UNIPOLPE薄膜的雾度

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摘 要：UNIPOL工艺生产的全密度聚乙烯（PE）的薄膜雾度高、透光性较差，经不断试验发现：PE共聚单体选用更多的碳原子烯烃可降低雾度10%以上、催化剂活性提高一倍雾度能降低30%以上、调整添加剂配方可降低雾度30%以上、吹膜工艺参数调整可降低雾度10%以上，因此可根据实际情况选用这些方法来降低PE薄膜的雾度，从而提高PE薄膜的透光性。
关键词：聚乙烯 共聚单体 添加剂 加工参数 薄膜雾度
中图分类号：TQ325 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）01（c）-0089-02
20世纪30年代PE成功开发伊始，研究者便注意到PE薄膜的半透光性（雾度特性），PE薄膜透明度是PE薄膜性能的一个重要方面，如何减弱PE薄膜雾度，自PE薄膜问世以来一直广受关注。透明度则是考量塑料薄膜对入射光的散射和吸收损失；雾度是偏离入射角2.5°角以上的透射光强占总透射光强的百分数，雾度越大意味着薄膜光泽及透明度将下降。结合实际生产情况，针对影响PE薄膜透光性的诸多因素，结果表明通过改善PE合成工艺以及后续加工条件的措施，可改进PE薄膜的雾度。
1 雾度的定义
PE是采用齐格勒-纳塔催化剂催化，按配位聚合机理，由乙烯/1-丁烯共同聚合制备PE。由于催化剂不同，活性对位对1-丁烯具有不同的共聚合能力。1-丁烯是随机接枝到PE大分子上的，导致PE具有很宽的短支链分布，即聚合物中某些支链是高度支化的，而另一些链基本上是完全线性的。因此造成PE树脂结晶结构的缺陷，且结晶度较高，一般在50%～55%，这大大影响了其透光性。
2 PE薄膜雾度改进
2.1 共聚单体的改变
PE采用的是Unipol生产工艺，乙烯与其他α-烯烃共聚的方式生产PE。通过共聚单体的加入量来调整产品密度，产出不同用途的产品。目前国内大都采用1-丁烯与乙烯共聚，但选用碳原子数更多的烯烃为单体（如1-己烯、3-甲基-1-戊烯、1-辛烯）比1-丁烯的力学性能有很大的提高。实际应用过程中2种薄膜达到相同的拉伸强度，力学性能更好的产品所需的薄膜厚度更薄，这不仅降低了生产成本，而且薄膜的透光性也得到改善。从表1可看出，同样厚度的薄膜，1-己烯的力学性能比1-丁烯提高了40%左右。
2.2 催化剂活性的改变
目前，Unipol PE薄膜一般采用钛系催化剂。催化剂和烷基铝为结晶度较高的无机不熔物，最后残留在PE薄膜产品中，成为灰分（PE产品在马弗炉中高温灼烧后的残留物）。灰分含量越高，产品黄色指数越大、薄膜的透光性就越差。选用高活性的催化剂，降低了PE薄膜中灰分的含量，提升了薄膜的透光性（见表2）。
2.3 添加剂配方的改变
根据薄膜用途的不同，PE粉料在造粒过程中需加入不同的添加剂，以提高PE薄膜的抗氧化能力和抗开口能力。从表3可以看出，添加剂的加入量越多，PE薄膜中灰分的含量越高，薄膜的透光性就越差。就PE牌号DFDA-7047来说，添加剂配方根据客户需求进行优化，可大大降低PE薄膜雾度。
2.4 膜设备工艺参数的调整
对于吹膜工艺，设备的熔融段温度、牵引速率、风速（冷却速率）等参数对薄膜雾度的影响也较大，通过改变工艺参数可改善薄膜的透光性。对同一批树脂按表4中4种工艺条件进行吹膜。树脂：Unipol工艺生产的DFDA-7047粒料3 t（熔体流动指数（10 min）1.0 g；密度0.920 g/cm3），产品已加入添加剂。
从表4对比可看出：（1）熔体温度（195 ℃）不变，降低牵引速率，提高风速，可使薄膜吹胀比（管膜直径与口模直径的比）增大，避免了PE分子在纵向上排列过多造成PE晶粒较大的情况，降低了雾度（项目1和项目2），提高了薄膜光泽度；（2）在不发生高温碳化和裂化反应的范围内提高PE的熔体温度，降低雾度（项目2和项目3），提高了薄膜光泽度；（3）提高了薄膜的光泽度。提高风速，加快冷却速率，PE分子的结晶速率加快，形成的PE晶粒較小，达到了改善薄膜透光性的目的（项目3和项目4）。
3 结论
（1）选择更多烯烃为共聚单体，拉伸屈服应力、拉伸断裂应力都得到提高，降低薄膜厚度，增加透明度。
（2）改变添加剂配方，降低PE雾度，增加透明度。
参考文献
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