UNIPOLPE薄膜的霧度

薛錄召

摘 要：UNIPOL工藝生產的全密度聚乙烯（PE）的薄膜霧度高、透光性較差，經不斷試驗發現：PE共聚單體選用更多的碳原子烯烴可降低霧度10%以上、催化劑活性提高一倍霧度能降低30%以上、調整添加劑配方可降低霧度30%以上、吹膜工藝參數調整可降低霧度10%以上，因此可根據實際情況選用這些方法來降低PE薄膜的霧度，從而提高PE薄膜的透光性。

關鍵詞：聚乙烯 共聚單體 添加劑 加工參數 薄膜霧度

中圖分類號：TQ325 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0089-02

20世紀30年代PE成功開發伊始，研究者便注意到PE薄膜的半透光性（霧度特性），PE薄膜透明度是PE薄膜性能的一個重要方面，如何減弱PE薄膜霧度，自PE薄膜問世以來一直廣受關注。透明度則是考量塑料薄膜對入射光的散射和吸收損失；霧度是偏離入射角2.5°角以上的透射光強占總透射光強的百分數，霧度越大意味著薄膜光澤及透明度將下降。結合實際生產情況，針對影響PE薄膜透光性的諸多因素，結果表明通過改善PE合成工藝以及后續加工條件的措施，可改進PE薄膜的霧度。

1 霧度的定義

PE是采用齊格勒-納塔催化劑催化，按配位聚合機理，由乙烯/1-丁烯共同聚合制備PE。由于催化劑不同，活性對位對1-丁烯具有不同的共聚合能力。1-丁烯是隨機接枝到PE大分子上的，導致PE具有很寬的短支鏈分布，即聚合物中某些支鏈是高度支化的，而另一些鏈基本上是完全線性的。因此造成PE樹脂結晶結構的缺陷，且結晶度較高，一般在50%～55%，這大大影響了其透光性。

2 PE薄膜霧度改進

2.1 共聚單體的改變

PE采用的是Unipol生產工藝，乙烯與其他α-烯烴共聚的方式生產PE。通過共聚單體的加入量來調整產品密度，產出不同用途的產品。目前國內大都采用1-丁烯與乙烯共聚，但選用碳原子數更多的烯烴為單體（如1-己烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯）比1-丁烯的力學性能有很大的提高。實際應用過程中2種薄膜達到相同的拉伸強度，力學性能更好的產品所需的薄膜厚度更薄，這不僅降低了生產成本，而且薄膜的透光性也得到改善。從表1可看出，同樣厚度的薄膜，1-己烯的力學性能比1-丁烯提高了40%左右。

2.2 催化劑活性的改變

目前，Unipol PE薄膜一般采用鈦系催化劑。催化劑和烷基鋁為結晶度較高的無機不熔物，最后殘留在PE薄膜產品中，成為灰分（PE產品在馬弗爐中高溫灼燒后的殘留物）。灰分含量越高，產品黃色指數越大、薄膜的透光性就越差。選用高活性的催化劑，降低了PE薄膜中灰分的含量，提升了薄膜的透光性（見表2）。

2.3 添加劑配方的改變

根據薄膜用途的不同，PE粉料在造粒過程中需加入不同的添加劑，以提高PE薄膜的抗氧化能力和抗開口能力。從表3可以看出，添加劑的加入量越多，PE薄膜中灰分的含量越高，薄膜的透光性就越差。就PE牌號DFDA-7047來說，添加劑配方根據客戶需求進行優化，可大大降低PE薄膜霧度。

2.4 膜設備工藝參數的調整

對于吹膜工藝，設備的熔融段溫度、牽引速率、風速（冷卻速率）等參數對薄膜霧度的影響也較大，通過改變工藝參數可改善薄膜的透光性。對同一批樹脂按表4中4種工藝條件進行吹膜。樹脂：Unipol工藝生產的DFDA-7047粒料3 t（熔體流動指數（10 min）1.0 g；密度0.920 g/cm3），產品已加入添加劑。

從表4對比可看出：（1）熔體溫度（195 ℃）不變，降低牽引速率，提高風速，可使薄膜吹脹比（管膜直徑與口模直徑的比）增大，避免了PE分子在縱向上排列過多造成PE晶粒較大的情況，降低了霧度（項目1和項目2），提高了薄膜光澤度；（2）在不發生高溫碳化和裂化反應的范圍內提高PE的熔體溫度，降低霧度（項目2和項目3），提高了薄膜光澤度；（3）提高了薄膜的光澤度。提高風速，加快冷卻速率，PE分子的結晶速率加快，形成的PE晶粒較小，達到了改善薄膜透光性的目的（項目3和項目4）。

3 結論

（1）選擇更多烯烴為共聚單體，拉伸屈服應力、拉伸斷裂應力都得到提高，降低薄膜厚度，增加透明度。

（2）改變添加劑配方，降低PE霧度，增加透明度。

參考文獻

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