吳濤,等:茂金屬聚乙烯.與普通聚乙烯共混研究15茂金屬聚乙烯與普通聚乙烯共混研究*吳濤袁紹彥謝長瓊黃銳陳俊(四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院,成都610065 )摘要用一種雙峰分 布茂金屬聚乙烯( mPE)與普通聚乙烯(LLDPE或LDPE)共混料吹塑薄膜,測定mPE對薄膜力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,在LLDPE( LDPE)中加入20% mPE制成共混料,其吹塑薄膜的拉伸強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度均提高20%,穿刺強(qiáng)度提高60%(100%);另外發(fā)現(xiàn),當(dāng)在LLDPE(LDPE)中加入20%~80%mPE時,薄膜的穿刺強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度幾乎沒有變化。關(guān)鍵詞茂金屬雙峰分布聚乙烯薄膜20世紀(jì)80年代初Kaminshy發(fā)現(xiàn)了均相超高活線性低密度聚乙烯( LDPE) :DFDA7042,天津性的茂金屬催化體系(MAO),它與Ziegler-Natta石油化工公司;催化劑相比,具有以下特點(diǎn):①超高的催化活性;②低密度聚乙烯(LDPE): 18D075,燕山石化公單一的活性中心,使聚合物相對分子量分布變窄;③共聚單體的分布更加均勻;④聚烯烴微觀結(jié)構(gòu)的立1.2試樣制備體化控制更好,可以制備具有特殊性能的新型樹脂。吹膜粒料由不同配比的mPE/LLDPE、mPE/1991年，EXXON公司實(shí)現(xiàn)了茂金屬聚乙烯( mPE)LDPE分別經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共混制得,擠出機(jī)各段的工業(yè)化生產(chǎn)。用mPE生產(chǎn)的制品強(qiáng)度高,尤其是溫度分別為150、170、180、190、190 ,加料螺桿轉(zhuǎn)具有超高的韌性,透明性好,抗污染能力和耐穿刺能速為12 r/min,同向雙螺桿轉(zhuǎn)速為120 r/ min。力強(qiáng),熱封溫度范圍寬。用茂金屬催化劑開發(fā)新型薄膜在轉(zhuǎn)矩流變儀.上用單螺桿擠出機(jī)擠出吹塑聚烯烴,實(shí)現(xiàn)聚烯烴的高性能化已成為開發(fā)熱點(diǎn)。而成,單螺桿擠出機(jī)螺桿直徑20 mm,長徑比為25。早期的mPE加工性差,主要是由于分子量分布牽引輥轉(zhuǎn)速為30 r/min,吹脹比為2.0。窄,低分子量部分含量低,剪切粘度對剪切速率敏感1.3 性能測試性差,需要在較高的剪切速率下才出現(xiàn)非牛頓現(xiàn)象。拉伸強(qiáng)度按GB 13022 -91測試,拉伸速率為它在低剪切速率時粘度大,而在高剪切速率時熔體250 mm/ min;強(qiáng)度低,容易出現(xiàn)鯊魚皮現(xiàn)象甚至熔體破裂,很難單撕裂強(qiáng)度按QB/T 1130 -91測試,拉伸速率為獨(dú)用于生產(chǎn)吹塑制品。100 mm/min;目前改善茂金屬聚烯烴加工性能途徑之一是長穿刺強(qiáng)度按SL/T 235 - 1999測試,環(huán)形夾具內(nèi)鏈支化,或增加分子量分布的多分散性,使分子量分徑為44.5 mm,采用08 mm平頭頂桿,頂桿頂破速布變寬或呈雙峰。雙峰分布mPE基本.上解決了加率為100 mm/ min。工難的問題,使mPE可以在普通LDPE吹膜設(shè)備上2結(jié)果 與討論進(jìn)行加工川。另外,比較簡單的方法是將加工性差2.1拉伸強(qiáng)度及斷裂伸 長率的茂金屬聚烯烴與普通聚烯烴共混[2-4],此法不僅mPE分別與LLDPE或LDPE以100/0、80/20、簡單而且可以降低成本。