王立成 王文珺

1? 前言

LLDPE類聚乙烯的檢測通常是模擬實際應(yīng)用，將物料通過吹膜機(jī)吹制成薄膜產(chǎn)品后測量其魚眼、霧度、開口性和落鏢沖擊破損質(zhì)量等性能指標(biāo)。在這一過程中，吹塑工藝是直接影響到薄膜產(chǎn)品測定數(shù)據(jù)的因素之一[1]，以往并沒有統(tǒng)一的最佳吹制條件，本文將通過改變吹塑工藝的溫度、吹脹比、牽引速度和霜白線高度來找出影響薄膜性能的主要因素。

2? 實驗部分

2.1原材料

線型低密度聚乙烯樹脂DFDA7042，蘭州石化公司聚烯烴事業(yè)部全密度聚乙烯裝置生產(chǎn)。

2.2 儀器和設(shè)備

立式吹膜機(jī)：德國COLLIN公司E3P+180/400P 型。

霧度儀：德國BYK-GARDNER公司4725型。

落鏢測試儀：意大利CEAST公司6212 000型。

2.3 擠出吹膜工藝流程

料斗上料→物料塑化擠出→吹脹牽引→風(fēng)環(huán)冷卻→人字夾板→牽引輥牽引→電暈處理→薄膜收卷。

2.4 樣品測試

魚眼測試按照GB/T 15182-1994執(zhí)行。

落鏢破損質(zhì)量按照GB/T 9639-1988執(zhí)行。

霧度測試按照GB/T 2410-1980執(zhí)行。

3? 結(jié)果與討論

3.1? 吹塑工藝條件對薄膜性能的影響

3.1.1? 吹塑溫度對薄膜性能的影響

根據(jù)實際生產(chǎn)，線型低密度聚乙烯吹塑熔體溫度控制在170℃～200℃范圍內(nèi)，薄膜厚度在30μm±3μm，具體試驗數(shù)據(jù)見表1。

隨著溫度的變大，薄膜的開口性變化不明顯;吹制溫度偏低，造成薄膜透明性變差，霧度較高[3];在溫度升高之后，由于薄膜塑化均勻良好，因此霧度變小，且溫度越高，變化趨勢越明顯，并且在溫度較低時，制成的薄膜表面光澤性和透明度較差，甚至出現(xiàn)“水紋”及“云霧”。

3.1.2? 吹脹比對薄膜性能的影響

吹脹比是吹脹后膜泡的直徑與管環(huán)直徑之間的比值。聚乙烯吹塑吹脹比一般控制在2.0～3.0之間，薄膜厚度在30μm±3μm

隨著吹脹比的增加，薄膜魚眼變化不明顯。當(dāng)吹脹比為3.0時，薄膜的開口性變差。隨著吹脹比的增加，薄膜霧度下降。這是因為熔融樹脂中相對分子質(zhì)量高的部分得到較好塑化，薄膜表面更趨平滑，降低了薄膜霧度[3]。吹脹比的增加，落鏢沖擊破損質(zhì)量先增大后減小。因為吹脹比的大小變化與牽引速度不匹配，使薄膜的縱向和橫向的取向作用不夠。

3.1.3? 牽引速度對薄膜性能的影響

牽引速度是指薄膜的牽引輥軸的卷動速度，牽引速度一般控制在10m/min～15m/min之間。保證薄膜厚度在30μm±3μm考察牽引速度對薄膜魚眼、霧度、開口性和落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響

牽引速度的變化對薄膜的魚眼基本無影響;牽引速度增大，樣品的開口性變差。隨著牽引速度的增大，霧度也隨之增大。薄膜的落鏢沖擊破損質(zhì)量隨著牽引速度的變大而減小。

3.1.4? 霜白線高度對薄膜性能的影響

霜白線指塑料由黏液態(tài)進(jìn)入高彈態(tài)的分界線。聚乙烯吹塑冷卻高度控制在1.5～2.5倍口膜直徑范圍。保證薄膜厚度在30μm±3μm，考察霜白線高度對薄膜魚眼、霧度、開口性和落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響

隨著霜白線高度的增大，薄膜的開口性和魚眼基本沒有變化;薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量小幅上升;薄膜的霧度隨著霜白線的增加而減小，因為提高冷卻線高度將使熔融狀態(tài)下的物料分子有更多的時間松弛，薄膜表面更加光滑使得霧度下降[3]。

3.2? 吹塑工藝參數(shù)的正交試驗

通過單因素考察可知，吹塑工藝參數(shù)對LLDPE薄膜的開口性和魚眼影響不明顯，所以本工作只針對霧度和落鏢沖擊破損質(zhì)量這兩個質(zhì)量指標(biāo)分別尋找最佳的工藝參數(shù)。利用正交試驗根據(jù)上述的單因素考察結(jié)果，結(jié)合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的參數(shù)范圍，確定為4因素3水平。

從對結(jié)果直觀分析的極差分析，四個因素對薄膜霧度的影響程度由大到小依次為吹塑溫度、霜白線高度、吹脹比、牽引速度，四個因素對薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量的影響程度由大到小依次為吹塑溫度、霜白線高度、牽引速度、吹脹比。

3.3? 影響因素指標(biāo)分析

對正交試驗的影響因素指標(biāo)分析可以看出，在吹塑溫度為200℃、吹脹比為2.5～3.0、牽引速度為11 m/min、霜白線高度為125mm時，薄膜霧度最小。在吹塑溫度為190℃～200℃、吹脹比為2.0～3.0、牽引速度為11 m/min、霜白線高度為125mm時，薄膜落鏢沖擊破損質(zhì)量最大。

3.4? 最佳吹塑條件的確定

根據(jù)因素指標(biāo)分析結(jié)果確定條件：吹塑溫度為200℃、吹脹比為2.5、牽引速度為11 m/min（對應(yīng)螺桿轉(zhuǎn)速：80轉(zhuǎn)/分）、霜白線高度為125mm為最佳條件。利用該條件進(jìn)行追加驗證試驗，5次試驗結(jié)果平穩(wěn)，霧度平均值為11%，落鏢沖擊破損質(zhì)量平均值為85g。且在吹制過程中膜泡穩(wěn)定，薄膜厚度均勻，表面平整光滑，無皺折。所以上述條件為立式吹膜機(jī)上LLDPE DFDA7042日常測試用薄膜的最佳吹塑條件。

4? 結(jié)論

（1）吹塑工藝參數(shù)對LLDPE 薄膜的開口性沒有明顯的影響。

（2）隨著吹塑溫度的升高，魚眼減少，薄膜霧度減小，落鏢沖擊破損質(zhì)量增加;隨著吹脹比的增大，薄膜霧度減小，落鏢沖擊破損質(zhì)量變化幅度較小;隨著牽引速度的增大，薄膜霧度和落鏢沖擊破損質(zhì)量呈小幅波動;隨著霜白線的提高，薄膜霧度減小，落鏢沖擊破損質(zhì)量增大。

（3）立式吹膜機(jī)上，LLDPE DFDA7042日常測試用薄膜的最佳吹塑條件為：吹塑溫度為200℃、吹脹比為2.5、牽引速度為11 m/min（對應(yīng)螺桿轉(zhuǎn)速：80轉(zhuǎn)/分）、霜白線高度為125mm。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王艷芳，趙麗梅.LDPE棚膜專用樹脂的加工性能[J].合成樹脂及塑料，2005，22（5）：24-27

[2] Q/SY LS0015-2008? 線型低密度聚乙烯（LLDPE）樹脂 DFDA 7042、DFDA 7047

[3] 張麗葉，擠出成型[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2002，461-467