茂金属聚乙烯薄膜料性能对比分析

Wed Jun 12 10:10:06 CST 2019 塑问君

茂金属聚乙烯 (mPE)是目前茂金属催化剂应用最大的方向，也是茂金属烯烃聚合物的开发热点和发展最快的品种。

薄膜是茂金属聚乙烯最主要的应用领域，用茂金属聚乙烯生产的薄膜具有的优点：

(1)韧性好，拉伸强度、抗冲击性能及耐穿刺性较好；

(2)光学性能好，制备透光率高；

(3)气味少；

(4)初始热封温度低，热黏结强度高，适用高速包装线。

国内茂金属聚乙烯薄膜的开发和生产已取得一定进展，但与国外公司的差距还很大。本文通过对国内外茂金属聚乙烯薄膜鱼眼、雾度、透光率以及力学性能进行测试，并对存在的差异进行分析，找出存在的技术不足，为下一步茂金属聚乙烯薄膜专用料的开发提供技术支撑。

1 实验部分

1.1 原料

茂金属聚乙烯薄膜料 (mPE一1)，国内生产；茂金属聚乙烯薄膜料 (mPE一2)，进口催化剂国内生产；茂金属聚乙烯薄膜料(mPE一3)，国外工业级产品；熔融指数为3．5g／10min，密度为0．918cm／g。

1.2 仪器与设备

ME—V3流延机，OCS公司；3343型单纤维强度测试仪，Instron公司；5226型雾度仪，意大利Ceast公司。

1.3 测试标准

拉伸性能按ASTM D882—1986测定；透光率、雾度按GB／T2410—2008测定；鱼眼按照 GB／T 15182—94测定。

2 结果与讨论

2.1 茂金属聚乙烯鱼眼分析

鱼眼是聚乙烯在生产或加工过程中，由于分子链在高温、微量氧和机械运动等作用下产生长支链支化或分子链之间发生交联，从而在聚乙烯树脂的薄膜中出现0.5m～20m 的微观凝胶，这些微观凝胶在树脂的加工温度下不熔化，在成品膜中以不透明的晶点存在。

按照鱼眼测试方法，裁剪19.0cm×20.0cm 尺寸的试样,共取4片，观察大于或等于0.8mm的鱼眼，记为0.8mm；小于0.8mm，大于或等于0.4mm的鱼眼 ,记为 0.4mm；分别累计测量过的4片薄膜试样中的0.4mm和 0.8mm的鱼眼总数即为薄膜的鱼眼数。不同mPE鱼眼测试结果如表1所示。

茂金属聚乙烯(roPE)鱼眼的形态基本相同，主要成分均为 PE，并有多个无机物的核无规则的分散在里面。从表1可发现，roPE一3鱼眼总数明显低于mPE一1和 mPE一2，说明 mPE一1和 mPE一2 分子量分布不均，存在高分子量mPE。高分子量roPE可以在聚合、造粒或流延膜过程中产生。

聚合过程中，活性中心分布不匀或局部活性过高都可能产生高分子量产物；而在造粒或流延膜过程中由于热氧化等原因，可能发生交联从而形成高分子量 roPE。

2.2 茂金属聚乙烯薄膜雾度及透光率分析

雾度和透光率是条件试验参数，对于科研开发、生产加工、质量检验以及材料选择具有重要的意义。一般来讲，透光率与雾度之间成反比关系，即透光率高的材料，其雾度低；反之亦然。影响雾度和透光率测定的因素很多，涉及样品制备、试样表面状态等。三种roPE薄膜在同等条件进行雾度和透光率测试，测试结果如表2所示。

从表2可发现，mPE一3的雾度明显高于 InPE一1 和 roPE一2，这可能是由于roPE一3是工业级产品，在造粒过程中添加其他添加剂以改善相应性能，从而造成雾度偏大的原因。mPE一1的雾度略高于mPE一2，透光性略差。由于影响雾度的因素很多，并且雾度在实际应用中以共混体系为主，因为单组分体系薄膜的雾度在其薄膜厚度变薄时满足不了市场需要。

2.3 茂金属聚乙烯薄膜力学性能测试

三种茂金属聚乙烯薄膜的力学性能测试如表3所示。从表3可发现，roPE—l薄膜屈服强度明显大于roPE一2和 mPE一3，说明mPE—1支化度低，结晶度高，相对晶片厚度大；但其断裂强度略低于roPE一2，说明其高分子组分含量低。同样由于mPE一1支化度低 ,分子链容易折叠生成较厚的晶片，当受力拉伸时，折叠的分子链伸直后分子链间滑移要大于roPE一2，因此其断裂伸长率高于mPE一2。roPE一2和 roPE一3也产生同样的分析结果。

分子结构的差异造成mPE一1、mPE一2、rnPE一3 结晶性能的差异，最终影响其制品的性能。与roPE一2及 roPE一3相比，roPE一1制备的薄膜在刚度和挺度之间具有更好的平衡性。