茂金属聚乙烯与普通聚乙烯共混研究

吴涛,等:茂金属聚乙烯.与普通聚乙烯共混研究15茂金属聚乙烯与普通聚乙烯共混研究*吴涛袁绍彦谢长琼黄锐陈俊(四川大学高分子科学与工程学院,成都610065 )摘要用一种双峰分 布茂金属聚乙烯( mPE)与普通聚乙烯(LLDPE或LDPE)共混料吹塑薄膜,测定mPE对薄膜力学性能的影响。结果表明,在LLDPE( LDPE)中加入20% mPE制成共混料,其吹塑薄膜的拉伸强度和撕裂强度均提高20%,穿刺强度提高60%(100%);另外发现,当在LLDPE(LDPE)中加入20%~80%mPE时,薄膜的穿刺强度和撕裂强度几乎没有变化。关键词茂金属双峰分布聚乙烯薄膜20世纪80年代初Kaminshy发现了均相超高活线性低密度聚乙烯( LDPE) :DFDA7042,天津性的茂金属催化体系(MAO),它与Ziegler-Natta石油化工公司;催化剂相比,具有以下特点:①超高的催化活性;②低密度聚乙烯(LDPE): 18D075,燕山石化公单一的活性中心,使聚合物相对分子量分布变窄;③共聚单体的分布更加均匀;④聚烯烃微观结构的立1.2试样制备体化控制更好,可以制备具有特殊性能的新型树脂。吹膜粒料由不同配比的mPE/LLDPE、mPE/1991年，EXXON公司实现了茂金属聚乙烯( mPE)LDPE分别经双螺杆挤出机共混制得,挤出机各段的工业化生产。用mPE生产的制品强度高,尤其是温度分别为150、170、180、190、190 ,加料螺杆转具有超高的韧性,透明性好,抗污染能力和耐穿刺能速为12 r/min,同向双螺杆转速为120 r/ min。力强,热封温度范围宽。用茂金属催化剂开发新型薄膜在转矩流变仪.上用单螺杆挤出机挤出吹塑聚烯烃,实现聚烯烃的高性能化已成为开发热点。而成,单螺杆挤出机螺杆直径20 mm,长径比为25。早期的mPE加工性差,主要是由于分子量分布牵引辊转速为30 r/min,吹胀比为2.0。窄,低分子量部分含量低,剪切粘度对剪切速率敏感1.3 性能测试性差,需要在较高的剪切速率下才出现非牛顿现象。拉伸强度按GB 13022 -91测试,拉伸速率为它在低剪切速率时粘度大,而在高剪切速率时熔体250 mm/ min;强度低,容易出现鲨鱼皮现象甚至熔体破裂,很难单撕裂强度按QB/T 1130 -91测试,拉伸速率为独用于生产吹塑制品。100 mm/min;目前改善茂金属聚烯烃加工性能途径之一是长穿刺强度按SL/T 235 - 1999测试,环形夹具内链支化,或增加分子量分布的多分散性,使分子量分径为44.5 mm,采用08 mm平头顶杆,顶杆顶破速布变宽或呈双峰。双峰分布mPE基本.上解决了加率为100 mm/ min。工难的问题,使mPE可以在普通LDPE吹膜设备上2结果 与讨论进行加工川。另外,比较简单的方法是将加工性差2.1拉伸强度及断裂伸 长率的茂金属聚烯烃与普通聚烯烃共混[2-4],此法不仅mPE分别与LLDPE或LDPE以100/0、80/20、简单而且可以降低成本。70/30、60/40、40/60、30/70、20/80、0/100的配比共目前关于mPE的共混研究多集中在流变性能混,其吹塑薄膜的拉伸强度如图1、图2。及共混组分的相容性问题上,对于力学强度的研究图1、图2中两条曲线分别代表拉伸方向和吹较少12.5]。笔者从力学性能入手,用一种新型双峰胀方向,以下同。从图1、图2可以看出,随着LL-分布mPE分别与两种普通聚乙烯(LLDPE、LDPE)DPE和LDPE的加入,薄膜的拉伸强度都降低,但是加人LDPE导致拉伸强度的降低更快,几乎是线性共混后的吹塑膜进行了研究。1实验部分1.1 原材料●国家自中国煤化工4010)mPE:SP1520，日本三井化学公司;收稿日斯TYHCNMHG16工程塑料应用2003年,第31卷,第7期5040p昌130]40z 120F35 t当11030100-2S0204060801009020406080700LLDPE含量/ %LLDPE含量/%●-拉伸方向;。- -吹胀方向●一拉伸方向; o- _吹胀方向图1薄膜拉伸强度 与共混物中LLDPE含量的关系图3薄膜撕裂强度 与共混物中LLDPE含量的关系50 t140 r& 4020 Ai 30|型102000o 20406080T0020406080100LDPE含量/%一拉伸方向; o吹胀方向●-拉伸方向; o- _吹胀方向图2 薄膜拉伸强度与共混物中LDPE含量的关系图4薄膜撕裂强度 与共混物中LDPE含量的关系降低;而加人LLDPE的拉伸强度虽有降低,但是降化,出现了一个平台期。低并不多,甚至加人20%LLDPE,拉伸强度也降低2.3 穿刺强度不大。出现这种现象的原因可能是由于LLDPE与图5是mPE与LLDPE或LDPE共混后吹塑薄mPE具有更相似的分子结构。膜的穿刺强度与各自含量的关系。