聚烯烃填充母料在塑料薄膜中的应用研究

Vol 32. No 12中国资源综合利用2014年12月China resources Comprehensive utilizationc实验研究聚烯烃填充母料在塑料薄膜中的应用研究徐冬梅,高标,曾长春2(1徐州工业职业技术学院,江苏徐州221140;2徐州同创塑业有限公司,江苏徐州221006)摘要:聚烯烃填充母料用于塑料薄膜,具有良好的社会和经济效益。采用同向双螺杆挤出机制备了膜用填充母料,以熔体流动速率为指标优化了填充母料的配方并用于吹膜实践。结果表明,随着母料加入份数的增多,薄膜的力学性能增大,加入的份教达到10份时效果最好;薄膜的密度会在加入母料后增大,但变化幅度不大;母料的加入使塑料薄膜的成本降低。但考虑到塑料薄膜性能,母料的加入量应控制在10份为宜。关键字:聚烯烃;薄膜;填充母料中图分类号:TQ320文献标识码:A文章编号:l008-9500(2014)12001905Application of Filling Polyolefin Matrix in the Plastic Thin FilmXu Dongmei, Gao Biao, Zeng Changchun(1. Xuzhou College of Industrial Technology, Xuzhou 221140, China2. Xuzhou Tongchuang Plastic Industry Co, Ltd. Xuzhou 221006, China)Abstract: The application of filling polyolefin matrix in plastic thin film has excellent social and economicbenefits. In the present work, co-rotating twin screw extruder has been adopted to prepare film used fillingmatrix, and the formula of the filling matrix has been optimized by using the melt flow rate as index and ithas been further applied to the film blown practice. The research results showed that the mechanical propertiesof the thin films increased with the increase of the added percentage of the polyolefin matrix and theproperties reached the best with the filled matrix of 10 phr. The membrane density would increase after theddition of the polyolefin matrix, while the variation range was not great. Moreover, the addition of the polyolefinmatrix could decrease the cost, and the optimum filling amount of the polyolefin matrix should be controlledat 10 phr in consideration of the mechanical properties of the thin filmKeywords: low density polyolefin; thin film; filling matrix碳酸钙具有原料易得、价格低廉、稳定性好、无毒等诸多优点,用于填充塑料,不仅可降低材料成1实验本且可起增韧补强、提高材料抗冲击强度、改善材1.1实验原料料弹性模量和拉伸性能等作用叩。