茂金屬聚乙烯與普通聚乙烯共混研究

吳濤,等:茂金屬聚乙烯.與普通聚乙烯共混研究15茂金屬聚乙烯與普通聚乙烯共混研究*吳濤袁紹彥謝長(cháng)瓊黃銳陳俊(四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院,成都610065 )摘要用一種雙峰分 布茂金屬聚乙烯( mPE)與普通聚乙烯(LLDPE或LDPE)共混料吹塑薄膜,測定mPE對薄膜力學(xué)性能的影響。結果表明,在LLDPE( LDPE)中加入20% mPE制成共混料,其吹塑薄膜的拉伸強度和撕裂強度均提高20%,穿刺強度提高60%(100%);另外發(fā)現,當在LLDPE(LDPE)中加入20%~80%mPE時(shí),薄膜的穿刺強度和撕裂強度幾乎沒(méi)有變化。關(guān)鍵詞茂金屬雙峰分布聚乙烯薄膜20世紀80年代初Kaminshy發(fā)現了均相超高活線(xiàn)性低密度聚乙烯( LDPE) :DFDA7042,天津性的茂金屬催化體系(MAO),它與Ziegler-Natta石油化工公司;催化劑相比,具有以下特點(diǎn):①超高的催化活性;②低密度聚乙烯(LDPE): 18D075,燕山石化公單一的活性中心,使聚合物相對分子量分布變窄;③共聚單體的分布更加均勻;④聚烯烴微觀(guān)結構的立1.2試樣制備體化控制更好,可以制備具有特殊性能的新型樹(shù)脂。吹膜粒料由不同配比的mPE/LLDPE、mPE/1991年，EXXON公司實(shí)現了茂金屬聚乙烯( mPE)LDPE分別經(jīng)雙螺桿擠出機共混制得,擠出機各段的工業(yè)化生產(chǎn)。用mPE生產(chǎn)的制品強度高,尤其是溫度分別為150、170、180、190、190 ,加料螺桿轉具有超高的韌性,透明性好,抗污染能力和耐穿刺能速為12 r/min,同向雙螺桿轉速為120 r/ min。力強,熱封溫度范圍寬。用茂金屬催化劑開(kāi)發(fā)新型薄膜在轉矩流變儀.上用單螺桿擠出機擠出吹塑聚烯烴,實(shí)現聚烯烴的高性能化已成為開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。而成,單螺桿擠出機螺桿直徑20 mm,長(cháng)徑比為25。早期的mPE加工性差,主要是由于分子量分布牽引輥轉速為30 r/min,吹脹比為2.0。窄,低分子量部分含量低,剪切粘度對剪切速率敏感1.3 性能測試性差,需要在較高的剪切速率下才出現非牛頓現象。拉伸強度按GB 13022 -91測試,拉伸速率為它在低剪切速率時(shí)粘度大,而在高剪切速率時(shí)熔體250 mm/ min;強度低,容易出現鯊魚(yú)皮現象甚至熔體破裂,很難單撕裂強度按QB/T 1130 -91測試,拉伸速率為獨用于生產(chǎn)吹塑制品。100 mm/min;目前改善茂金屬聚烯烴加工性能途徑之一是長(cháng)穿刺強度按SL/T 235 - 1999測試,環(huán)形夾具內鏈支化,或增加分子量分布的多分散性,使分子量分徑為44.5 mm,采用08 mm平頭頂桿,頂桿頂破速布變寬或呈雙峰。雙峰分布mPE基本.上解決了加率為100 mm/ min。工難的問(wèn)題,使mPE可以在普通LDPE吹膜設備上2結果 與討論進(jìn)行加工川。另外,比較簡(jiǎn)單的方法是將加工性差2.1拉伸強度及斷裂伸 長(cháng)率的茂金屬聚烯烴與普通聚烯烴共混[2-4],此法不僅mPE分別與LLDPE或LDPE以100/0、80/20、簡(jiǎn)單而且可以降低成本。70/30、60/40、40/60、30/70、20/80、0/100的配比共目前關(guān)于mPE的共混研究多集中在流變性能混,其吹塑薄膜的拉伸強度如圖1、圖2。及共混組分的相容性問(wèn)題上,對于力學(xué)強度的研究圖1、圖2中兩條曲線(xiàn)分別代表拉伸方向和吹較少12.5]。筆者從力學(xué)性能入手,用一種新型雙峰脹方向,以下同。從圖1、圖2可以看出,隨著(zhù)LL-分布mPE分別與兩種普通聚乙烯(LLDPE、LDPE)DPE和LDPE的加入,薄膜的拉伸強度都降低,但是加人LDPE導致拉伸強度的降低更快,幾乎是線(xiàn)性共混后的吹塑膜進(jìn)行了研究。