共濟吹膜、流延膜

生產中常見問題分析解決

(1)晶點

①溶體壓力小，剪切力小，塑化不良。可適當增加過濾網層數和目數。

②停機后再開機，易產生晶點，生產不同品種流延膜轉換時生產。如CPP與CPE生產相互轉化時。

對此，噱桿、模頭必須徹底清洗干凈。

③樹脂有異物混入，水含量高等。必須清潔生產，保存好原料。

④樹脂本身質量差,調換。

(2)析出物斑點

①原材料。原料選用要適當，添加劑太多時，添加劑耐溫低時，易產生白斑。如添加劑太少，爽滑

性、開口性太差。

②擠出溫度高,添加劑易于析出，擠塑溫度TS低于250℃。

③清潔餛壓力太大，易把其紋路壓上薄膜；如壓力太小，析出的添加劑不能被慢慢均勻地帶走，積

在冷卻輯上被帶上薄膜。

④真空箱抽取煙霧能力差，易出現白斑C

⑤在使用相同原料時,薄膜越厚，添加劑析出量越多。生產厚膜時應改變原料或減少添加劑加入

量。

(3)爽滑性差

①擠出溫度過高，添加劑分解。

②原材料本身結晶度低，如一些共聚物

③冷卻輯溫度太高

④氣隙偏大。

(4)表面粗糙、光澤不良

①擠出機溫度太低，塑化不良。

②模頭間隙太小，溶體破裂。

③冷卻輕溫度太低

擠出機混煉不足，要降低牽引速度，增加擠壓溫度和螺桿轉速。

(5)橫向厚度不均勻

①模唇間隙調整不當，需重新調整。

②模頭橫向溫度分布不均勻，檢查加熱器。

③模腔中有雜物，從而引起物流紊亂，出料不均。

④氣刀包流不均勻。檢查氣刀氣流是否穩定，氣流是否平衡。

⑤回收料加入過多或加入不均勻。一般加入量為15%-20%,并要均勻加入。

(6)透明度差

①擠出溫度低，塑化、混煉差。

1

②冷卻輻溫度太高，薄膜結晶度太大。

③縮短母隙，加快冷卻。

④冷卻轆表面不清潔，應加以清洗。

(7)膜有條紋

如果是人字形紋，原因有：

①氣刀壓力太高。

②急冷輯冷卻不均勻，需清除內部水垢C

如果是直條紋，原因有：

①模唇有損傷，需修補。

②模口有雜物，需用銅刀清除。

③假面有傷痕。

(8)擦傷

①穩定板，導輕不轉動。

②提上有傷痕，注意檢查修理。

③薄膜與電極，與測厚頭相碰

一、吹膜生產工藝

1.1概述

吹膜上次工藝，吹塑薄膜是將塑料在擠出機中熔融塑化，通過環形模頭擠成膜管，由壓縮空氣

將其吹脹冷卻定型后制成的薄膜。

吹塑薄膜是最重要、應用最廣的薄膜產品加工方法。與其他方法相比，吹塑薄膜具有如下優

八占、、?.

設備相對簡單，投資少，生產快薄膜在兩個方向均有拉伸,機械強度較高廢料少，成本低，原

料利用率高門幅寬，焊縫少主要確定有：薄膜厚薄均勻度差，生產線速度低，產量不高。

根據成型工藝，吹膜可分為平擠上吹法、平擠平吹法和平擠下吹法三種。對于復合軟包裝基材

所采用的均為LDPE的上吹工藝。其優點為：

膜泡形狀穩定，牽引穩定，占地面積小，操作方便，可生產折徑大，厚度大的薄膜。

二、吹膜設備

2.1、擠出機

擠出系統主要部分是螺桿和機筒，還包括上料和過濾網等。

LDPE/LLDPE吹膜螺桿特點為：

①螺桿直徑一般45-150mm,生產量可達50-750kg/h,與吹膜寬度關系見下表

2

螺桿直徑，mm吹膜折徑，mm

45100-700

65400-1100

90700-1400

120約2500

150約3500

②螺桿長徑比為24:1-30:1.

