UNIPOLPE薄膜的霧度

薛錄召

摘 要：UNIPOL工藝生產(chǎn)的全密度聚乙烯（PE）的薄膜霧度高、透光性較差，經(jīng)不斷試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：PE共聚單體選用更多的碳原子烯烴可降低霧度10%以上、催化劑活性提高一倍霧度能降低30%以上、調(diào)整添加劑配方可降低霧度30%以上、吹膜工藝參數(shù)調(diào)整可降低霧度10%以上，因此可根據(jù)實(shí)際情況選用這些方法來(lái)降低PE薄膜的霧度，從而提高PE薄膜的透光性。

關(guān)鍵詞：聚乙烯 共聚單體 添加劑 加工參數(shù) 薄膜霧度

中圖分類號(hào)：TQ325 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）01（c）-0089-02

20世紀(jì)30年代PE成功開發(fā)伊始，研究者便注意到PE薄膜的半透光性（霧度特性），PE薄膜透明度是PE薄膜性能的一個(gè)重要方面，如何減弱PE薄膜霧度，自PE薄膜問(wèn)世以來(lái)一直廣受關(guān)注。透明度則是考量塑料薄膜對(duì)入射光的散射和吸收損失；霧度是偏離入射角2.5°角以上的透射光強(qiáng)占總透射光強(qiáng)的百分?jǐn)?shù)，霧度越大意味著薄膜光澤及透明度將下降。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，針對(duì)影響PE薄膜透光性的諸多因素，結(jié)果表明通過(guò)改善PE合成工藝以及后續(xù)加工條件的措施，可改進(jìn)PE薄膜的霧度。

1 霧度的定義

PE是采用齊格勒-納塔催化劑催化，按配位聚合機(jī)理，由乙烯/1-丁烯共同聚合制備PE。由于催化劑不同，活性對(duì)位對(duì)1-丁烯具有不同的共聚合能力。1-丁烯是隨機(jī)接枝到PE大分子上的，導(dǎo)致PE具有很寬的短支鏈分布，即聚合物中某些支鏈?zhǔn)歉叨戎Щ模硪恍╂溁旧鲜峭耆€性的。因此造成PE樹脂結(jié)晶結(jié)構(gòu)的缺陷，且結(jié)晶度較高，一般在50%～55%，這大大影響了其透光性。

2 PE薄膜霧度改進(jìn)

2.1 共聚單體的改變

PE采用的是Unipol生產(chǎn)工藝，乙烯與其他α-烯烴共聚的方式生產(chǎn)PE。通過(guò)共聚單體的加入量來(lái)調(diào)整產(chǎn)品密度，產(chǎn)出不同用途的產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)大都采用1-丁烯與乙烯共聚，但選用碳原子數(shù)更多的烯烴為單體（如1-己烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯）比1-丁烯的力學(xué)性能有很大的提高。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中2種薄膜達(dá)到相同的拉伸強(qiáng)度，力學(xué)性能更好的產(chǎn)品所需的薄膜厚度更薄，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且薄膜的透光性也得到改善。從表1可看出，同樣厚度的薄膜，1-己烯的力學(xué)性能比1-丁烯提高了40%左右。

2.2 催化劑活性的改變

目前，Unipol PE薄膜一般采用鈦系催化劑。催化劑和烷基鋁為結(jié)晶度較高的無(wú)機(jī)不熔物，最后殘留在PE薄膜產(chǎn)品中，成為灰分（PE產(chǎn)品在馬弗爐中高溫灼燒后的殘留物）?；曳趾吭礁撸a(chǎn)品黃色指數(shù)越大、薄膜的透光性就越差。選用高活性的催化劑，降低了PE薄膜中灰分的含量，提升了薄膜的透光性（見表2）。

2.3 添加劑配方的改變

根據(jù)薄膜用途的不同，PE粉料在造粒過(guò)程中需加入不同的添加劑，以提高PE薄膜的抗氧化能力和抗開口能力。從表3可以看出，添加劑的加入量越多，PE薄膜中灰分的含量越高，薄膜的透光性就越差。就PE牌號(hào)DFDA-7047來(lái)說(shuō)，添加劑配方根據(jù)客戶需求進(jìn)行優(yōu)化，可大大降低PE薄膜霧度。

2.4 膜設(shè)備工藝參數(shù)的調(diào)整

對(duì)于吹膜工藝，設(shè)備的熔融段溫度、牽引速率、風(fēng)速（冷卻速率）等參數(shù)對(duì)薄膜霧度的影響也較大，通過(guò)改變工藝參數(shù)可改善薄膜的透光性。對(duì)同一批樹脂按表4中4種工藝條件進(jìn)行吹膜。樹脂：Unipol工藝生產(chǎn)的DFDA-7047粒料3 t（熔體流動(dòng)指數(shù)（10 min）1.0 g；密度0.920 g/cm3），產(chǎn)品已加入添加劑。

從表4對(duì)比可看出：（1）熔體溫度（195 ℃）不變，降低牽引速率，提高風(fēng)速，可使薄膜吹脹比（管膜直徑與口模直徑的比）增大，避免了PE分子在縱向上排列過(guò)多造成PE晶粒較大的情況，降低了霧度（項(xiàng)目1和項(xiàng)目2），提高了薄膜光澤度；（2）在不發(fā)生高溫碳化和裂化反應(yīng)的范圍內(nèi)提高PE的熔體溫度，降低霧度（項(xiàng)目2和項(xiàng)目3），提高了薄膜光澤度；（3）提高了薄膜的光澤度。提高風(fēng)速，加快冷卻速率，PE分子的結(jié)晶速率加快，形成的PE晶粒較小，達(dá)到了改善薄膜透光性的目的（項(xiàng)目3和項(xiàng)目4）。

3 結(jié)論

（1）選擇更多烯烴為共聚單體，拉伸屈服應(yīng)力、拉伸斷裂應(yīng)力都得到提高，降低薄膜厚度，增加透明度。

（2）改變添加劑配方，降低PE霧度，增加透明度。

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