特殊形状饮料瓶专用树脂的开发与应用

王世华，李 瑞，葛腾杰

（中国石油大庆化工研究中心，黑龙江大庆 163714）

特殊形状饮料瓶专用树脂的开发与应用

王世华，李 瑞，葛腾杰

（中国石油大庆化工研究中心，黑龙江大庆 163714）

确定了特殊形状饮料瓶专用树脂高密度聚乙烯5500 B的物性指标和生产工艺条件，并进行了工业化生产及标定。结果表明，5500 B的熔体流动速率为0.60～0.80 g/10 min，密度为0.952～0.958 g/cm3，耐环境应力开裂时间大于20 h；正已烷提取物≤2.0%、干燥失重≤0.15%、灼烧残渣≤0.2%，符合国家标准要求，产品力学性能和卫生性能均达到设计指标，所制饮料瓶制品满足用户的需求。

高密度聚乙烯；特殊形状；专用树脂；研制；工业生产

目前国内外还没有用于生产特殊形状的饮料瓶专用树脂，某饮品公司只能使用几种通用树脂掺混生产。在生产125 mL特殊形状“双耳瓶”、220 mL特殊形状“葫芦瓶”等饮料瓶产品时，因为共混原料的质量控制不稳，产品出现成型率较低、外观粗糙、壁厚分布不均等问题。为此，大庆化工研究中心根据该饮品公司要求，组织科研人员、生产技术人员共同攻关。研发出满足客户特殊需求的专用树脂［1］。

1 专用树脂的开发

大庆化工研究中心通过分析和借鉴国内外的树脂特性,确定了5500 B产品质量技术指标和生产工艺条件。经过多次的助剂配方研究、配方筛选优化、聚合工艺研究、生产工艺优化、工业化试生产、加工应用试验等研究,完成了特殊形状饮料瓶专用树脂的开发。产品5500 B各项性能达到设计指标要求［2～4］。

2 生产过程

2.1 主要原料

乙烯:纯度≥99.9%，一氧化碳含量≤3.0 mg/kg，二氧化碳含量≤4.0 mg/kg；

1-丁烯:纯度≥97.0%，水含量≤25.0 mg/kg，总硫量≤10.0 mg/kg；

丙烯:纯度≥99.0%，水含量≤20.0 mg/kg，总硫量≤10.0 mg/kg；

氢气:纯度≥95.0%，一氧化碳≤5.0 mg/kg，二氧化碳含量≤10.0 mg/kg。

2.2 生产工艺

根据客户的要求，结合大庆石化公司现有高密度聚乙烯生产装置，确定了生产工艺。聚合釜温度为85±1℃，初始压力0.20～0.50 MPa，丁烯进料量为4～5 t/h，丙烯进料量为2～3 t/h，乙烯进料速度控制在50～80 t/h。

依据特殊形状饮料瓶产品的使用性能及加工性能，决定应用并联的生产方式生产5500B。通过提高相对分子质量分布，使5500B具有良好的流动性和熔体强度，提高其加工性和制品成型率［5］。生产工艺路线见图1。

图1 生产工艺路线

2.3 产品的物性指标及配方

所研发的专用树脂5500 B的物性指标见表l。

表1 专用树脂5500 B物性指标

为提高特殊形状饮料瓶的加工性能和表面光洁度，该研究进行了助剂配方试验及助剂配方筛选、优化试验，使5500 B专用树脂达到食品级要求，瓶体表面光洁无条纹。

2.4 工业化生产

在大庆石化公司塑料厂高压聚乙烯装置生产5300 B时可以连续切换至专用树脂5500 B的生产，切换工艺过度平稳。生产标定期间装置运行平稳，生产标定期间共产3批5500 B产品，产品各项性能均达到设计指标要求，专用树脂5500 B的性能见表2。

2.5 产品加工应用实验

该次加工应用实验时，生产了125 mL、220 mL等多种规格、不同形状的饮料瓶。实验期间设备运行平稳，制品成型率高、壁厚均匀、加工稳定、瓶体外观光滑无条纹；盛装饮品无异味；瓶体封口性强，不存在假封现象；高温杀菌后无凸底、冷却后无瘪瓶；产品冷藏24 h后，跌落实验无破损，耐挤压性高于特殊形状饮料瓶制品技术指标要求。

表2 专用树脂5500 B的性能

3 结论

（1）该5500 B产品各项性能指标均达到设计要求。产品的生产操作参数和产品质量控制稳定。

（2）采用的并联B生产工艺路线，使5500 B产品分子质量及其分布较宽，具有良好的流动性和熔体强度。加工性能好，瓶坯有弹性、成型性好、瓶体壁厚均匀、外观光滑、瓶体易封口、耐挤压、高空跌落无破损，满足娃哈哈公司对原料加工性能的要求。

（3）通过助剂配方研究，使5500 B树脂的卫生性能达到国家标准（GB969-1988），盛装饮品无异味，易于加工，满足娃哈哈公司对特殊形状饮料瓶制品的卫生性、加工性、使用性要求。

［1］王品，张兰波，李绍杰.HDPE吹塑专用树脂5200B的工艺控制［J］.合成树脂及塑料，2005（4）:42-45.

［2］桂祖桐.聚乙烯树脂及其应用［M］.北京:化学工业出版社，2000:54-55.

［3］徐伟强，郑昌仁.聚烯烃分子量及分子量分布对其物理机械性能的影响［J］.现代塑料加工应用，1992（1）:54-58.

［4］王艳芳，赵丽梅，苏一凡，等.燕化管式法LDPE装置薄膜级产品性能及应用.合成树脂及塑料，2004，21（4）:16-20.

［5］邵三多.提高低密度聚乙烯2426H产品质量的措施［J］.炼油与化工，2015，26（6）:30-32.

Development and application of special resin used for special-shape beverage bottles

Wang Shihua，Li Rui，Ge Tengjie
（PetroChina Daqing Chemical Research Center，Daqing 163714，China）

The physical indexes and production process conditions of HDPE 5500 B specially used for special-shape beverage bottles was determined，and commercial production and test run was made.The result showed that，the melt flow rate of 5500 B is 0.60～0.80 g/10min，density is 0.952～0.958 g/cm3，environmental stress crack resistance is 20 h，n-hexane extract is≤2.0%，loss on drying is≤0.15%、ignition residue is≤0.2%，which meet the requirement of national standards，the mechanical property and hygiene property reaches design value，the beverage bottle product meets the requirement of end-users.

HDPE；special-shape；special resin；development；commercial production

TQ324

A

1671-4962（2017）02-0017-02

2017-01-16

王世华，女，工程师，1989年毕业于辽阳石油化工专科学校高分子材料专业，现从事树脂研发工作。