③溝槽進料或平滑進料段，混合段雙牙螺紋壓縮段較長，壓縮為1.8:1—2.5:1。

雙牙螺桿與單牙螺桿相比，有以下優缺點。

優點：可降低樹脂溫度,提高擠出量，減少溫度的波動。

缺點：清洗困難，對溫度設定敏感，價格較高。

機筒一般有3?6個加熱單元，每個單元各有一個冷卻風機，便于準確地控制機筒溫度。機筒進料處

有冷卻裝置，防止進料處原料受熱結塊°

多孑版及過濾網作用是增加阻力，使料流變成直線前進，過濾雜質，使制品密實。濾網一般采用

80/100/80目的機構。

22模頭

吹膜擠出的模頭一般采用直角型螺旋機頭，這類機頭易于保證口膜唇部各點的均勻流動而薄膜

厚度波動減少。

模頭直徑通常在150?700mm之間。

?

模頭縫隙LDPE一般為0.7L2mm,LLDPE一般為2.5-3.0mmo

2.3.風環及冷卻裝置

風環是冷卻膜泡的裝置，風環的冷卻對生產至關重要。在通常情況下，比擠出量是每25mm模

頭周長，每小時擠出4?7kg。使用氣泡內冷卻系統，比擠出量可提高到7-9kg。使用冷凍風及雙層風

環，比擠出量可達9kg以上。

一般風環與口膜距離為30-100mm,風環內徑為機頭直徑的1.5?3倍。出風口縫隙寬l?4mm。

壓縮空包由多路進入并有擋板緩沖。

雙風口負壓風環可提高冷卻效率，泡容穩定。其下風口吹出的角度較小，風速較低，作用是使

泡管在負壓區產生膨脹，增加傳熱面積,其上風口風速較快，吹出角較大，使下風口氣流變成湍流

以提高冷卻效率。

為了提高冷卻效率，僅有風環是不夠的，還需采用內冷卻系統，采用冷凍風內外冷卻等。

2.4、人字板

人字板是穩定泡管形狀,使其逐漸壓扁導入牽引輯的裝置,夾角可調節，一般小于50。。人字

板還有冷卻作用，采用導餛形式較好，既減少劃絲，又可通過冷卻水提高冷卻效率。

3

25牽引裝置

牽引裝置由一對餛筒組成，一根鋼棍表面鍍銘拋光，另一根餛表面覆以橡膠，兩餛壓力可調

節，以適應厚薄不同的制品。牽引餛間的接觸應與人字板中心和機頭中心對準，否則會造成薄膜至

牽引混距離不等引起皺褶現象。

2.6、EPC裝置

一般采用氣壓檢測方式，用油缸推動導向架，使薄膜保持固定位置，糾正跑偏，保證了切刀位

置固定，收卷整齊。

2.7、電暈處理裝置

高壓、高頻放電，是薄膜表面張力達38mN/m以上，保證復合牢度。放電極與導輕間隙為0.5-

1mm之間。

2.8、收卷裝置

薄膜的收卷方式有中心卷取、表面卷取、中心助力卷取等。一般收卷系統由雙工位自動或手動

翻轉接膜的兩個卷取架組成。

表面卷取是電動機將動力傳至表面驅動餛，驅動餛與卷取輯相接觸,依靠兩者之間的摩擦力帶

動卷取輯,將薄膜卷上，其卷繞速度取決于表面驅動輯的線速度，不受卷繞輕直徑變化的影響。其

卷取張力取決于表面驅動幅和卷繞森之間的摩擦力，表面卷取結構簡單，并可卷取厚膜、寬膜。

中心卷取是驅動電機直接將力和速度傳給卷繞混。這種裝置可卷取各種厚度薄膜，由于卷徑不

斷加大，為保持卷繞張力不變，均有錐度設定。

收卷前切邊方式有無廢邊剖開和有廢邊切除兩種方式。

很多人都在問霧度霧度霧度怎么降低，相信前面我已經講了很多了，現在在說說配方上的事

吧。

LLDPE55%

LDPE15%

m-LLDPE20%

POE10%

開口劑

注意：主料盡量不要選含有助劑，熔融指數和密度的選擇也很重要的，m-LLDPE有一定的

支鏈,霧度相對LLDPE低，強度相對高。只是材料會較軟。除了霧度低,它的熱封性能非常好，適

用于告訴自動包裝機生產

一個乳白袋配方，要求是吹膜生產，刨邊成片膜。袋型是三邊封袋，封口方式為熔切，強度大

于18N.

