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線型低密度聚乙烯高速滴灌帶專用料的中試開發(fā)

2013-05-03 01:54:16邱麗萍李穎超楊國興趙興龍
石油化工 2013年3期
關(guān)鍵詞:熔體專用力學(xué)性能

邱麗萍,李穎超,楊國興,郭 峰,李 瑞,趙興龍

(1.中國石油 大慶化工研究中心,黑龍江 大慶 163714;2.中國石油 華北化工銷售公司,北京 100086)

國外已有滴灌帶專用料樹脂開發(fā)的報道[1-2],但國內(nèi)目前尚沒有可用于生產(chǎn)滴灌帶的專用樹脂。內(nèi)蒙古某滴灌帶生產(chǎn)廠的滴灌帶產(chǎn)品是采用以Sabic樹脂為主料的共混專用料生產(chǎn)的,該產(chǎn)品的加工性能基本滿足要求,但由于共混料的混配均勻性難以保證,限制了該產(chǎn)品的加工性能、外觀性能和使用性能。滴灌帶應(yīng)具有一定的水利性能(如滴頭抗堵、壓力補償和流量均勻)、抗紫外線照射能力、抗穿刺能力、抗拖拉、耐磨和抗低溫性能等。中國石油大慶化工研究中心利用50 kg/h全密度聚乙烯(PE)中試裝置開發(fā)了一種線型低密度聚乙烯(LLDPE)樹脂用于滴灌帶專用料的生產(chǎn)。

本工作采用大慶化工研究中心生產(chǎn)的LLDPE樹脂通過共混制得滴灌帶專用料,并利用GPC、13C NMR、流變和熔體強度測試等方法對滴灌帶專用料進行了表征,同時對采用該滴灌帶專用料生產(chǎn)的滴灌帶產(chǎn)品進行了性能測試。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

1.1.1 原料與試劑

Sabic專用料:中國石化天津聯(lián)化公司;DFDA7042樹脂:中國石油大慶石化公司;抗氧劑1076、彈性體聚鄰苯二甲酰胺:純度不小于98%,利安隆天津化工有限公司;穩(wěn)定劑:純度不小于98%,天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠。

1.1.2 儀器

Meltflow basic型熔融指數(shù)測試儀:德國凱歌公司;MDY-1型密度儀:上海方瑞儀器有限公司;WDW-01 型電子萬能試驗機:上海中研儀器廠;UltiMate3000 型凝膠色譜儀:Dionex公司;Bruker DKX300型核磁共振儀:島津公司;GTS型雙螺桿擠出造粒機:南京光瑞擠出裝備有限公司;HAAKE90 型毛細(xì)管流變儀:HAAKE 公司。

1.2 滴灌帶專用料樹脂的中試開發(fā)

1.2.1 滴灌帶專用料技術(shù)指標(biāo)

市售Sabic專用料是以Sabic樹脂為主料生產(chǎn)的混配料[3-5],其基本性能為:熔體流動速率(MFR)(10 min)0.35~0.65 g,密度0.928~0.937 g/cm3,拉伸強度大于17.5 MPa,斷裂伸長率大于480%,邵氏硬度47~50。由性能可推測,Sabic專用料是一種密度較低的PE擠出料,具有一定的柔韌性和抗拉性[6]。優(yōu)質(zhì)的專用料擠出速率可達75 m/min,且產(chǎn)品的力學(xué)性能優(yōu)異、光澤度好。如專用料混配比例不合適,則生產(chǎn)滴灌帶時擠出速率較低,產(chǎn)品力學(xué)性能差[7-9]。

根據(jù)拉伸速率要求,滴灌帶專用料技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 滴灌帶專用料技術(shù)指標(biāo)Table 1 Technical specifications of emitting-pipe special material

1.2.2 滴灌帶專用料用樹脂的中試生產(chǎn)

在大慶化工研究中心50 kg/h全密度PE中試裝置上進行LLDPE滴灌帶專用料樹脂的生產(chǎn)。為確保從DFDA7042樹脂平穩(wěn)切換到滴灌帶專用料樹脂,采取先用H2調(diào)整MFR,使MFR(10 min)達0.4~0.6 g后,再切換生產(chǎn)滴灌帶專用料樹脂的過渡方案[10-11]。在切換時,可先逐步降低H2與乙烯摩爾比以降低樹脂的MFR,待MFR達標(biāo)后,再通過降低丁烯與乙烯摩爾比提高樹脂密度,使其達到牌號的要求。

1.3 滴灌帶專用料的中試試驗

1.3.1 配方設(shè)計

滴灌帶專用料的配方設(shè)計從幾方面考慮:1)滴灌帶擠出速率大于75 m/min,以滿足高速加工要求;2)通過調(diào)整催化劑中給電子體組分,優(yōu)化丁烯在大分子鏈上的分布,改善加工性能;3)提高滴灌帶專用料的耐環(huán)境應(yīng)力開裂及柔韌性能。根據(jù)滴灌帶專用料生產(chǎn)、加工和使用要求,設(shè)計了3個滴灌帶專用料共混配方(見表2)。

