film problem was solved successfully,the isotactic degree was controlled about 95%,the distirbution of molecular weight about 5.0 was significantly less than before,the concentration of small molecular weight below ten thousand was controlled at 2%～3%,it was indicated that T38F produced by Lanzhou Petrochemical Industry was developed and applicated successfully.

BOPP; isotactic degree; crystallinity; molecular weight and its distirbution

袁小雪(1987-)，女，助理工程師，主要從事丙烯聚合工藝及聚丙烯新產(chǎn)品開發(fā)。

TQ32

A

1001-9677(2016)06-0082-02