70/30、60/40、40/60、30/70、20/80、0/100的配比共目前關(guān)于mPE的共混研究多集中在流變性能混,其吹塑薄膜的拉伸強(qiáng)度如圖1、圖2。及共混組分的相容性問題上,對于力學(xué)強(qiáng)度的研究圖1、圖2中兩條曲線分別代表拉伸方向和吹較少12.5]。筆者從力學(xué)性能入手,用一種新型雙峰脹方向,以下同。從圖1、圖2可以看出,隨著LL-分布mPE分別與兩種普通聚乙烯(LLDPE、LDPE)DPE和LDPE的加入,薄膜的拉伸強(qiáng)度都降低,但是加人LDPE導(dǎo)致拉伸強(qiáng)度的降低更快,幾乎是線性共混后的吹塑膜進(jìn)行了研究。1實(shí)驗(yàn)部分1.1 原材料●國家自中國煤化工4010)mPE:SP1520，日本三井化學(xué)公司;收稿日斯TYHCNMHG16工程塑料應(yīng)用2003年,第31卷,第7期5040p昌130]40z 120F35 t當(dāng)11030100-2S0204060801009020406080700LLDPE含量/ %LLDPE含量/%●-拉伸方向;。- -吹脹方向●一拉伸方向; o- _吹脹方向圖1薄膜拉伸強(qiáng)度 與共混物中LLDPE含量的關(guān)系圖3薄膜撕裂強(qiáng)度 與共混物中LLDPE含量的關(guān)系50 t140 r& 4020 Ai 30|型102000o 20406080T0020406080100LDPE含量/%一拉伸方向; o吹脹方向●-拉伸方向; o- _吹脹方向圖2 薄膜拉伸強(qiáng)度與共混物中LDPE含量的關(guān)系圖4薄膜撕裂強(qiáng)度 與共混物中LDPE含量的關(guān)系降低;而加人LLDPE的拉伸強(qiáng)度雖有降低,但是降化,出現(xiàn)了一個平臺期。低并不多,甚至加人20%LLDPE,拉伸強(qiáng)度也降低2.3 穿刺強(qiáng)度不大。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是由于LLDPE與圖5是mPE與LLDPE或LDPE共混后吹塑薄mPE具有更相似的分子結(jié)構(gòu)。膜的穿刺強(qiáng)度與各自含量的關(guān)系。由于薄膜厚度不表1為薄膜斷裂伸長率與共混物中mPE含量均勻,圖5中穿刺強(qiáng)度采用刺破力(N)除以厚度的關(guān)系。.(mm)表征。從圖5可以看出,穿刺強(qiáng)度與撕裂強(qiáng)表!薄膜斷裂伸長辜與共混物中 mPE含的關(guān)系%度具有相似的變化趨勢,即在LLDPE(LDPE)含量共混mPE含量/%為20%~80%時,穿刺強(qiáng)度并沒有隨著LLDPE樹脂0[203040607080100(LDPE)的加人而降低,而是也出現(xiàn)了-一個平臺期。LLDPE >130003)30100>10(>1500(>10(>1600更為有趣的是,在LLDPE的含量為20%~80%時,LDPE 」>500 I >900 10012001300>130(>1400 >1600mPE與LLDPE共混后吹塑薄膜的穿刺強(qiáng)度反而高從表1可以看出,薄膜的斷裂伸長率與拉伸強(qiáng)于純mPE。當(dāng)LLDPE( LDPE)的含量超過80%時，度具有相似的變化趨勢,即隨著mPE含量的增加，穿剌強(qiáng)度才迅速降低,一直降到純LLDPE(LDPE)斷裂伸長率增大。但LLDPE本身斷裂伸長率很大,的強(qiáng)度。所以其共混薄膜斷裂伸長率變化較小。而LDPE自目550身斷裂伸長率相對較小，加入20% mPE使斷裂伸長， 45率增加很多,隨后變化相對平緩。3502.2 撕裂強(qiáng)度員250圖3和圖4分別是mPE與LDPE或LDPE共你15020406080T00混后吹塑薄膜撕裂強(qiáng)度與各自含量的關(guān)系。從圖LLDPE(LDPE)含量/%3、圖4可以看出,薄膜撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度- -樣,隨●- LLDPE/ mPE; o一LDPE / mPE著LLDPE或LDPE含量的增加而降低。