表2 滴灌帶專用料共混配方Table 2 Blending formulae of the emitting-pipe special materials

1.3.2 共混工藝

采用φ65雙螺桿擠出造粒機組(長徑比30),160~180 ℃下擠出造粒制得3種滴灌帶中試專用料(DGD-1,DGD-2,DGD-3),按GB/T 19812.1—2005[12]進行物性和力學(xué)性能測試。

2 結(jié)果與討論

2.1 力學(xué)性能測試結(jié)果

對制得的滴灌帶專用料和Sabic專用料進行力學(xué)性能測試,測試結(jié)果見表3。由表3可看出,DGD-1,DGD-2,DGD-3專用料的MFR范圍在設(shè)計范圍內(nèi),且熔體流動速率比(FRR)在40~50之間,較DFDA7042樹脂的FRR提高了50%,說明DGD-1,DGD-2,DGD-3專用料具有相近的相對分子質(zhì)量及其分布,且相對分子質(zhì)量分布較寬。從熔體流動性能看,DGD-1,DGD-2,DGD-3均可用作滴灌帶專用料。從表3還可看出,4種滴灌帶專用料的密度均接近中密度產(chǎn)品,范圍在0.928~0.937 g/cm3之間,因此具有較好的抗拉伸能力和抗蠕變性能。其中,DGD-3專用料的力學(xué)性能較好。

滴灌帶專用料在滿足耐熱氧老化性能和耐光氧老化性能的同時,主要需滿足高速加工的要求。如果樹脂的MFR太大,則擠出管材時其熔體強度不夠,很難提高擠出速率;反之,則擠出管材時由于背壓太大,也很難提高擠出速率。因此,綜合考慮,滴灌帶專用料的MFR(10 min)為0.3~0.6 g,密度為0.928~0.940 g/cm3較適宜。

表3 滴灌帶專用料的力學(xué)性能Table 3 Mechanical properties of four emitting-pipe special materials

2.2 GPC表征結(jié)果

DGD-3與Sabic專用料的GPC曲線見圖1。從圖1可看出,DGD-3專用料具有較寬的相對分子質(zhì)量分布,Mw/Mn>4.2,比Sabic專用料的相對分子質(zhì)量分布(Mw/Mn=3.8)寬,因此,DGD-3專用料的加工性能較好。

圖1 DGD-3(a)與Sabic專用料(b)的GPC曲線Fig.1 GPC curves of DGD-3(a) and Sabic special material(b).

2.3 13C NMR表征結(jié)果

DGD-3專用料的13C NMR譜圖見圖2。從圖2可看出,化學(xué)位移δ=30.002處的吸收峰歸屬于—CH2鍵,δ=34.062處的吸收峰歸屬于αCH2,δ=27.320處的吸收峰歸屬于βCH2,δ=30.480處的吸收峰歸屬于γCH2,δ=11.179處的吸收峰歸屬于—CH3鍵,δ=39.669處的吸收峰歸屬于—CH鍵。13C NMR表征結(jié)果顯示,DGD-3專用料中的丁烯含量在0.50%~0.85%(w)之間,丁烯的加入可改善滴灌帶專用料的抗蠕變性能。

2.4 流變性能測試結(jié)果

DGD-3與Sabic專用料的加工流變性能曲線見圖3。從圖3可看出,與Sabic專用料相比,DGD-3專用料的加工扭矩較低,說明DGD-3專用料的剪切黏度低,加工扭矩小,剪切敏感性好。表現(xiàn)在擠出加工過程中,DGD-3專用料的熔體壓力低,加工能耗小,調(diào)節(jié)控制性能好。因此,可通過調(diào)整擠出機的螺桿轉(zhuǎn)速與溫度調(diào)節(jié)制品性能。

圖2 DGD-3專用料的13C NMR譜圖Fig.2 13C NMR spectrum of DGD-3.

圖3 DGD-3與Sabic專用料的加工流變性能曲線Fig.3 Processing torque-melt time curves of DGD-3 and Sabic special materials.Test condition:200 ℃.

2.5 熔體拉伸性能測試結(jié)果

DGD-3與Sabic專用料的熔體拉伸曲線見圖4。由圖4可看出,隨拉伸時間的延長,兩種專用料的拉伸強度均增大,而DGD-3專用料的熔體強度增幅大于Sabic專用料,因此,DGD-3專用料的生產(chǎn)加工速率應(yīng)大于Sabic專用料。

圖4 DGD-3與Sabic專用料的熔體拉伸曲線Fig.4 Melt tensile curves of DGD-3 and Sabic special materials.Test condition:200 ℃.

