茂金属中密度聚乙烯的性能及加工应用.pdf

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1、李朋朋，等：茂金属中密度聚乙烯的性能及加工应用39茂金属中密度聚乙烯的性能及加工应用术李朋朋梁天珍樊洁邵月君(中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心，兰州730060)摘要对茂金属中密度聚乙烯(MDPE)的结构与性能进行表征，并对其挤出和吹膜加工应用进行分析。结果表明，小试聚合得到的MDPE具有较窄的相对分子质量分布、较低的支化度，且拉伸屈服强度、弯曲强度显著高于线性低密度聚乙烯(LLDPE)，冲击强度特别是低温冲击强度高于高密度聚乙烯(HDPE)；MDPE属于假塑性流体，在低温时容易出现不稳定流动现象，在高剪切速率下可以观察到粘度和压力的异常反转现象；可在现有加工LLDPE的设备上顺

2、利进行挤出、吹膜加工，且得到的薄膜在纵横向具有均匀性屈服强度、撕裂强度方面优于进1：7高性能LLDPE产品。关键词茂金属中密度聚乙烯流变行为挤出加工吹膜结构与性能中密度聚乙烯(MDPE)是通过在合成过程中用毛细管流变仪：RT2000型，德国Gottfert公司；烯烃与乙烯共聚，控制密度而得。由于其性能介旋转流变仪：AR—G2型，美国TA公司；于高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)双螺杆挤出机：ZSE34GL一30D型，德国Leit．之问，既保持了HDPE的刚性，又具有LDPE的柔ritz公司；性、耐蠕变性，受到人们的日益关注，需求量越来越吹膜机：E一40型，日本MODER

3、N公司；大⋯。目前国内生产厂商使用MDPE进口原料较电子拉力机：1121型，英国Instron公司；少，多数使用HDPE与LDPE共混，或者HDPE与雾度计：HGM一2DP型，日本SUGA实验机株LDPE、线性低密度聚乙烯(LLDPE)三元共混料。式会社。用茂金属催化剂催化烯烃与乙烯共聚可以1．3试样制备得到分子量分布较窄、组成分布均一、性能优异的将MDPE粉料、质量分数为0．25％的抗氧剂及MDPE，从而有望在高性能薄膜、电线电缆护套料、0．08％的加工助剂PPA在高速搅拌机中混合均匀管材等领域得到广泛应用。笔者对小试聚合得到的后，经双螺杆挤出机挤出、造粒。1．4性能测试及保证茂金属

4、MDPE的结构与性能进行了表征，并对其挤出和吹膜加工进行了分析，评价了薄膜性能，为茂金采用凝胶渗透色谱仪测定试样的分子量及其分布；属MDPE的开发与加工应用提供了实验参考。1实验部分利用IR仪测定1378cm(主链亚甲基)与1368cm(甲基端基)处的吸光度计算聚乙烯中甲1．1主要原材料基的含量，以每1000个碳中所含的甲基数目表征MDPE：自制；聚乙烯(PE)的相对支化度；LLDPE：LL1201，熔体流动速率(MFR)0．71g／MFR按GB／T3682—2000测试；10min，密度为0．925g／cm，美国埃克森公司；密度梯度按GB／T1033—1986测试；LDPE：2426

5、H，大庆石化公司；拉伸性能按GB／T1040．2—2006测试，试样和HDPE：9455F，吉林石化公司；薄膜的拉伸速率分别为200mm／min和500mm／抗氧剂：CD一9，南京淳达公司；min；加工助剂PPA：FX5920A，3M公司。冲击强度按GB／T1843—1996测试，温度分别1．2主要仪器及设备为25℃、一2Occ；凝胶渗透色谱仪：AllianceGPCV2000型，美国弯曲强度按GB／T9341—2000测试；Waters公司；薄膜直角撕裂性能按GB／T1130—1991测试，红外光谱(IR)仪：MAGNA—IR760型，美国尼高利公司；中国石油石油化工研究院创新基金项

6、目(08一YK—O1一O8)MFR仪：6542／000型，意大利CEAST公司；收稿日期：2)D1O—o4．19工程塑料应用2010年，第38卷，第6期拉伸速率为200mm／min；别是低温韧性较好。薄膜透光率和雾度按GB／T2410—1980测试；表3茂金属MDPE的物理、力学性能用毛细管流变仪分析试样190、210、230％下剪项目数值项目数值拉伸屈服强度／MPa20．8弯曲强度／MPa11．O切粘度及剪切压力与剪切速率的关系；拉伸断裂强度／MPa28．3缺口冲击强度／J·m541．3动态流变性能测试：用旋转流变仪在线性粘弹断裂伸长率／％606缺口冲击强度／J．mI1260．6区范

7、围内测量，频率扫描范围0．O1～100Hz，设定注：1)25~C下测得；2)～2&C下测得。应变0．25％，测试温度190oC。2．3流变行为分析2结果与讨论茂金属MDPE在不同温度下剪切粘度和剪切2．1挤出造粒压力随剪切速率的变化关系见图1。1聚合得到的PE粉料一般需加入抗氧剂等助剂经挤出机造粒后提供给用户使用，工业生产要求PE粉料在机器中能承受的负荷下塑化良好。因此首先1000对MDPE粉料进行加助剂挤出造粒实验，实验中电耍尽一}I＼流为l