含氟流变剂在聚烯烃加工中的应用研究.pdf

中国塑协工程塑料专业委员会 2003年塑料高新科技成果交流会论文集 含氟流变剂在聚烯烃加工中的应用王淑英李欣付义 含氟流变剂在聚烯烃／jn-r-中的应用 王淑英李欣付义 (大庆石化公司研究院树脂研究所，163714) 摘要：熔体破裂是高粘度、高分子量聚烯烃挤出成型中遇到的最严重的问题。在聚烯烃挤出成型过程中加 入含氟流变剂，可有效消除熔体破裂现象，降低熔体温度，减小挤出机头压力，提高挤出效率。 关键词：含氟流变剂 聚烯烃 0前言 ，． 高分子量、高粘度聚烯烃树酯在熔融挤出过程中，经常会出现一些加工缺陷，如“水 纹”、“鲨鱼斑”，较轻微的程度表现为挤出物表面失去光泽，较严重的则表现为表面起皱， 在较高剪切应力下，将发生“周期性熔体破裂”，在恒定的转速下操作时，挤出物周期性 地呈光滑与粗糙状态，机头压力在较高压力与较低值之间循环变化，从而影响制品外观和 加工设备的挤出效率。 在加工过程中为降低剪切应力、提高产量、改善制品外观质量，通常采用的方法是在树脂中加入 低分子量聚烯烃、有机硅聚合物、聚Q．甲基苯乙烯等加工改性剂，对树脂起增塑、内润滑的作用，但 对高粘度、高分子量树脂加工改性效果不理想。含氟流变剂在树脂中起内添加外润滑的作用，对高粘 度高分子量树脂改性效果最为理想。本文详细分析了含氟流变剂在高粘度LLDPE、高分子量HDPE、 PP树脂加工中的流变行为，含氟流变剂对三种类型的树脂加工过程中的熔体破裂现象均有不同程度的 改善，降低了挤出扭矩、提高了挤出效率。含氟流变剂可以很好地代替低分子量聚烯烃、有机硅聚合 物、聚q．甲基苯乙烯等加工助剂，用于高粘度、高分子量聚烯烃树脂加工。 1 实验 1．1原料 LLDPE、HDPE、PP 大庆石化公司塑料厂 含氟流变剂 自制 1．2设备及仪器 6542型熔融指数仪、5226型密度仪：意大利西斯特科学仪器厂 万能电子拉力机： 日本岛津 哈克扭矩流变仪、毛细管流变仪： 德国制造 2L载氟反应釜： 威海反应釜有限公司 2结果和讨论 2．1对LLDPE挤出性能的改善 为了更好地评价含氟流变剂在改善LLDPE挤出成型方面的效应，采用LDPE常用的挤出条件， 137 王淑英李欣付义害氟流变荆在聚烯烃加工中的应用 如熔体温度较低、机头间隙较窄、剪切应力较高，一般对纯LLDPE而言，这些条件是不利的(见 表1)。 表1含氟流变剂对LLDPE挤出性能的影响 熔体温度 氟剂含量 鲨皮斑 连续性熔体破裂 ℃ 转速r／rain压力Mpa 剪切速率S‘1 转速r／min 压力Mpa剪切速率S“ 0 12 1700 4300 l 18 3100 4900 2 19 3200 4400 从表I可见，没有掺入含氟流变剂时，在较低螺杆转速、剪切速度下，挤出物呈鲨鱼斑状，加入含 氟流变剂，只有在较高的转速、压力及剪切速率下才会出现鲨皮状。在适当的温度下，掺混含氟流变 剂的LLDPE开始发生连续性熔体破裂的剪切速率值，远高于通常LLDPE吹膜的剪切速率值(如， LLDPE吹膜的剪切速率值为800--1000S。1)。根据经验，加入含氟流变剂后应保证开始出现加工缺陷 (如熔体破裂)的剪切速率值，高于给定的挤出过程的剪切速率值。井以此来确定含氟流变剂的含量。 对本研究的LLDPE吹膜树脂，加入1％的含氟流变剂是恰当的。如果用在较高的剪切速率场合(如线 材包覆)中，含氟流变剂的含量需高些。 由于含氟流变剂