然而不同圖5薄膜穿刺強(qiáng)度 與共混物中ULDPE( LDPE)含量的關(guān)系的是,撕裂強(qiáng)度的降低并沒有隨著LDPE或LDPE3結(jié)論的增加而迅速降低,甚至在ILDPE或LDPE的含量(1)在純LLDPE或LDPE中加入mPE,其共混為20%~80%的時候,撕裂強(qiáng)度幾乎沒有太大變中國煤化工E添加量達(dá)20%以上MHCNMHG吳濤,等:茂金屬聚乙烯與普通聚乙烯共混研究17時,薄膜的穿刺強(qiáng)度和撕裂強(qiáng)度均有-一個穩(wěn)定期,即拉伸方向和吹脹方向都提高大約20%。對韌性要兩種強(qiáng)度并不隨著mPE添加量的增加而繼續(xù)提高。求較高的場合,例如重包裝膜, LDPE尤其是LLDPE考慮到純mPE同時具有高的結(jié)晶度及良好的透明與mPE共混具有廣闊的應(yīng)用前景。性,是由于結(jié)晶部分晶粒尺寸較小而均勻。因此參考文獻(xiàn)mPE與LLDPE和LDPE共混薄膜出現(xiàn)上述現(xiàn)象應(yīng)1Anon. Mallocenes made easy. European Plastics News, 1997 ,24該與其內(nèi)部晶粒尺寸有較大的關(guān)系。(5):23(2)由于mPE成本較LLDPE、LDPE高出較多,2 RanaD, Lee CH, Cho K, et al. Thermnal and mechanical propertiesfor binary blends of metallocene polyethylene with conventional poly-因此上述現(xiàn)象在工業(yè)生產(chǎn)中具有很重要的指導(dǎo)意olefins. Joumal of Applied Polymer Science, 1998 ,69(12) :2441義。利用這種性質(zhì),可以只加入20%的mPE,保證高俊剛,閻明濤,李志庭,等.茂金屬聚乙烯(mPE)/線性低密度薄膜成本略微增加而使強(qiáng)度提高很多。聚乙烯(LLDPE)共混熔體的流變學(xué).中國塑料,001,15<7);26(3)加入20% mPE共混,可使LLDPE薄膜穿刺4祝景云,丁艷芬,劉芳, 等. mLDPE及mlLDPE/LDPE共混物擠出加工性能的研究.中國塑料,000,14(4);:34強(qiáng)度提高60%以上,LDPE薄膜提高近100%;對于5王港,陳曉媛,黃銳. 茂金屬聚乙烯共混改性研究.塑料科技，撕裂強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度,無論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南京滬江復(fù)合材料有限公司隆重推出特大型鋁塑復(fù)合真空包裝袋我公司生產(chǎn)特大型鋁塑復(fù)合真空包裝袋,適合于硅烷交聯(lián)聚乙烯、尼龍、PBT等化工原料及醫(yī)藥、食品飲料、高純金屬、金屬粉末、精密機(jī)械、電子原器件等產(chǎn)品的真空包裝或一般包裝用, 具有防潮、避光、保質(zhì)期長、強(qiáng)度高、美觀等優(yōu)點(diǎn)。產(chǎn)品規(guī)格為三層復(fù)合(BOPET/AI/LLDPE) 或四層復(fù)合(BOPET/AI/ BOPA/LLDPE) ,尺寸、厚度、容量按用戶要求制作,可耐高溫,可套色彩印。本公司產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)、價格低、品種全、交貨快、服務(wù)好,暢銷全國各地。產(chǎn)品深受用戶信賴。歡迎前米考察，光臨指導(dǎo)!地址:南京市江 寧區(qū)東山鎮(zhèn)郵編:211100聯(lián)系人:章育駿秦文萍電話:025-2194141(兼?zhèn)髡?I 380907334中國煤化工YHCNMHG