聚烯烴樹(shù)脂結構對其熔體強度的影響

齊魯石油化工,2008,36(1):4-7研究與開(kāi)發(fā)QILU PETROCHEMICAL TECHNOLOGY聚烯烴樹(shù)脂結構對其熔體強度的影響鞠偉王雪梅(中國石化齊魯分公司研究院,山東淄博,255400)摘萋考察聚燔烴熔體流動(dòng)速率、長(cháng)支鏈、共聚單體等因素對其熔體強度的影響。實(shí)驗發(fā)現,同種生產(chǎn)工藝下生產(chǎn)的結構相同的聚烯烴材料,熔體強度隨著(zhù)熔體流動(dòng)速率的升高而降低;支鏈越長(cháng)的聚烯烴材料,熔體強度越高;在一定范圍內,接枝度的提高,有利于提高材料的熔體強度;共璨單體的種類(lèi)(a -烯烴)對聚合物的熔體強度有很大影響，隨著(zhù)共聚單體鏈長(cháng)的增加,共聚材料的熔體強度提高。關(guān)鍵詞橐烯烴 熔體強度結構中團分類(lèi)號:TQ325.1文獻標識碼:B 文 編號:10009 -9859(2008)01 -0004 -04近年來(lái),聚合物的熔體強度已經(jīng)開(kāi)始作為一出 機頭及毛細管口模的單螺桿擠出機和熔體強度種重要的參數應用在如擠出涂層、吹塑、型材擠測試儀,試料在擠出機中在-定的溫度和轉速下塑、熱成型和發(fā)泡等加工過(guò)程中。對于聚乙烯來(lái)熔融,通過(guò)垂直機頭均勻擠出熔體料條,熔體料條說(shuō),在吹膜過(guò)程中,一個(gè)關(guān)鍵的加工參數是膜泡的向下落入一組反向旋轉的夾輥中,夾輥以恒定的穩定性，這一參數就是由材料的熔體強度決定加速度轉動(dòng)拉伸熔體料條,拉伸力不斷增大,直至的,在擠管擠出吹塑及熱成型時(shí)，熔融聚乙烯的熔體斷裂,此熔體斷裂所受的力定義為“熔體強熔垂或淌流也是由熔體強度所決定。熔體強度性度"[5)。能還可以用來(lái)評價(jià)擠出涂敷樹(shù)脂，因為已經(jīng)發(fā)現，熔體流動(dòng)速率按照GB/T 3682- -2000< 熱塑-般來(lái)說(shuō),較高的熔體強度對應著(zhù)較低的縮性塑料熔體質(zhì)量流動(dòng)速率和熔體體積流動(dòng)速率的幅"。聚丙烯是一種綜合性能優(yōu)異的通用塑料，測定》執行。但由于聚丙烯的軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)很接近，超過(guò)熔點(diǎn)密度按照ISO 1183 -2:2004《塑料-非泡沫后熔體強度迅速下降,從而限制了其在熱成型、擠塑料密度:第二部分密度梯度柱法》執行。出涂布擠出發(fā)泡等領(lǐng)域的應用”。影響聚丙烯相對接枝率(紅外光譜法)采用熔融壓片法.熔體強度的主要因素是分子結構。對聚丙烯來(lái)制樣,光譜掃描范圍為4600 ~400 cm-',分辨率說(shuō),主要是由它的相對分子質(zhì)量及其分布和分子為2cm~-。以IR譜圖上1 746. 3 cm-'處該過(guò)氧鏈是否具有長(cháng)支鏈來(lái)決定甲]。國外利用輻射等化物特征吸收峰面積與4482~3950cm-1處的聚手段在聚丙烯分子鏈上引入長(cháng)支鏈,形成支化結丙烯的特征吸收峰的面積之比S7m3/Ssa -39x0表構,從而大大提高了聚丙烯的熔體強度,拓寬了聚征相對接枝率。丙烯的應用領(lǐng)域41。國內在這方面的研制工作1.2設備及儀器已經(jīng)起步。為改善聚烯烴樹(shù)脂的熔體強度，提高(1)擠出機。單螺桿擠出機Rheomex 252P,其加工應用性能,拓寬應用領(lǐng)域,本文初步探索了HAAKE公司生產(chǎn),垂直機頭,機頭口模為毛細管,聚烯烴結構對其熔體強度的影響。毛細管直徑為2 mm,長(cháng)徑比為20: 1。(2)熔體強度儀。RHEOTENS7I.90,德國1實(shí)驗部分中國煤化工1.1測試方法本研究所用熔體強度測試方法為熔體強度測1HCNMHG.1993年畢業(yè)于山東大學(xué)應用化學(xué)專(zhuān)業(yè),現在齊魯分公司研究院分析測試中心試儀法即拉伸測力法,實(shí)驗裝置包括配有垂直擠工作。電話(huà):0533 -7585644。.第1期鞠偉等.聚烯烴樹(shù)脂結構對其熔體強度的影響Cotfert公司生產(chǎn)。2結果與討論 .(3)熔體流動(dòng)速率儀。6942/000, 意大利2.1熔體流動(dòng)速率( 或重均相對分子質(zhì)量)的影CEAST公司生產(chǎn)。響(4)傅立葉變換紅外光譜儀。Magna750, 美HDPE試樣HDPE1、HDPE2的熔體流動(dòng)速率國NICOLET公司生產(chǎn)。(10 min)分別為13. 40、9. 49 g, LLDPE試樣lL(5)密度梯度儀。10. 0601,意大利ATS公司DPE1 LLDPE2的熔體流動(dòng)速率( 10 min)分別為生產(chǎn)。0.22.0.24g。圖1給出了不同熔體流動(dòng)速率的1.3原料HDPE的熔體強度,圖2給出了不同熔體流動(dòng)速(1)高密度聚乙烯樹(shù)脂(HDPE):HDPE1、率的LLDPE的熔體強度。HDPE2、HDPE3 ,中國石化齊魯分公司生產(chǎn)。