2.6 成型加工試驗結(jié)果

將DGD-3與Sabic專用料在內(nèi)蒙古某滴灌帶生產(chǎn)廠家進行成型加工試驗。滴灌帶規(guī)格為φ30 mm×0.18 mm,滴頭間距離為300 mm,加工試驗結(jié)果見表4。

表4 DGD-3與Sabic專用料成型加工的試驗結(jié)果Table 4 Processing results of DGD-3 and Sabic special materials

從表4可看出,兩種專用料的擠出速率均超過70 m/min,擠出管材的耐壓性能達到標(biāo)準(zhǔn)要求。試驗結(jié)果表明,兩種專用料的生產(chǎn)工藝接近該廠使用的國外某公司生產(chǎn)的微滴灌帶專用樹脂。廠家對專用料的加工性能和滴灌帶的表面光澤性比較滿意。其中,DGD-3專用料的主機背壓最小,與專用料熔融擠出時出口膨脹系數(shù)的規(guī)律相對應(yīng)。

2.7 滴灌帶產(chǎn)品性能分析

利用DGD-3和Sabic專用料生產(chǎn)了滴灌帶產(chǎn)品,并對產(chǎn)品進行了性能測試及成本核算。滴灌帶產(chǎn)品的綜合性能見表5。從表5可看出,采用DGD-3專用料生產(chǎn)的滴灌帶外觀性能好,產(chǎn)品拉伸形變小于5.0%,爆破壓力大于0.30 MPa,微孔水流量3.3 L/h,達到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 滴灌帶產(chǎn)品的綜合性能Table 5 Comprehensive properties of the emitting-pipe product

采用DGD-3專用料生產(chǎn)的滴灌帶的平均單位質(zhì)量為10.65 g/m,較Sabic專用料生產(chǎn)的滴灌帶的平均單位質(zhì)量(13.12 g/m)降低1 g以上。經(jīng)成本核算,采用DGD-3專用料時,每噸滴灌帶產(chǎn)品可減少85~100 kg原料。因此,采用DGD-3專用料可為生產(chǎn)廠家降低原料成本,增加利潤。

3 結(jié)論

1)滴灌帶專用料在滿足耐熱氧老化性能和耐光氧老化性能的同時,主要需滿足高速加工的要求,因此,滴灌帶專用料的MFR(10 min)為0.3~0.6 g、密度為0.928~0.940 g/cm3較適宜。

2)通過優(yōu)化助劑配方制得的DGD-3專用料的力學(xué)性能與市售Sabic專用料相當(dāng),但DGD-3專用料的相對分子質(zhì)量分布較寬、加工扭矩較低、熔體強度較大,因此其加工性能優(yōu)于Sabic專用料。

3)采用DGD-3專用料生產(chǎn)的滴灌帶產(chǎn)品外觀性能好,產(chǎn)品拉伸形變小于5.0%,爆破壓力大于0.30 MPa,微孔水流量為3.3 L/h,均達到國家標(biāo)準(zhǔn)。同時,由于采用DGD-3專用料生產(chǎn)的滴灌帶的平均單位質(zhì)量較低,可為生產(chǎn)廠家降低原料成本,增加利潤。

[1]魏青松,史玉升,蘆剛,等.內(nèi)鑲式滴灌帶繞流流道水力性能研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2006,22(10):18-20.

[2]張琴,葉含春,王立洪.迷宮型灌水器流道結(jié)構(gòu)與水力性能的模擬研究[J].農(nóng)機化研究,2012,34(2):7-9.

[3]張勇.棉花膜下滴灌播種不應(yīng)忽視的環(huán)節(jié)——開溝鋪埋滴灌帶[J].河北農(nóng)機,2010(4):33-34.

[4]姚青云,張淑娥.滴灌技術(shù)在西部旱區(qū)高速公路中分帶綠化工程中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)科學(xué)研究,2005(4):50-52.

[5]劉東立,李鳳嶺.微灌技術(shù)的應(yīng)用及前景[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2001,13(2):56-59.

[6]王仁法.微灌技術(shù)在我國的應(yīng)用[J].塑料,2001,30(2):13-16.

[7]王永剛.LLDPE滴灌帶專用料的工業(yè)開發(fā)[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2002(6):395-396.

[8]武大慶.聚乙烯滴灌帶專用料基礎(chǔ)樹脂聚合工藝優(yōu)化[J].石化技術(shù)與應(yīng)用,2003(4):282-283.

[9]楊明錦,許向輝.塑料節(jié)水滴灌器材在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].中國塑料,2000,14(3):1-10.

[10]黃永強,田永青.共擠機的改造及其在滴灌帶生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].新疆農(nóng)墾科技,2007(3):54-55.

[11]朱憲寶,陽永榮.工業(yè)流化床乙烯氣相共聚合過程的研究:Ⅰ.產(chǎn)品相對分子質(zhì)量的穩(wěn)態(tài)模擬[J].石油化工,1997,26(5): 311-316.

[12]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局,中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T 19812.1—2005 塑料節(jié)水灌溉器材單翼迷宮式滴管帶[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2005.

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