棚膜專用樹脂耐老化性能研究

高偉麗，張牙潤(rùn)，沈 娜，丁 寬

（玉溪市旭日塑料有限責(zé)任公司，云南玉溪 653100）

我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)用塑料制品已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)施不可缺少的生產(chǎn)資料，已廣泛應(yīng)用于農(nóng)、林、牧、漁各行業(yè)。經(jīng)過多年的應(yīng)用，農(nóng)用大棚膜的推廣使用從最早的解決蔬菜問題發(fā)展到鮮花種植，瓜果種植及其他高效經(jīng)濟(jì)類作物種植。目前，棚膜主要用于設(shè)施園藝生產(chǎn)，產(chǎn)品功能由耐老化、流滴、EVA 保溫、到轉(zhuǎn)光功能、防塵功能、散光功能，對(duì)棚膜的性能要求越來越高。在棚膜生產(chǎn)中，耐老化體系中的抗氧劑、光穩(wěn)定劑起重要作用，聚乙烯作為農(nóng)用棚膜生產(chǎn)的主要材料，其對(duì)棚膜的強(qiáng)度、耐老化性能等指標(biāo)也起重要作用[1-2]。

本文對(duì)幾種常用的聚乙烯樹脂進(jìn)行自然曝曬與紫外加速老化試驗(yàn)，為棚膜生產(chǎn)選用樹脂提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

蘭州石化：2426F

蘭州石化：9047

?？松荆?65BW1

?？松荆?010HA

1.2 主要設(shè)備及儀器

吹膜機(jī)組SJ-65-30型：山東萊蕪新甫冠龍塑料機(jī)械有限公司。

微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)CMT2202：美特斯工業(yè)系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司。透光率/霧度測(cè)定儀WGT-S：上海申光儀器儀表有限公司。紫外光老化試驗(yàn)箱KW-UV3：東莞市科文試驗(yàn)設(shè)備有限公司。

1.3 樣品的制備

用吹膜機(jī)生產(chǎn)165BW1、2426F、9047、2010HA 的純樹脂膜，及在165BW1、2426F、9047、2010HA 樹脂中添加防老化母料生產(chǎn)耐候膜，樣品膜（寬度×厚度）2 000×0.08mm。通過戶外曝曬試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室紫外加速試驗(yàn)對(duì)比其耐老化性。

成型工藝條件：加料段170℃，熔融段190℃，均化段195℃，模頭190℃。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

戶外曝曬試驗(yàn)：將樣品膜置于專用曝曬架上進(jìn)行自然大氣曝曬。

紫外加速老化試驗(yàn)：340nm 紫外燈，0.68W/m2輻照強(qiáng)度，60℃黑標(biāo)溫度，輻照4h；50℃黑標(biāo)溫度，50%的濕度，冷凝4h。

2 性能測(cè)試與分析

棚膜多采用LDPE、LLDPE、mLLDPE 共混料的方法生產(chǎn)，LDPE 分子鏈上有長(zhǎng)短支鏈，結(jié)晶度較低，具有良好的柔軟性，透明性和加工性；LLDPE 是乙烯與少量高級(jí)α-烯烴的共聚物，其性能如拉伸強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度等比LDPE 有較大的提高，mLLDPE 是茂金屬催化劑催化的高性能聚乙烯樹脂，具有卓越的抗穿性、拉伸強(qiáng)度等，LLDPE 及mLLDPE 均能為棚膜提供較好的力學(xué)性能。棚膜生產(chǎn)應(yīng)盡量選擇分子量高，分子量分布窄的樹脂，LLDPE 一般選用低MI（0.3～2.1g/10min）的樹脂，數(shù)據(jù)表明：MI 越低，分子量越高，物理機(jī)械性能 越好。

表1 樹脂的基本性能

表2 樹脂膜初始力學(xué)性能

表3 樹脂膜自然曝曬及紫外加速老化后縱向斷裂伸長(zhǎng)率保留率%

由表2、表3可以看出，老化前2010HA（mLDPE）具有較高的拉伸強(qiáng)度，其次為9047（LLDPE），2426F 與165BW1（LDPE）的拉伸強(qiáng)度略低，兩者相差不大。在沒有耐老化體系的保護(hù)下經(jīng)自然曝曬和紫外加速老化后，2010HA（mLDPE）仍具有較好的耐老化性，165BW1與9047的耐老化性相差不大，最差的為2426F。

由表4、表5可以看出，各樹脂樣品膜添加防老化母料前后的力學(xué)性能變化不大。樣品膜在耐老化體系的保護(hù)下經(jīng)自然曝曬和紫外加速老化后，2010HA（mLDPE）仍具有較好的耐老化性，165BW1與9047的耐老化性相差不大，最差的為2426F。

表4 耐候膜初始力學(xué)性能表

表5 耐候膜曝曬及紫外加速老化后縱向斷裂伸長(zhǎng)率保留率#%

3 結(jié)論

1）2010HA（mLDPE）具有較好的力學(xué)性能，其次為9047（LLDPE），2426F 與165BW1（LDPE）的略低，兩者相差不大。

2）無論是在單一樹脂原料，還是在有耐老化體系的保護(hù)作用下，2010HA（mLDPE）均表現(xiàn)出較好的耐老化性。

3）2010HA（mLDPE）及165BW1（LDPE）可作為棚膜生產(chǎn)主要首選樹脂使用，9047也可在棚膜上使用，2426F 不建議在棚膜上使用。

4）樹脂本身耐候性差的樹脂，在耐老化體系的保護(hù)作用下，其耐候性也遠(yuǎn)比樹脂本身耐候性好的樹脂差。因此，生產(chǎn)棚膜時(shí)，只有選擇好的基礎(chǔ)樹脂與優(yōu)良的耐老化體系，才能生產(chǎn)出使用壽命長(zhǎng)、耐老化性好的棚膜。