由于薄膜厚度不表1为薄膜断裂伸长率与共混物中mPE含量均匀,图5中穿刺强度采用刺破力(N)除以厚度的关系。.(mm)表征。从图5可以看出,穿刺强度与撕裂强表!薄膜断裂伸长辜与共混物中 mPE含的关系%度具有相似的变化趋势,即在LLDPE(LDPE)含量共混mPE含量/%为20%~80%时,穿刺强度并没有随着LLDPE树脂0[203040607080100(LDPE)的加人而降低,而是也出现了-一个平台期。LLDPE >130003)30100>10(>1500(>10(>1600更为有趣的是,在LLDPE的含量为20%~80%时,LDPE 」>500 I >900 10012001300>130(>1400 >1600mPE与LLDPE共混后吹塑薄膜的穿刺强度反而高从表1可以看出,薄膜的断裂伸长率与拉伸强于纯mPE。当LLDPE( LDPE)的含量超过80%时，度具有相似的变化趋势,即随着mPE含量的增加，穿剌强度才迅速降低,一直降到纯LLDPE(LDPE)断裂伸长率增大。但LLDPE本身断裂伸长率很大,的强度。所以其共混薄膜断裂伸长率变化较小。而LDPE自目550身断裂伸长率相对较小，加入20% mPE使断裂伸长， 45率增加很多,随后变化相对平缓。3502.2 撕裂强度员250图3和图4分别是mPE与LDPE或LDPE共你15020406080T00混后吹塑薄膜撕裂强度与各自含量的关系。从图LLDPE(LDPE)含量/%3、图4可以看出,薄膜撕裂强度和拉伸强度- -样,随●- LLDPE/ mPE; o一LDPE / mPE着LLDPE或LDPE含量的增加而降低。然而不同图5薄膜穿刺强度 与共混物中ULDPE( LDPE)含量的关系的是,撕裂强度的降低并没有随着LDPE或LDPE3结论的增加而迅速降低,甚至在ILDPE或LDPE的含量(1)在纯LLDPE或LDPE中加入mPE,其共混为20%~80%的时候,撕裂强度几乎没有太大变中国煤化工E添加量达20%以上MHCNMHG吴涛,等:茂金属聚乙烯与普通聚乙烯共混研究17时,薄膜的穿刺强度和撕裂强度均有-一个稳定期,即拉伸方向和吹胀方向都提高大约20%。对韧性要两种强度并不随着mPE添加量的增加而继续提高。求较高的场合,例如重包装膜, LDPE尤其是LLDPE考虑到纯mPE同时具有高的结晶度及良好的透明与mPE共混具有广阔的应用前景。性,是由于结晶部分晶粒尺寸较小而均匀。因此参考文献mPE与LLDPE和LDPE共混薄膜出现上述现象应1Anon. Mallocenes made easy. European Plastics News, 1997 ,24该与其内部晶粒尺寸有较大的关系。(5):23(2)由于mPE成本较LLDPE、LDPE高出较多,2 RanaD, Lee CH, Cho K, et al. Thermnal and mechanical propertiesfor binary blends of metallocene polyethylene with conventional poly-因此上述现象在工业生产中具有很重要的指导意olefins. Joumal of Applied Polymer Science, 1998 ,69(12) :2441义。利用这种性质,可以只加入20%的mPE,保证高俊刚,阎明涛,李志庭,等.茂金属聚乙烯(mPE)/线性低密度薄膜成本略微增加而使强度提高很多。聚乙烯(LLDPE)共混熔体的流变学.中国塑料,001,15<7);26(3)加入20% mPE共混,可使LLDPE薄膜穿刺4祝景云,丁艳芬,刘芳, 等. mLDPE及mlLDPE/LDPE共混物挤出加工性能的研究.中国塑料,000,14(4);:34强度提高60%以上,LDPE薄膜提高近100%;对于5王港,陈晓媛,黄锐. 茂金属聚乙烯共混改性研究.塑料科技，撕裂强度和拉伸强度,无论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南京沪江复合材料有限公司隆重推出特大型铝塑复合真空包装袋我公司生产特大型铝塑复合真空包装袋,适合于硅烷交联聚乙烯、尼龙、PBT等化工原料及医药、食品饮料、高纯金属、金属粉末、精密机械、电子原器件等产品的真空包装或一般包装用, 具有防潮、避光、保质期长、强度高、美观等优点。产品规格为三层复合(BOPET/AI/LLDPE) 或四层复合(BOPET/AI/ BOPA/LLDPE) ,尺寸、厚度、容量按用户要求制作,可耐高温,可套色彩印。本公司产品质量优、价格低、品种全、交货快、服务好,畅销全国各地。产品深受用户信赖。欢迎前米考察，光临指导!地址:南京市江 宁区东山镇邮编:211100联系人:章育骏秦文萍电话:025-2194141(兼传真)I 380907334中国煤化工YHCNMHG