1實(shí)驗部分1.1 原材料●國家自中國煤化工4010)mPE:SP1520，日本三井化學(xué)公司;收稿日斯TYHCNMHG16工程塑料應用2003年,第31卷,第7期5040p昌130]40z 120F35 t當11030100-2S0204060801009020406080700LLDPE含量/ %LLDPE含量/%●-拉伸方向;。- -吹脹方向●一拉伸方向; o- _吹脹方向圖1薄膜拉伸強度 與共混物中LLDPE含量的關(guān)系圖3薄膜撕裂強度 與共混物中LLDPE含量的關(guān)系50 t140 r& 4020 Ai 30|型102000o 20406080T0020406080100LDPE含量/%一拉伸方向; o吹脹方向●-拉伸方向; o- _吹脹方向圖2 薄膜拉伸強度與共混物中LDPE含量的關(guān)系圖4薄膜撕裂強度 與共混物中LDPE含量的關(guān)系降低;而加人LLDPE的拉伸強度雖有降低,但是降化,出現了一個(gè)平臺期。低并不多,甚至加人20%LLDPE,拉伸強度也降低2.3 穿刺強度不大。出現這種現象的原因可能是由于LLDPE與圖5是mPE與LLDPE或LDPE共混后吹塑薄mPE具有更相似的分子結構。膜的穿刺強度與各自含量的關(guān)系。由于薄膜厚度不表1為薄膜斷裂伸長(cháng)率與共混物中mPE含量均勻,圖5中穿刺強度采用刺破力(N)除以厚度的關(guān)系。.(mm)表征。從圖5可以看出,穿刺強度與撕裂強表!薄膜斷裂伸長(cháng)辜與共混物中 mPE含的關(guān)系%度具有相似的變化趨勢,即在LLDPE(LDPE)含量共混mPE含量/%為20%~80%時(shí),穿刺強度并沒(méi)有隨著(zhù)LLDPE樹(shù)脂0[203040607080100(LDPE)的加人而降低,而是也出現了-一個(gè)平臺期。LLDPE >130003)30100>10(>1500(>10(>1600更為有趣的是,在LLDPE的含量為20%~80%時(shí),LDPE 」>500 I >900 10012001300>130(>1400 >1600mPE與LLDPE共混后吹塑薄膜的穿刺強度反而高從表1可以看出,薄膜的斷裂伸長(cháng)率與拉伸強于純mPE。當LLDPE( LDPE)的含量超過(guò)80%時(shí)，度具有相似的變化趨勢,即隨著(zhù)mPE含量的增加，穿剌強度才迅速降低,一直降到純LLDPE(LDPE)斷裂伸長(cháng)率增大。但LLDPE本身斷裂伸長(cháng)率很大,的強度。所以其共混薄膜斷裂伸長(cháng)率變化較小。而LDPE自目550身斷裂伸長(cháng)率相對較小，加入20% mPE使斷裂伸長(cháng)， 45率增加很多,隨后變化相對平緩。3502.2 撕裂強度員250圖3和圖4分別是mPE與LDPE或LDPE共你15020406080T00混后吹塑薄膜撕裂強度與各自含量的關(guān)系。從圖LLDPE(LDPE)含量/%3、圖4可以看出,薄膜撕裂強度和拉伸強度- -樣,隨●- LLDPE/ mPE; o一LDPE / mPE著(zhù)LLDPE或LDPE含量的增加而降低。然而不同圖5薄膜穿刺強度 與共混物中ULDPE( LDPE)含量的關(guān)系的是,撕裂強度的降低并沒(méi)有隨著(zhù)LDPE或LDPE3結論的增加而迅速降低,甚至在ILDPE或LDPE的含量(1)在純LLDPE或LDPE中加入mPE,其共混為20%~80%的時(shí)候,撕裂強度幾乎沒(méi)有太大變中國煤化工E添加量達20%以上MHCNMHG吳濤,等:茂金屬聚乙烯與普通聚乙烯共混研究17時(shí),薄膜的穿刺強度和撕裂強度均有-一個(gè)穩定期,即拉伸方向和吹脹方向都提高大約20%。對韌性要兩種強度并不隨著(zhù)mPE添加量的增加而繼續提高。求較高的場(chǎng)合,例如重包裝膜, LDPE尤其是LLDPE考慮到純mPE同時(shí)具有高的結晶度及良好的透明與mPE共混具有廣闊的應用前景。性,是由于結晶部分晶粒尺寸較小而均勻。因此參考文獻mPE與LLDPE和LDPE共混薄膜出現上述現象應1Anon. Mallocenes made easy. European Plastics News, 1997 ,24該與其內部晶粒尺寸有較大的關(guān)系。