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塑料鉴别知识

线性低密度聚乙烯LLDPE

发布时间:2017/06/07 点击量:
    被称为第三代聚乙烯线性低密度聚乙烯(LLDPE)树脂,除 具有一般聚烯烃树脂的性能外,其抗张强度、抗撕裂强度、耐环境 应力开裂性、耐低温性、耐热性和耐穿刺性,尤为优越,获得了引人注目的发展。
线性低密度聚乙烯图片

目    录

一、基本性质


    LLDPE虽与过去的LDPE同属于同一密度范围,但由于它们 之间的分子结构不同,熔融流变学行为也不同,因此他们的物理基 本性质及成型加工特点也不相同。

    LLDPE是在二氧化硅为载体的铬化合物高效催化剂,或用 钛、钒为载体的铬化合物的催化体系存在情况下,使乙烯与少量的 a烯烃共聚(约含量8%),形成在线性乙烯主链上,带有非常短小 的共聚单体支链的分子结构。

    LLDPE的聚合工艺主要有气相聚合、溶液聚合、悬浮聚合、高 压悬浮聚合等方法,目前应用最广泛的是低压气相聚合法,主要是 因为其成本低廉。

    LLDPE的合成工艺简单、工艺流程较短、消耗能源少、占地面 积小,投资只有同规模的LDPE的一半左右,但产品的物理机械性 能在许多方面优于LDPE,并且具有良好的加工性能。

    目前对LLDPE又进行了许多改性,除现在的辛烯支链产品 外,还产生了乙烯/丙烯、甲基戊烯/ 丁烯支链的品级,乙烯支链型 树脂有称为第二代、第三代新型LLDPE。

    LLDPE树脂的分子结构为线型、分支少、支链短,其分子结构 与HDPE相似,但其密度又与LDPE相似。LLDPE与LDPE的主 要性质对照如下表所示:



品种
项目
LLDPE LDPE
分子量分布
熔点(X) 110〜125 105〜115
相对抗张力大小 1.5〜1.75 1
相对弹性率大小 1.4〜1.80 1
耐环境应力龟裂性
耐热性 稍差
耐油性 稍差
 
 
  一般来说LDPE的支化度较高,在每1000个碳原子中含有 15〜30个甲基侧链以及少量的乙基和丁基侧链,而LLDPE支化 度低,其结构近似于HDPE,其侧基数在LDPE和HDPE之间约10~20个(HDPE支化度很低,每1000个碳原子的主链上只含有 5〜7个乙基侧链)。


    LLDPE的剪切黏度随速度增加,黏度下降,对剪切速度的依 赖性小,在中等剪切速率下,LLDPE的剪切黏度是LDPE的2.5 倍,而随着剪切速度的降低,两种树脂剪切黏度的差别越来越明 显,在低剪切速率范围内,LLDPE的剪切黏度是LDPE的4〜 5倍。

    LLDPE的相对密度为0.920~0.935;其断裂强度为16 — 33 兆帕;断裂伸长率为800% ~1000%;邵氏硬度为55〜57;软化点 105〜113X:;脆化温度小于-751C;熔体流动速率大致分一般薄膜为0.9、包装薄膜为2、挤出级为0.3、滚塑级为4、注射成型级为8 等范围。

    LLDPE的耐环境应力龟裂性(ESCR)较好,在同样熔体流动 速率下要比LDPE高几十倍,比HDPE还好。所以LLDPE适宜 用来制作要求耐高ESCR的洗涤剂或盛油性的容器。