吴智华等比较实验原料及生产厂家见表1。了碳酸钙、高岭土和淀粉吹塑薄膜的成膜性,得出表1实验原料及生产厂家了碳酸钙的成膜性最好的结论,所以以碳酸钙为母原料名称生产厂家料核的聚烯烃填充母料在塑料薄膜中应用最为广LDPE(2102N26齐鲁石化公司泛LDPE(IC7A)北京燕山石化公司填充母料的结构由里向外由填料核、偶联层、LDPE(DFDC-7050)中原石化公司体树脂的种类、母料核填充剂碳酸钙份数以及分散0日)余姚市雪峰碳酸钙填充母料厂分散层和载体树脂4部分组成。本文主要研究了载轻质碳酸钙余姚市奋发塑业有限公司硬脂酸余姚市荣威塑化商行剂PE蜡的用量对母料熔体流动速率的影响,PE蜡上海华熠化工助剂有限公司并分析了应用于吹塑薄膜时的效果。液体石蜡市售中国煤化工收稿日期:2014-10-09CNMHG作者简介:徐冬梅(1966-),女,江苏如东人,高级工程师副教授,从事高分子材料的权实验研究中国资源综合利用第12期12实验设备及仪器表4挤出造粒工艺参数实验设备及仪器见表2。机头温度熔体熔体喂主机表2实验设备及仪器(℃)温度(℃)压力(Mpa)频率电流(A)频率(Hz)195230-2420050.851801922实验设备及仪器生产厂家由表3、表4可以看出,挤出机各区段温度最双螺杆挤出造粒机组(CTE-35)南京科贝隆科亚机械公司高速混合机(SHR-50张家港亿利机械有限公司高设置是七区的200℃,但熔体温度在230~242℃熔体流动速率仪(XNR-400C)河北承德试验机有限公司之间波动。这是因为设置的温度是机筒各区段温真空干燥箱(DZF-6210)上海贺德实验设备有限公司度,并不是实际温度,所以在挤出造粒过程中应随电子天平(BT22S)赛多利斯科学仪器(北京)时控制冷却水,以更好的平衡各区段的温度。有限公司134原料娸干吹塑薄膜机组(SJ-45/28)大连橡塑机械有限公司造粒完成后,因挤出过程需经过冷却水池或其塑料电子万能试验机(AI-7000LA高铁科技股份有限公司他原因可能混入水分,因此将填充母料颗粒置于烘冲片机(CP25)江都市试验机械厂箱中,以温度80℃,压力为005Mpa烘干30min13工艺流程1.3.5吹塑薄膜工艺流程见图1根据熔体流动速率(MFR)选择配方7制得的填充母料吹塑薄膜。吹塑薄膜的基体树脂选择挤冲性 LDPE/LLDPE共混,这是因为LLDE树脂易结晶加工性较差,但其在冲击强度、断裂伸长率、韧性、合粒膜样挠曲性等方面优于DDPE;而LDPE薄膜的雾度、光图1工艺流程泽度、透明度等方面又优于LDE采用两者共混吹1.3.1原料预处理塑薄膜可在一定程度上提高薄膜的加工性和使用因为轻质碳酸钙易吸湿,所以必须将轻质碳酸性。本研究吹塑薄膜 LDPE/LLDPE共混比为ll钙置于真空干燥箱中,以80℃恒温干燥30min,压吹膜工艺参数见表5。力为0.05Mpa。为提高分散剂的效果本研究采用硬表5吹塑薄膜工艺参数脂酸、液体石蜡并用,同时为提高混合效果液体石区三区四区驱动螺杆度温度温度电机电流转速吹胀比蜡应先与载体树脂LDPE混合浸润树脂。(℃)(℃)(℃)(℃)(A)(r/min)1.3.2高混机混合195230~242215-220200102将已干燥好的轻质碳酸钙置于高速混合机中注:薄膜规格为400mmx0.06mm升温至80℃高速搅拌,加入事先称量好的铝酸酯14性能测试偶联剂混合10min,然后加人事先用液体石蜡浸润力学性能:按GBT13022-1991测试拉伸强度均匀的载体树脂IDPE,混合15min,下料。和断裂伸长率,测试速度为50mm/min;按QB/T133挤出造粒1130-1991测试薄膜撕裂强度,测试速度为200将用高速混合机混合均匀的物料加入到双螺mmmin杆挤出机中造粒。由于物料中碳酸钙的含量相对较加工性能:按GBT3682-2000测试熔体流动高会造成挤出机料斗底座处不易下料所以造粒速率,温度为190℃(2.16kg)过程中应注意防止出现“架桥”现象,可适当采用铜其他性能:用BT23S电子天平测试薄膜比重片向下搅动物料。