您当前的位置：首页 >> 技术 >> 原辅材料 » 正文

低密度聚乙烯 2420 H 吹膜工艺研究

浏览次数：10868 发布时间：2021年03月08日 10:16:38

[导读] 考察了中国石油兰州石化公司低密度聚乙烯 2420 H 吹膜时吹胀比、加工温度、薄膜厚度对薄膜性能的影响。结果表明:当吹胀比为 3.0 时，薄膜的加工工艺稳定，横向拉伸断裂应力较高，鱼眼较少，透明性较好

许惠芳，魏福庆，巨娟侠，李朋朋，李艳芹

(中国石油兰州化工研究中心，甘肃兰州 730060)

摘要:考察了中国石油兰州石化公司低密度聚乙烯 2420 H 吹膜时吹胀比、加工温度、薄膜厚度对薄膜性能的影响。结果表明:当吹胀比为 3.0 时，薄膜的加工工艺稳定，横向拉伸断裂应力较高，鱼眼较少，透明性较好;加工温度在 160~185 °C时，薄膜拉伸性能、直角撕裂强度性能较佳;薄膜厚度对薄膜性能有明显影响。

关键词:低密度聚乙烯;2420 H;吹胀比;加工温度;薄膜厚度

中国石油兰州石化公司 (以下简称兰州石化)低密度聚乙烯(牌号为 2420 H)是在 20 万 t/a 低密度聚乙烯装置上，采用 basell 公司高压管式反应法工艺技术生产的产品，由于其优异的综合性能广泛应用于薄膜领域。吹膜工艺条件对低密度聚乙烯薄膜的性能有很大影响，但关于这方面的研究较少，多集中于低密度聚乙烯装置生产工艺优化、助剂及新产品开发[1-3]，吹膜树脂产生鱼眼原因分析及预防[4-5]，低密度聚乙烯产品性能及应用以及低密度聚乙烯薄膜成型加工与性能方面[6-8]的研究。本工作对 2420 H 在吹膜过程中的吹胀比、加工温度以及薄膜厚度对薄膜性能的影响进行了研究，优化出综合性能较佳的吹膜条件，为产品应用提供指导。

1 实验部分 1.1 原材料

低密度聚乙烯 2420 H，颗粒料，由兰州石化生产。

1. 2 样品制备及性能测试

在德国 Collin 公司生产的 E 45 P 型吹膜机

上进行吹膜试验。采用英国 Dffusion 公司生产的 EEL 57 D 型雾度计按照 GB/T 2410—2008 进行雾度测试。采用美国 Instron 公司生产的 Instron 1121 型电子拉力机按照 GB/T 1040—2006 进行拉伸性能测试。采用美国 Instron 公司生产的 Instron 1121 型直角撕裂强度仪按照 QB/T 1130— 2009 进行直角撕裂强度测试。按照 GB/T 11115— 2009 中方法 2 进行鱼眼测试。

2 结果与讨论

2. 1 吹胀比对薄膜性能的影响

在吹膜温度为 175 °C的条件下，进行 2420 H 吹膜。吹膜过程中发现，当吹胀比依次为 2.5，3.0 时，薄膜膜泡均比较稳定;当吹胀比达到 3.5 时，膜泡开始摆动，工艺稳定性降低。这是因为吹胀比增大，来自口模熔体流动和风环冷风存在的不均匀性增加，导致薄膜厚度不均匀性增加;吹胀比增大，会使膜泡表面积增大，易受牵伸影响，使膜泡稳定性变差，易使薄膜产生皱褶，降低薄膜外观质量。因此，2420 H 吹制薄膜时吹胀比不宜超过 3.5，并根据设备特点进行相应调整。

吹胀比对 2420 H 薄膜性能的影响如图 1~图 5 所示。可以看出:随吹胀比增大，薄膜雾度、鱼眼呈下降趋势;横向拉伸断裂应力呈上升趋势，纵向拉伸断裂应力呈下降趋势。这是因为随着吹胀比增大，薄膜的横向拉伸作用增大，分子链沿横向的取向增强，从而薄膜的横向拉伸断裂应力增加，同时引起薄膜纵向取向变弱，致使薄膜的纵向拉伸断裂应力有所下降;纵横向拉伸断裂应变呈上升趋势，横向直角撕裂强度呈下降趋势，纵向直角撕裂强度呈先上升后下降的趋势。当吹胀比为 3.0 时，薄膜综合性能较好。

图 1

薄膜雾度随吹胀比的变化

图 2 薄膜鱼眼随吹胀比的变化

图 3 薄膜拉伸断裂应力随吹胀比的变化

图 4 薄膜拉伸断裂应变随吹胀比的变化

图 5 薄膜直角撕裂强度随吹胀比的变化

2. 2 加工温度对薄膜性能的影响

由图 6~图 10 可见:随加工温度的升高，薄膜雾度呈降低趋势，这是因为升高加工温度，分子链会产生松弛，取向变弱，致使结晶过程中的不规则程度增加，结晶度降低，从而使薄膜的透光度提高;鱼眼呈下降趋势，这是因为温度升高，大分子部分充分得到塑化，不熔物减少，鱼眼减少; 薄膜纵向拉伸断裂应力呈下降趋势，横向拉伸断裂应力呈先上升,185°C后下降的趋势，纵横向拉伸断裂应变呈上升趋势，但 185 °C后变化较小;横向直角撕裂强度先下降，185 °C后呈增加趋势,纵向直角撕裂强度呈降低趋势。因此，建议薄膜厂家加工温度设定在 160~185 °C，可根据所生产薄膜的用途及设备情况进行相应的工艺调整，为了降低能耗可以在 175 °C进行加工，为了提高透明性能，减少鱼眼可以在 185 °C进行加工。

图 6 薄膜雾度随加工温度的变化

图 7 薄膜鱼眼随加工温度的变化

图 8 薄膜拉伸断裂应力随加工温度的变化

图 9 薄膜拉伸断裂应变随加工温度的变化

图 10 薄膜直角撕裂强度随加工温度的变化

2. 3 薄膜厚度对薄膜性能的影响

在吹膜温度为 175 °C，吹胀比为 3.0 的条件下，考察了薄膜厚度对低密度聚乙烯 2420 H 薄膜性能的影响，结果如图 11~图 15 所示。可以看出:薄膜厚度对薄膜性能有明显的影响;随薄膜厚度减小，薄膜的雾度呈先下降后增加的趋势，这是因为随着薄膜厚度变薄，透光率会增加，雾度降低，但当薄膜厚度太薄，薄膜产生褶皱，会导致雾度增大;鱼眼呈增加趋势;薄膜横向拉伸断裂应力变化很小，纵向拉伸断裂应力呈下降趋势;横向拉伸断裂应变随薄膜厚度增加呈上升趋势，纵向拉伸断裂应变呈下降趋势;薄膜横向直角撕裂强度呈下降趋势，纵向直角撕裂强度呈先增加后减小趋势。