摘要：文中对低密度聚乙烯装置生产的LDPE2426H吹膜工艺进行了研究，确定了吹膜生产的最佳条件。结果表明，LDPE2426H的重均分子量为9.4×104，结晶度为38.5%，具有分子量分布较宽、结晶度较低的特点。在加工温度为170~190℃、吹胀比为3.0时，吹制的薄膜光学性能最好、耐冲击强度高。
某石化公司的低密度聚乙烯（LDPE)装置采用德国basell公司的管式法反应器生产技术，设计生产能力200kt/a。该装置主要生产原料为乙烯，以醋酸乙烯为共聚单体，以丙烯或丙醛为分子量调节剂，过氧化物为引发剂。采用乙烯单点进料，过氧化物由4点注入脉冲式反应器的生产方式进行生产。低密度聚乙烯的主要特点是具有良好的柔韧性、抗冲击强度高、低透水性以及良好的加工性能和光学性能，因而广泛应用于薄膜包装行业。
1实验部分
1.1实验原料及主要仪器
实验所用原料为大庆石化公司塑料厂生产的LDPE2426H。
主要仪器：5226型雾度仪，意大利CEAST公司；RH7D型毛细管流变仪，英国ROSAND公司；DSC910型差热扫描仪，美国DUPOUT公司；4667型拉力试验机，美国INSTRON公司；PL-220型凝胶色谱仪（GPC），美国WATERS公司；BLU300型吹膜机组，德国Goettfert公司。
1.2测试方法
相对分子质量及其分布采用凝胶渗透色谱（GPC）法测试。实验条件：温度160℃，三氯苯为溶剂，流速1mL/min。热力学性能采用差示扫描量热法（DSC）测试。实验条件：样品容器为铜杯，样品量10mg，升温速率10℃/min。
1.3吹膜实验
吹膜实验在吹膜机组BLU300（德国）上进行。挤出机螺杆直径为Φ30mm，长径比为20：1，口模直径为60mm，采用风环冷却，薄膜厚度控制在29~31μm，牵引速率为5m/min。
2结果与讨论
2.1热力学性能分析
对LDPE2426H的热力学性能进行了DSC分析，分析结果见表1。
表1LDPE2426H热力学性能
由表1可见，LDPE2426H的熔点为112.8℃，结晶度为38.5%。由于LDPE2426H是由自由基在高温高压下引发生成的聚合物，聚合物主链上含有较多短支链，由于短支链使支链间可结晶的亚甲基链段不能形成大而完整的结晶，破坏了链的折叠［1］，每1000个碳原子含15~35个有4个碳原子以上的短支链，从而导致LDPE2426H结晶度较低［2］。当光穿过由LDPE2426H吹制的薄膜，遇到晶体界面时所产生的散射、折射的几率大大减少，薄膜的雾度降低，透光性较好；同时由于熔点较低，生产薄膜时加工温度较低，可为企业降低大量的能耗，减少生产成本。
2.2相对分子质量及其分布
对LDPE2426H的相对分子质量（Mn）及分子量分布（Mw）进行了凝胶渗透色谱法（GPC）测试分析，分析结果见表2。
表2LDPE2426H相对分子质量及其分布
从表2可知，LDPE2426H的相对分子质量为93952，相对分子质量较小，生产的薄膜表面光泽度较高；Mw/Mn为5.25，相对分子量分布较宽，可以使原料在加工过程中具有较好的熔体强度，吹制的薄膜具有较好的柔韧性［3］。
2.3流变性能
分别在160℃、170℃、180℃、190℃温度下考察了LDPE2426H的剪切应力和剪切粘度随剪切速率的变化情况，结果见图1，2。
图1剪切应力与剪切速率的关系
图2剪切粘度和剪切速率的关系
从图1，2可以看出，在相同的加工温度下，随着剪切速率的增加，熔体受到的剪切应力逐渐增大，熔体粘度逐渐下降；剪切速率相同时，随着加工温度的升高，熔体粘度逐渐降低。熔体温度为160℃时，LDPE2426H在剪切速率>415s-1后，开始出现轻微的熔体破裂；熔体温度为190℃时，LDPE2426H熔体破裂临界剪切速率486s-1。随着温度的升高，出现熔体破裂的临界剪切速率也在加大［4］。
2.4吹膜工艺条件对薄膜性能的影响
在固定牵引速率、冷却温度和薄膜厚度的条件下，考察薄膜生产加工过程中，加工温度和吹胀比对薄膜力学性能的影响，结果见图3~6。
图3加工温度和吹胀比与拉伸强度的关系
图4加工温度和吹胀比与断裂伸长率的关系
图5加工温度和吹胀比与冲击强度的关系图
图5加工温度和吹胀比与膜雾度的关系图
（1）对薄膜拉伸强度的影响。从图3可以看出，加工温度在170~190℃之间，随着吹胀比的增加，膜的横向拉伸强度也增加，而纵向拉伸强度则随着吹胀比的增加呈下降趋势，且温度越高下降趋势越明显。说明吹胀比是影响膜的拉伸强度的重要条件［5］，综合膜的横、纵向拉伸强度性能，所以选择吹胀比为3.0。
（2）对薄膜拉伸断裂应变（断裂伸长率）的影响。由图4可知，加工温度的变化对拉伸断裂应变（断裂伸长率）的影响并不明显；随着吹胀比的增加，膜的横向断裂应变逐渐下降，而纵向断裂应变随吹胀比增加逐渐上升，随后趋于平稳；吹胀比为3.0时，横向与纵向拉伸断裂应变基本达到平衡［6］。
（3）对薄膜冲击强度的影响。从图5可见，加工温度在170~190℃之间时，吹胀比相同时，随着温度的升高，膜的冲击强度变化不明显；但随着吹胀比的加大，膜的冲击强度增大，亦即膜的冲击强度的变化对吹胀比更敏感。
（4）对薄膜雾度的影响。由图6可知，随着吹胀比的提高，膜的雾度降低；吹胀比相同时，提高加工温度，膜的雾度降低，透明性变好。这主要是由于在吹膜生产过程中，提高加工温度使分子链产生松弛［7］，取向减弱趋于均衡；同时影响了薄膜结晶过程中表面的不规则程度，结晶度降低，使膜的光泽度提高，雾度减小。
3结论
（1）LDPE2426H的相对分子量分布为5.25，分布较宽，用该原料吹制薄膜时加工性能较好。
（2）LDPE2426H的结晶度为38.5%，薄膜雾度低，光学性能较好。
（3）LDPE2426H吹膜过程中，在固定牵引速率、冷却温度和薄膜厚度的条件下，加工温度和吹胀比对薄膜性能的影响较大，提高了加工温度、加大了吹胀比，对薄膜光学性能和冲击强度的提高均有利，综合薄膜的各项性能，选择加工温度为170~190℃，吹胀比为3.0为宜。（文章来源于网络）
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