挤出造粒机组各区段温度及工艺参数见表3、2实验数据及结果分析表42.1填充母料的制备表3挤出造粒机组各区段温度从碳酸中国煤化工别探讨了各组区二区三区四区五区六区七区分的添加量17017518019CNMHG影响。结果见195图2-图4。第12期徐冬梅等:聚烯烃填充母料在塑料薄膜中的应用研究c实验研究对应母料的熔体流动速率最大。这是因为载体树脂30的MFR将影响到母料配方体系的整体黏度,进而E只动标影响到母料的流动性能。较高熔体流动速率的载体树脂会使母料的流动性增强③。以LDPE为载体的2.0母料流动性好于载体为 LLDPE母料,这是因为后搬1.5者的熔体粘度高于前者,回收的聚乙烯用于载体树据10脂除了价格的竞争优势外,由于重复的使用和热加工导致分子量降低,流动性变好由图4可知,PE蜡作为一种分散剂(润滑剂类)100110可以润湿细粉状助剂,避免在成型加工中重新凝碳酸钙用量(份)聚,可促进碳酸钙和LDPE在制品中均匀分散,提高图2碳酸钙用量对母料熔体流动速率的影响流动性。但随着用量进一步增加,润湿后剩余的分散剂就会析出到表面阻碍了流动。在前期实验中曾探讨了偶联剂对母料流动性2.0的影响,以铝酸酯系偶联剂的综合效果较好。加之15铝酸醋类偶联剂色浅,有较高的热稳定协调效应和10润滑增塑的作用,适用范围也较广4s2.2填充母料对塑料薄膜性能的影响0.52.21填充母料对塑料薄膜拉伸性能的影响0.0薄膜的拉伸性能主要影响因素是基体树脂与LDPE(TN26)LDPE(IC7A) EVA LDPE(7042)POE(810)填充母料的用量。因为母料是经过表面活化处理不同的载体树脂的,有利于填料在挤出机中较短时间均匀分散,从图3不同的载体树脂对母料嫁体流动速率的影响而能够更好的改善薄膜的力学性能。填充母料对塑料薄膜拉伸性能的影响见图5、图6。146543据1.2E12铵1.1倒11母PE蜡用量(份)图4PE蜡用量对母料熔体流动速率的影响由图2可知,母料随碳酸钙用量(50-110份)的母料数量(份)增加,其熔体流动速率下降。一方面是由于无机矿图5填充母料对塑料薄膜拉伸强度的影响物质碳酸钙粉体与载体树脂界面性质不同,相容性由图5、图6可以看出,随着填料的增多,薄膜差,结合能力低,同时由于碳酸钙作为小分子,填充的纵向横向拉伸强度及断裂伸长率均在母料加入到载体树脂的大分子链中,增加了分子间的距离,量为10份时达到最好。这是因为母料表面进行了分子热运动减弱,不利于流动。活化处理,填料中国煤化工得好,在拉由图3可知,牌号为1C7 A LDPE的载体树脂伸应力作用下均CNMHG移动变形,实验研究中国资源综合利用第12期550吸450半世擦0.962500.92202468101214165母料用量(份)母料数量(份)图8填充母料对塑料薄膜密度的影响图6填充母料对塑料薄膜断裂伸长率的影响附在填料表面的树脂分子排列得较其本体更紧密,承受外界负荷的有效截面积增加,填充体系的拉伸形成所谓“拘束层”。分子排列紧密程度随树脂远离强度以及断裂伸长率得以提高。要得到较高拉伸性填料表面而逐渐下降,直至与树脂本体紧密程度能的薄膜,填充母料的加入以10份为最好。致。密度的增加有利于改善塑料薄膜的力学性能,22.,2填充母料对塑料薄膜直角撕裂强度的影响在一定程度上提高了薄膜的使用性能,但也增加了填充母料对塑料薄膜直角撕裂强度的影响见塑料薄膜的使用成本。图7。2.2.4填充母料对塑料薄膜成本的影响130填充母料对塑料薄膜成本的影响见图9。12513200120l151300012800删1051260012400L2000118001511600母料用量(份)-20246810121416图7填充母料对塑料薄膜直角撕裂强度的影响母料用量(份)由图7可以看出,未使用母料的塑料薄膜纵横图9填充母料对塑料薄膜成本的影响两向撕裂强度明显低于加人了母料的塑料薄膜撕吹塑薄膜中加人一定量的填充母料,除了改变裂强度。随着母料加入份数的增加,薄膜的直角撕塑料薄膜的力学性能和使用性能外,减少树脂的消裂强度在母料加入量为10份时达到最大,之后出耗,降低成本也是一个重要原因。本研究中将自制现下降。的填充母料用于 LDPE/LLDPE共混吹塑薄膜,按照2.2.3填充母料对塑料薄膜密度的影响市场现行价格 LDPE 107A树脂14000元t;LDPE填充母料对塑料薄膜密度的影响见图8。