350-(2)線(xiàn)性低密度聚乙烯樹(shù)脂(LLDPE):LL-300DPEI LLDPE2 ,道化學(xué)公司生產(chǎn);LDPE3,中國HDPE2 "250-石化齊魯分公司生產(chǎn)。.(3)低密度聚乙烯樹(shù)脂(LDPE):LDPE1,中& 200國石化齊魯分公司生產(chǎn)。HDPE1(4) 聚丙烯樹(shù)脂( PP):PP1,中國石化齊魯分公司生產(chǎn)。1.4 實(shí)驗(1)熔體流動(dòng)速率拉伸速率/mm為考察熔體流動(dòng)速率對熔體強度的影響,選擇了相同結構,不同熔體流動(dòng)速率的兩組試樣進(jìn)圖1不同熔體流動(dòng)速率 HDPE的熔體強度行對比實(shí)驗。HDPE、 LLDPE熔體強度的實(shí)驗溫度分別為210、190 C ;熔體流動(dòng)速率實(shí)驗條件分別為:190 C、21. 6kg;190 C、2.16 kgo220(2)長(cháng)支鏈200HDPEIM80-臺160HDPE2擇了相同熔體流動(dòng)速率相同密度,不同支鏈結構費12的兩種試樣進(jìn)行對比實(shí)驗。熔體強度的實(shí)驗溫度裝100-為190C,熔體流動(dòng)速率的實(shí)驗條件為190C,30-02.16 kg。(3)接枝率為考察接枝對材料熔體強度的影響,使用過(guò)200 400氧化物與聚丙烯T30S進(jìn)行接枝后,進(jìn)行接枝率拉伸速率/mm●δ和熔體強度的分析實(shí)驗。在1A 2A和3A這3種圖2不同熔體流動(dòng)速率LLDPE的熔體強度材料中添加的過(guò)氧化物的含量為依次增大,測試其相對接枝率及熔體強度。熔體強度的實(shí)驗溫度從圖1.2可以看出對于熔體流動(dòng)速率不同、為240 C。結構相似的材料,其熔體強度隨著(zhù)熔體流動(dòng)速率(4)共聚單體的升高(或重均相對分子質(zhì)量的降低)而降低。為考察共聚單體對材料熔體強度的影響,選對于LDPE和PP的實(shí)驗也得到類(lèi)似結果,這與熔擇了兩種不同共聚單體的高密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行垂法速率越高,那么了對比實(shí)驗。所用材料:HDPE1,丁烯-1共聚;這種中國煤化工越低(”。HDPE3,己烯-1共聚。熔體強度的實(shí)驗溫度為2.2YHCNMHG.210C。LDPE試樣LDPE1和LLDPE試樣LLDPE3●6●齊魯石油化工第36卷的熔體流動(dòng)速率( 10 min)皆為2.0 g,密度分別為0.921 .0.920 g/cm'。圖3給出了不同支鏈結構100F1的聚乙烯的熔體強度。。80IoF200i 60-180發(fā)50403A! 1746.3160-0z 140HDPE1明100-4500 4000 3500 30025002000500 1000 S00波數/cm'o60-40-LLDPE3圖41A.2A.3A 這3種接枝材料的紅外譜圖20-120500拉伸速事/mm.g-'100-3A~MM30-圖3不同支鏈結構的聚 乙烯的熔體強度從圖3可以看出,盡管長(cháng)支鏈的LDPE1和短.*1A支鏈的LLDPE3有相同的熔體流動(dòng)速率和密度,20但是LDPE1的熔體強度比LLDPE3的熔體強度要高出數倍。這是因為聚合物主鏈上的支鏈的長(cháng)400拉伸速率/mm.gl度對熔體強度有很大的影響。熔體強度和分子鏈的纏結程度有關(guān),纏結程度越高,熔體強度就越圖5不同接 枝率材料的熔體強度高,長(cháng)支鏈有利于分子鏈的纏結,所以長(cháng)支鏈聚乙烯的熔體強度高。2.3接枝率 的影響300 tHDPE3 M1A 2A、3A這3種試樣的紅外譜圖如圖4所250-示,計算得出的相對接枝率分別為3. 96%、4.89% .6. 14%。熔體強度實(shí)驗結果如圖5所示。E200從圖5可以看出,隨著(zhù)接枝率的增大材料的熔體強度增大。這可以解釋為,隨著(zhù)接枝率的增大,材最100料的長(cháng)支鏈增多,長(cháng)支鏈有利于分子鏈的纏結,分50-子鏈之間越容易纏結,纏結程度增大,所以使得100 200300熔體強度增大。拉伸速率/mm .r2.4共聚單體的影響圖6給出了不同共聚單體的HDPE的熔體強圖6不同共聚單體的HDPE熔體強度度。從圖6可以看出,共聚單體為己烯的HDPE3的熔體強度比共聚單體為丁烯的HDPE1的熔體3結論強度要高得多,共聚單體的類(lèi)型對聚合物的熔體聚烯烴在結構方面存在多種因素共同對其熔強度有很大影響。這是因為短支鏈的a -烯烴碳有以下幾方面數越高,支鏈越長(cháng),因此分子的纏結程度也越高，的規中國煤化工從而熔體強度也越高,所以己烯共聚物的熔體強YHCNMHG構相同的聚烯度明顯大于丁烯共聚物。.烴材料,熔體強度隨著(zhù)熔體流動(dòng)速率的升高(或第1期鞠偉等. 聚烯烴樹(shù)脂結構對其熔體強度的影響重均相對分子質(zhì)量的降低)而降低。1995 ,51(2):25(2)支鏈越長(cháng)的聚烯烴材料,熔體強度越高。