(5):23(2)由于mPE成本較LLDPE、LDPE高出較多,2 RanaD, Lee CH, Cho K, et al. Thermnal and mechanical propertiesfor binary blends of metallocene polyethylene with conventional poly-因此上述現象在工業(yè)生產(chǎn)中具有很重要的指導意olefins. Joumal of Applied Polymer Science, 1998 ,69(12) :2441義。利用這種性質(zhì),可以只加入20%的mPE,保證高俊剛,閻明濤,李志庭,等.茂金屬聚乙烯(mPE)/線(xiàn)性低密度薄膜成本略微增加而使強度提高很多。聚乙烯(LLDPE)共混熔體的流變學(xué).中國塑料,001,15<7);26(3)加入20% mPE共混,可使LLDPE薄膜穿刺4祝景云,丁艷芬,劉芳, 等. mLDPE及mlLDPE/LDPE共混物擠出加工性能的研究.中國塑料,000,14(4);:34強度提高60%以上,LDPE薄膜提高近100%;對于5王港,陳曉媛,黃銳. 茂金屬聚乙烯共混改性研究.塑料科技，撕裂強度和拉伸強度,無(wú)論LLDPE或LDPE,其薄膜2002(3);1RESEARCH OF BLENDING METALLOCENE POLYETHYLENEWITH CONVENTIONAL POLYETHYLENESWu Tao, Yuan Shaoyan, Xie Changqiong, Huang Rui , Chen Jun( Cllee of Polymer Science and Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065, China)ABSTRACT A kind of bimodal metallocene PE( mPE) was blended with two conventional PE(LLDPE or LDPE). After blo-wing films with the blend, the ffet of metallocene PE on the mechanical propeties of fIms was investigated. The result showed thatthe tensile strength and tear strength of the flm were improved by 20% when 20% mPE was added into LLDPE( LDPE), and thepuncture strength increased by 60% ( 100% ). Aditinally, when mPE was added from 20% to 80%，the puncture strength and tearstrength remained almost constant.KEYWORDS metallocene , bimodal distibuction, polyethylene, flm南京滬江復合材料有限公司隆重推出特大型鋁塑復合真空包裝袋我公司生產(chǎn)特大型鋁塑復合真空包裝袋,適合于硅烷交聯(lián)聚乙烯、尼龍、PBT等化工原料及醫藥、食品飲料、高純金屬、金屬粉末、精密機械、電子原器件等產(chǎn)品的真空包裝或一般包裝用, 具有防潮、避光、保質(zhì)期長(cháng)、強度高、美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品規格為三層復合(BOPET/AI/LLDPE) 或四層復合(BOPET/AI/ BOPA/LLDPE) ,尺寸、厚度、容量按用戶(hù)要求制作,可耐高溫,可套色彩印。本公司產(chǎn)品質(zhì)量?jì)?yōu)、價(jià)格低、品種全、交貨快、服務(wù)好,暢銷(xiāo)全國各地。產(chǎn)品深受用戶(hù)信賴(lài)。歡迎前米考察，光臨指導!地址:南京市江 寧區東山鎮郵編:211100聯(lián)系人:章育駿秦文萍電話(huà):025-2194141(兼傳真)I 380907334中國煤化工YHCNMHG