高密度聚乙烯小中空專用料性能測(cè)試及改進(jìn)

趙長(zhǎng)江

（中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津 300270）

高密度聚乙烯小中空專用料性能測(cè)試及改進(jìn)

趙長(zhǎng)江

（中國(guó)石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津 300270）

采用凝膠滲透色譜儀、毛細(xì)管流變儀、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等研究了小中空專用高密度聚乙烯樹(shù)脂HD5502XA的相對(duì)分子質(zhì)量及其分布、流變性能及力學(xué)性能，并與進(jìn)口同類樹(shù)脂做對(duì)比，并針對(duì)加工中的不足做了改進(jìn)，最終在下游生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行試用，結(jié)果表明能解決下游企業(yè)中的問(wèn)題。

高密度聚乙烯；小中空專用樹(shù)脂；性能測(cè)試；改進(jìn)

HDPE是一種用途廣泛的高分子材料，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防、建筑、科學(xué)技術(shù)和醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。該樹(shù)脂易于加工，制品沖擊強(qiáng)度高，剛性好，挺括，表面光潔，符合衛(wèi)生要求，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性優(yōu)良。HDPE主要應(yīng)用領(lǐng)域是薄膜、中空制品、注塑制品等。HDPE適用于生產(chǎn)牛奶瓶、果汁瓶、化妝品瓶、藥瓶、洗滌劑及食品容器、工業(yè)瓶等各類大中小型中空容器。近幾年來(lái)，HDPE中空吹塑樹(shù)脂年消費(fèi)量已超過(guò)130萬(wàn)噸，占HDPE總消費(fèi)量的近1/5，且用量逐年增加，用戶對(duì)中空制品樹(shù)脂原料的要求越來(lái)越高。而國(guó)內(nèi)中空容器專用樹(shù)脂僅在加工大中型中空容器時(shí)使用，生產(chǎn)小型中空容器往往使用價(jià)格較低的通用料5000S和DGD6098來(lái)替代。盡管國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出中小型中空容器專用樹(shù)脂，如5502，5300B等，但仍難以滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料

HDPE，HD5502XA，中沙（天津）石化有限公司生產(chǎn)；樹(shù)脂1，樹(shù)脂2，市場(chǎng)上收集的小中空專用HDPE樹(shù)脂，進(jìn)口。

1.2主要儀器與設(shè)備

PL-GPC 220型高溫凝膠滲透色譜儀，美國(guó)Polymer Laboratory公司生產(chǎn)；CMT4503型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，深圳新三思材料檢測(cè)有限公司生產(chǎn)。

XJU-22型簡(jiǎn)支梁沖擊強(qiáng)度測(cè)試儀，承德金建檢測(cè)儀器有限公司生產(chǎn)；Rosand RH7型毛細(xì)管流變儀，英國(guó)馬爾文儀器公司生產(chǎn)。

表1　物理及力學(xué)性能對(duì)比

表2　相對(duì)分子質(zhì)量及其分布

表3　DSC參數(shù)對(duì)比

圖1　熔體強(qiáng)度對(duì)比

2　結(jié)果與討論

2.1對(duì)比料的測(cè)試表征與評(píng)價(jià)

收集市場(chǎng)暢銷的進(jìn)口樹(shù)脂產(chǎn)品與中沙石化老HD5502XA進(jìn)行性能比對(duì)，旨在尋找差異，提高HD5502XA的綜合性能和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

表1與表2分別列出對(duì)比料的基本性能與分子量分布參數(shù)，測(cè)試結(jié)果表明中沙石化老HD5502XA與進(jìn)口產(chǎn)品樹(shù)脂1、樹(shù)脂2相比，基本性能中熔指和密度偏低，其他各項(xiàng)指標(biāo)差異甚微。通過(guò)分析結(jié)果可知，老HD5502XA的重均分子量和分子量分布寬度指數(shù)要低于進(jìn)口產(chǎn)品，高的重均分子量能夠提供產(chǎn)品較好的機(jī)械性能和較高的強(qiáng)度，寬的分子量分布寬度指數(shù)賦予物料較好的加工性能和使用性能。從分析結(jié)果來(lái)看，老HD5502XA的加工性能稍差，這也與下游生產(chǎn)企業(yè)反饋的結(jié)果一致。

2.2DSC與熔體強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果對(duì)比

對(duì)專用料的DSC、熔體強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，分析結(jié)果如表3、圖1所示，熔體強(qiáng)度是指聚合物在熔融狀態(tài)下支持自身質(zhì)量的能力，高分子熔體強(qiáng)度有時(shí)也稱為熔體彈性，其與高分子的分子量、分子量分布、枝鏈多少/長(zhǎng)短等有關(guān)，歸根結(jié)底就是取決于高分子熔融狀態(tài)下的纏結(jié)度，纏結(jié)度越高，熔體強(qiáng)度就越高。測(cè)試數(shù)據(jù)示，老HD5502XA的熔體強(qiáng)度高于其他對(duì)比料，這與其共聚單體是己烯有關(guān)，另外兩種對(duì)比料共聚單體為丁烯，長(zhǎng)支鏈導(dǎo)致熔體強(qiáng)度較高。此外3種對(duì)比料結(jié)晶溫度、熔融溫度相差不大。

3　新HD5502XA改進(jìn)及試用

結(jié)合與進(jìn)口對(duì)比料的分析結(jié)果，新HD5502XA試排產(chǎn)，突破生產(chǎn)技術(shù)瓶頸，產(chǎn)品熔指和密度比以前均有提高（見(jiàn)表4）。

表4　物理及力學(xué)性能對(duì)比

從測(cè)試結(jié)果可以看出，新HD5502XA相比老HD5502XA在密度和熔指上有了提高，較高的密度可以提供較高的硬度；較高的熔指可以提供良好的加工性，為單獨(dú)使用奠定了基礎(chǔ)。經(jīng)康師傅、娃哈哈試用，反饋可以冷切，可以單獨(dú)使用生產(chǎn)小中空制品，新HD5502XA實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，成為小中空市場(chǎng)主流牌號(hào)。

4　結(jié)論

（1）老HD5502XA與進(jìn)口料相比，熔指和密度偏低，導(dǎo)致在下游加工應(yīng)用中存在不能冷切和摻混高熔指原料使用問(wèn)題。

（2）新HD5502XA提高了熔指和密度，解決了下游加工中的問(wèn)題，可以單獨(dú)使用生產(chǎn)小中空制品。

（3）新HD5502XA在下游應(yīng)用良好，成為小中空市場(chǎng)主流牌號(hào)。

［1］于麗霞，等.塑料中空吹塑成型［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［2］ 桂祖桐.聚乙烯樹(shù)脂及其應(yīng)用［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.397～404.

［3］ 呂安明，王金剛.HDPE大型中空吹塑技術(shù)的應(yīng)用及產(chǎn)品市場(chǎng)分析［J］.齊魯石油化工，2001，29（4）：318～320.

TQ172.1+2

A

1671-3818（2016）09-0114-02