    LLDPE的耐低温性能优于乙烯-醋酸乙烯共聚树脂(EVA), 在0X:以下,其冲击强度高于EVA制品20%,而在常温时,EVA 的冲击强度高。

    LLDPE的刚性和强度均高于LDPE。如在同一密度情况下, 抗张力能高出50%〜75%,弹性率高出40%〜80%。

    LLDPE的透明性稍差于LDPE。在制造收缩膜及挤出涂层 等方面LDPE均优于LLDPE,因此LLDPE估计只能取代1/3的 LDPE。


二、成型加工性能


    从原则上讲,加工LDPE的设备,均可用来加工LLDPE,尤其 是在注塑、吹塑和施转成型时,一般用原设备即可,但是应注意到 两种树脂最明显的差别在于剪切黏度,在普通挤出机内挤出薄膜时,一般剪切速度范围为102~103/秒,LLDPE的黏度较髙,这时 挤出成型时易发热,造成加工功率消耗大,加工温度高及生产率 低,容易使LLDPE熔体破裂,造成挤出制品表面粗糙,为此需要 适当加宽吹塑成型的口模,一般可宽到1.3~2.6毫米。

    降低LLDPE成型加工时的功率消耗,实质上是使树脂在挤 出机内受到的过大的剪切力降低到最低程度,这时可适当加长螺 杆的压缩段、缩短螺杆的均化段。例如压缩段由通用螺杆的3D (D为螺杆直径)加长到7D;均化段由通用螺杆的13D缩短到9D。

    另外,加深均化段的深度•,采用较小的压缩比,即采用长螺杆 也可以降低剪切能量的消耗。这是因为随着较平缓的锥度,固体 床在压缩段逐渐变窄而熔掉,进人均化段后,不再受较强的剪切作 用而产生热量,这样由熔体带出口模的热量损失要少一些。

    也可采用窄模隙装置,它由加热系统制成,而这种加热系统是 利用一个套在模隙边上的合金环中的连续环状加热件起作用。该 系统在模隙出口处直接对聚合物进行加热,减少了界面层的黏度, 降低了剪切应力,这样就可以不添加加工助剂,同时能避免了熔体 的破裂,不影响LLDPE的吹M挤出生产率。

    LLDPE的熔体张力较小,则其膜泡的稳定性不如LDPE的膜 泡稳定性好。在同样熔体流动速率情况下,LDPE的熔体张力大。 为改善膜泡的不稳定,可采用双风口风环。
除此以外,还可通过改变齿轮箱传动比,或提高传动电机功率 等方法来改善LLDPE的高黏度造成的功率消耗大等缺点。

    另外,采用共混改性的方法,也能解决LLDPE的成型加工难 的问题,如在其中掺混15%〜30%的LDPE,就可利用现有设备, 生产出共混薄膜。

    添加一些成型加工助剂,可以降低LLDPE的黏度作用,而且 还能保持制品的主要性能指标水平。例如PPA加工母料、ACPE 加工母料、脂肪酰胺与无机物复合体系等。


三、应用举例


1、LLDPE编织袋生产


    聚丙烯编织袋缺点是低温脆性及耐老化性差,另在涂聚乙烯 膜进行复合时,两者黏结性差,因此剥离强度低。采用LLDPE作 编织袋原料,则可改善上述缺点。

    LLDPE加工成扁丝时,工艺条件如下:螺杆转速38~55转/ 分,挤出机机身四段温度130℃:、140
、180、180:,机头法兰温 度165:、模头温度155:、拉伸弓板前后温度90、75、热定型 温度70,拉伸比8、模口间隙0.8毫米、单风口风环冷却、原料熔 体流动速率1.5。

在原料中加进5% ~ 10%的聚丙烯进行共混改性,则效果较好。若冷却风环采用双风道,则效果更为理想。


2、 LLDPE吹塑薄膜的生产


    LLDPE熔体流动速率为1、密度为0.918、添加2%〜8%的降 黏剂PPA。

    挤出机螺杆直径90毫米、长径比25: 1、机头结构为螺旋式、 模口直径200毫米、口模间隙1.5毫米。

    挤出工艺条件:三段加工温度180℃、200℃、220℃,螺杆转速 60转/分、吹胀比2、牵引速度31米/分。

    产品宽度(折径)650毫米、厚度0.03毫米。添加一定量的有机硅可提高吹塑薄膜的生产率。



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