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聚乙烯树脂参数如何影响薄膜性能

2018/09/06162 作者:佚名
导读:聚乙烯树脂参数如何影响薄膜性能 在薄膜通的上述文章中,有多篇涉及聚乙烯树脂及薄膜的介绍,当读者看到各种聚乙烯树脂参数时,如何判断该牌号是否能满足自己生产需要?薄膜性能是否能够满足应用要求?因此本章节将重点介绍聚乙烯树脂参数如何影响薄膜性能,

聚乙烯树脂参数如何影响薄膜性能

在薄膜通的上述文章中,有多篇涉及聚乙烯树脂及薄膜的介绍,当读者看到各种聚乙烯树脂参数时,如何判断该牌号是否能满足自己生产需要?薄膜性能是否能够满足应用要求?因此本章节将重点介绍聚乙烯树脂参数如何影响薄膜性能,以此来解答一些疑问。

密度

我们在前期的文章《薄膜生产常用树脂介绍——聚乙烯》文章中介绍,聚乙烯可根据密度划分为:高密度聚乙烯(HDPE),低密度聚乙烯(LDPE),线性低密度聚乙烯(LLDPE),超低密度聚乙烯(VLDPE),塑性体(Plastomer)。而聚乙烯树脂的密度直接跟其结晶度相关,结晶度越高则密度越高。可以粗略作以下计算,聚乙烯晶体的密度为1.000 g/cm3

,聚乙烯无定形区的密度约为0.860 g/cm3。

则聚乙烯的密度(D)公式计算如下:

D = 1.000*结晶度C+ 0.860*(1 - 结晶度C)

假设结晶度为:50%

则密度约为:

1.000*50%+0.860*(1-50%)= 0.930 g/cm3

反之,也可以通过密度来大致推算结晶度。

既然密度与结晶度关系如此密切,而在实际生产中,聚乙烯的密度变化是如何影响薄膜性能呢?我们归纳当聚乙烯密度越低时,薄膜性能表现如下:

·

更低的热起封温度;

·

·

更好的抗冲击强度;

·

·

更加柔软的手感;

·

·

更好的透明度;

·

·

更粘,需要加入更多的开口剂。

·

熔指

熔指反映了聚乙烯在2.16 kg的荷载下,190℃时的流动性,通常在相同聚乙烯结构类型里,熔指I2.16直接反映了分子量大小。熔指低,则分子量大。熔指低可以带来:

·

更好的物理性能;

·

·

更高的熔体强度:膜泡稳定性。

还可以在21.6kg的荷载下测量其熔融指数I21.6取两者比值R= I21.6/I2.16,反映了聚乙烯材料的剪切变稀性能。数值越大,剪切变稀越强烈,挤出性能越好;反之,挤出性能受限,因为熔体粘度太大造成剪切热高,导致熔体温度升高,同时粘度大也会造成熔体压力过高。

分子量分布

聚乙烯的分子量有三种表达方式:数均(Mn),重均(Mw)和Z均(Mz)

一般来说,对于相同的聚乙烯结构类型,分子量越大,其物理性能越好。分子量分布是指聚乙烯分子量的分布情况,其中有大分子的,也有小分子的,近似成正态分布。可以通过重均与数均比得到:

分子量分布越窄,由于没有特别小的分子以及特别大的分子,其物理性能及热封性能会越好,但同时带来的问题是较难加工。

共聚单体

聚乙烯的聚合单体是乙烯,根据其类型不同,也会引入共聚单体。高压聚乙烯(LDPE)是通过自由基引发的聚合,没有加入共聚单体,由于自由基的机理,高压具有非常高的支化度(长支链),因此具有良好的加工性能。

低压聚乙烯(HDPE)具有非常高的结晶度,几乎没有或仅有少量共聚单体,因此具有优良的挺度。

线性低密度聚乙烯(LLDPE)可以通过齐格拉-纳塔催化剂或者茂金属催化剂催化反应制得,通常引入共聚单体来控制聚乙烯的密度。共聚单体含量越高则密度越低。共聚单体可以是丁烯,己烯或者庚烯,俗称碳4,碳6和碳8。LLDPE具有优良的物理性能及热封性能,已被广泛使用。

一般说来,茂金属催化的聚乙烯比齐格拉-纳塔催化的聚乙烯具有更优异的性能。主要是由于前者具有更窄的分子量分布,更均匀的共聚单体组成分布。

流变曲线

高分子聚合物呈现非牛顿流体性质。随着剪切速率的增加,其粘度会下降。而对于不同类型的聚乙烯材料,其粘度下降也是不同的,俗称剪切变稀。一般说来,分子结构中支化度较高的,分子量分布较宽的,I21.6/I2.16比值较大的具有更明显的剪切变稀现象。例如:高压聚乙烯(LDPE)由于其具有很高的支化度,其剪切变稀非常明显,粘度随着剪切速率的升高而迅速下降,因此具有优良的挤出加工性能。

聚乙烯的结构及基本参数就已经从很大程度上决定了它的力学性能,光学性能,热封性能,以及加工性能。在选择具体的牌号之前,不妨先了解一下,以便更好地掌握其特性,从而根据特性设计最优配方。

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