高密度聚乙烯小中空专用料性能测试及改进

赵长江

（中国石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津 300270）

高密度聚乙烯小中空专用料性能测试及改进

赵长江

（中国石油化工股份有限公司天津分公司研究院，天津 300270）

采用凝胶渗透色谱仪、毛细管流变仪、电子万能试验机等研究了小中空专用高密度聚乙烯树脂HD5502XA的相对分子质量及其分布、流变性能及力学性能，并与进口同类树脂做对比，并针对加工中的不足做了改进，最终在下游生产企业进行试用，结果表明能解决下游企业中的问题。

高密度聚乙烯；小中空专用树脂；性能测试；改进

HDPE是一种用途广泛的高分子材料，它在工业、农业、国防、建筑、科学技术和医疗卫生等领域都有着广泛的应用。该树脂易于加工，制品冲击强度高，刚性好，挺括，表面光洁，符合卫生要求，耐环境应力开裂性优良。HDPE主要应用领域是薄膜、中空制品、注塑制品等。HDPE适用于生产牛奶瓶、果汁瓶、化妆品瓶、药瓶、洗涤剂及食品容器、工业瓶等各类大中小型中空容器。近几年来，HDPE中空吹塑树脂年消费量已超过130万吨，占HDPE总消费量的近1/5，且用量逐年增加，用户对中空制品树脂原料的要求越来越高。而国内中空容器专用树脂仅在加工大中型中空容器时使用，生产小型中空容器往往使用价格较低的通用料5000S和DGD6098来替代。尽管国内生产企业已经成功开发生产出中小型中空容器专用树脂，如5502，5300B等，但仍难以满足日益增长的市场需求。

1　实验部分

1.1原料

HDPE，HD5502XA，中沙（天津）石化有限公司生产；树脂1，树脂2，市场上收集的小中空专用HDPE树脂，进口。

1.2主要仪器与设备

PL-GPC 220型高温凝胶渗透色谱仪，美国Polymer Laboratory公司生产；CMT4503型微机控制电子万能试验机，深圳新三思材料检测有限公司生产。

XJU-22型简支梁冲击强度测试仪，承德金建检测仪器有限公司生产；Rosand RH7型毛细管流变仪，英国马尔文仪器公司生产。

表1　物理及力学性能对比

表2　相对分子质量及其分布

表3　DSC参数对比

图1　熔体强度对比

2　结果与讨论

2.1对比料的测试表征与评价

收集市场畅销的进口树脂产品与中沙石化老HD5502XA进行性能比对，旨在寻找差异，提高HD5502XA的综合性能和市场竞争力。

表1与表2分别列出对比料的基本性能与分子量分布参数，测试结果表明中沙石化老HD5502XA与进口产品树脂1、树脂2相比，基本性能中熔指和密度偏低，其他各项指标差异甚微。通过分析结果可知，老HD5502XA的重均分子量和分子量分布宽度指数要低于进口产品，高的重均分子量能够提供产品较好的机械性能和较高的强度，宽的分子量分布宽度指数赋予物料较好的加工性能和使用性能。从分析结果来看，老HD5502XA的加工性能稍差，这也与下游生产企业反馈的结果一致。

2.2DSC与熔体强度测试结果对比

对专用料的DSC、熔体强度进行测试，分析结果如表3、图1所示，熔体强度是指聚合物在熔融状态下支持自身质量的能力，高分子熔体强度有时也称为熔体弹性，其与高分子的分子量、分子量分布、枝链多少/长短等有关，归根结底就是取决于高分子熔融状态下的缠结度，缠结度越高，熔体强度就越高。测试数据示，老HD5502XA的熔体强度高于其他对比料，这与其共聚单体是己烯有关，另外两种对比料共聚单体为丁烯，长支链导致熔体强度较高。此外3种对比料结晶温度、熔融温度相差不大。

3　新HD5502XA改进及试用

结合与进口对比料的分析结果，新HD5502XA试排产，突破生产技术瓶颈，产品熔指和密度比以前均有提高（见表4）。

表4　物理及力学性能对比

从测试结果可以看出，新HD5502XA相比老HD5502XA在密度和熔指上有了提高，较高的密度可以提供较高的硬度；较高的熔指可以提供良好的加工性，为单独使用奠定了基础。经康师傅、娃哈哈试用，反馈可以冷切，可以单独使用生产小中空制品，新HD5502XA实现稳定生产，成为小中空市场主流牌号。

4　结论

（1）老HD5502XA与进口料相比，熔指和密度偏低，导致在下游加工应用中存在不能冷切和掺混高熔指原料使用问题。

（2）新HD5502XA提高了熔指和密度，解决了下游加工中的问题，可以单独使用生产小中空制品。

（3）新HD5502XA在下游应用良好，成为小中空市场主流牌号。

［1］于丽霞，等.塑料中空吹塑成型［M］.北京：化学工业出版社，2005.

［2］ 桂祖桐.聚乙烯树脂及其应用［M］.北京：化学工业出版社，2002.397～404.

［3］ 吕安明，王金刚.HDPE大型中空吹塑技术的应用及产品市场分析［J］.齐鲁石油化工，2001，29（4）：318～320.

TQ172.1+2

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1671-3818（2016）09-0114-02