2 Pills E M, Bussecs, McHugh K E,et L Polypropylene(3)在一定范圍內,接枝率的增大,有利于提with high melt sabiliy. KunststoOfe, 192,82(8) :671 ~676高材料的熔體強度。(4)共聚單體的種類(lèi)(a -烯烴)對聚合物的3黃成,柏基業(yè). 聚丙烯熔體強度對加工性能的影響.熔體強度有很大影響,隨著(zhù)共聚單體鏈長(cháng)的增加,現代塑料加工應用,2002,14(3):9~114 Mapleston P. PP foam sheet emerges as a contender for a共聚材料的熔體強度提高。range of aplications. Modem Plastie , 1997 ,74( 10):110參考文獻~1155 S Muke. Extensional rheology of polypropylene melts from1 Shivendra K GoyaL The influence of polymer structure onthe trheotens test Jourmal of Non - Newtonian Fluid Me-melt strengh behavior of PE reains. Plastics Engineering,chanics. ,2001 ,101 :77 ~93INFLUENCE OF THE CONFIGURATIONOF POLYOLEFIN RESIN ON MELTING STRENGTHJu Wei, Wang Xuemei(Research Instiue of Qilu Branch Co. , SINOPEC, Zibo ,Shandong ,255400)Abstract The paper discussed the influences of the melt flow rate, long branched chainand the copolymerized monomer of polyolefin on the melting strength. It was found from the ex-periments that (1) the melting strength of polyolefn with the same configuration produced undersame process decreases with the increase of the melt flow rate; (2) the increase of grafting de-gree is beneficial to the increase of polyolefin melting strength within a certain range; (3) the .species (a - olefin) of copolymerized monomer have great influences on polymer meltingstrength which increases along with the increase of copolymerized monomer chain length.Key words polyolefin , melting strength , configuration(上接第3頁(yè))RECOVERY AND APPLICATION OF HIGH TEMPERATUREFLUE GAS FROM REFINERY CATALYST ZEOLITE CALCINATORWu Shaojin, Zhao Jianhui(Qilu Branch of SINOPEC Catalyst Co. . Zibo , Shandong ,255336)Abstract Aimed at the severe environment pollution and energy wasting by direct dis-charge of high temperature flue gas from zeolite calcinator, it is analysed and proved that theflue gas can be recovered and used as heat source of rotary flash drying. It is indicated by com-mercial application results that the energy consumption of calcinating system can be decreasedby 25% and the discharge of pollutants in the waste gas has completely reached national dis-charging standard, with the zeolite quality not being affe中國煤化I lercial appli-cation results.YHCNMHGKey words flue gas waste , recovery, energy saving, environment protection