210TN2614000元; LLDPE12000元;轻质碳由图8可以看出,纯树脂生产的塑料薄膜密度酸钙550元;铝酸酯偶联剂10000元/;PE蜡10为0.92gcm,而加入填充母料生产出的薄膜密度800元,生产的薄膜以1t计算,母料成本为4150均有所增加,且随着母料添加量的增加薄膜的密元。由图9中国煤化工产的薄膜价格度也变大。这是因为填充母料表面吸附作用使得为13000CNMHG料份数的增22第12期徐冬梅等聚烯烃填充母料在塑料薄膜中的应用研究c实验研究多,成本依次下降,但考虑到薄膜的力学性能和使(4)填充母料的加入可取代同等份数的合成树用性能,以加入10%的母料为最佳。脂,可大大降低薄膜的成本且能改善薄膜的性能,考虑到薄膜的力学性能的因素,母料的加入量以10%3结论时效果最好。(1)1C7 LDPE树脂适合用作填充母料载体树参考文献脂,PE蜡用作分散剂,母料的熔体流动速率随着PE蜡加入量的增多而增大,但当PE蜡达到8份时1曾宪通,左建东,庞纯,等HDPE/ POF/CaCO,三元体系出现下降,所以母料的PE蜡分散剂加入量以5份薄膜研究[J]塑料工业,2007,35(7):16-18.最好。2吴智华,刘志民,孟兵填料对吹塑聚乙烯微孔薄膜性能2)吹塑薄膜中,加人一定量的填充母料有利的影响[J]工程塑料应用,2004,32(12):11-12于提高薄膜的力学性能和使用性能,随着母料加入孔凡涛,乔辉,吴立峰新型载体树脂在色母粒中的应用研究[J]塑料工业,2007,35(8):50-52量的增加,薄膜的拉伸强度、断裂伸长率依次出现4徐冬梅柳峰,曾长春PE膜用填充母料的研制[J,工程变化,在加入量为10%时薄膜的各项力学性能达到塑料应用,2009,37(12):50-52.最佳。5李宝智碳酸钙粉体表面改性与母料加工[J中国粉体工(3)填充母料的加入使得吹塑的密度发生改变,业,2008,(3):5-10.这种改变对于降低薄膜的成本会起到一定作用。(责任编辑/陈军)c简讯大同市淘汰黄标车及老旧车14734辆山西省大同市黄标车及老旧车淘汰工作正在2014年12月10日前完成黄标车及2004年12月紧张有序推进,日前从大同市黄标车及老旧车淘汰31日前注册的老旧车淘汰任务。工作领导组办公室获悉,截至2014年12月13日,此次活动共设置9个回收站点,从2014年11该市已经完成2014年黄标车及老旧车淘汰任务,月22日起到12月底,实行朝9晚5工作制,星期全年任务数14725辆,完成数14734辆,完成比例日、节假日不休息。各联合办公室统一悬挂大同市为10006%,目前正继续扩大成果淘汰黄标车及老旧车工作车辆回收拆解的若干规为确保全市淘汰黄标车及老旧车工作任务顺定、黄标车及老旧车的相关知识、山西省黄标车及利完成,按照山西省政府关于淘汰黄标车及老旧车老旧车提前淘汰工作流程、山西省黄标车及老旧车的工作部署,大同市出台了《大同市黄标车及老旧提前淘汰补贴参考基准标准、大同市淘汰黄标车老车淘汰工作实施方案》,成立了由刘振国副市长任旧车回收价格表5块告示图板。在《大同日报》、《大组长,环保、公安、发改委、财政、交通运输、商务、国同晚报》醒目位置公布了工作人员的姓名、单位、联资委、工商、质监等9个单位为成员的大同市黄标系电话,设置了举报箱和举报电话,自觉接受群众车及老旧车淘汰工作领导组,明确职责分工,确保监督。同时加强路检路查,对黄标车、无标车违反禁各项工作稳步推进。市国资委、环保局、财政局、商令标志指示的,公安和环保部门依法进行查处,对务局和公安局交警支队对全市党政机关、事业单假冒环保检验合格标志予以严厉打击,共查处各类位、国有及国有控股企业的车辆底数进行了排查核违法行为852起,其中黄标车违反禁令171起,报实,并对达到报废年限的车辆数与未完成任务数进废车上路行驶10起,未放检验合格标志171起,未行比对分析,为领导决策和下达报废任务提供依按期进行技术检验179起。据。结合全市车辆底数,市黄标车及老旧车淘汰工中国煤化工(再协)作领导组对报废任务进行了分解,限期各单位在CNMHG