產品難度：1、孚啟膜易出現晶點影響印刷；2、封口強度要求非常高。經過N次試驗得出以下配方

4

電量層MI

LLDPE50%2

m-LLDPE30%0.5

LDPE20%2

爽滑劑lOOOppm

芯層

m-LLDPE30%1

LDPE55%0.5

色母料15%

熱封層

LLDPE60%2

m-LLDPE20%1.5

LDPE20%2

爽滑劑1000PPM

透明度小于38%,熱封強度合格，走機順暢，就是晶點有點多。

各類PE的基本性能

一、LLDPE薄膜

1、LLDPE熔點比LDPE高10-20。。密度在0.92-0.93,溶體年度高，加工較困難。

2、LLDPE物理機械性能明顯高于LDPE,其柔軟性、韌性、耐寒性、耐針剌性均優于LDPE。

3、LLDPE耐環境應力裂性極佳。

4、熱封性能好，只要達到最低的起封溫度就具有良好的熱封強度,抗封口污染性也較強。

LLOPEW月莫,性育旨

?性自旨繳值

寸立申涯虔，M尸a25.5

伸長率，%BOO

石更虔,召B氏56

撕裂強度,N/M980

維卡軟住點,P107

脆住5昱虔「七:f-

二、LDPE薄膜

1、密度較低在0.915?0.925之間。

5

2、透明性好，有一定的光澤度。

3、機械強度較低，良好的柔軟性，延伸率高，表面硬度低。

4、耐溫性優良，有良好的耐沖擊性。

5、吸水率低，阻水防潮性極差，但透氣性強，保香性差。

6、耐熱性差，軟化溫度84左右。C。

7、電性能好，耐電壓達20℃,4mV/pm0電阻率高，極性小，介電損耗少。

LDPE薄膜性能

性能數值

拉伸強度,TD/MD,Mpa19/20

伸長率，TD/MD,%380/560

撕裂強度,TD/MD,%1C5O/BSD

三、MDPE薄膜

1、密度在0.926?0.940之間，比LDPE略高，結晶度比LDPE高。

2、機械強度、剛性、耐熱性、耐環境應力開裂性、耐化學性、阻隔性比LDPE薄膜均有所提高。

HDPE薄膜

1、HDPE的密度較高，達0.941-0.965。

2、由于結晶度高透明度最差

3、HDPE具有很高的強度，沖擊強度高,剛性好。

4、耐溫性高，耐寒性好，可在100℃和-80°（:下使用。

MDPE薄月莫,性自旨

十生育包數值

拉4申強1度，MPa8.4-24.6

伸長率，%50-1000

3^匚1；中>j/m27-8^4

石更虔,召B氏50—60

吸水率〉%?70.C上

四、MPE薄膜

1、茂金屬PE是指采用過度金屬與環狀不頸口結構的茂環組成的配位有機金屬絡合物催化劑聚合物

而成的聚合物。

2、具有優良的光澤度和低霧度，樹脂清潔度高，晶點少。

3、分子規整性好，因而結晶度高、強度高、韌性好、剛性好。（用此料改善過袋子易破問題）

4、熱封性能優異，起封溫度低，熱封強度高，抗封口污染性好，有些MPE可達到EVA的低溫熱封

性能。

6

M尸E性育后,以口劉仁54。。名為1列

十生育總

岳、＞g/om~

MI,Omln.±

惇虐AIm50

落瞭;中擊強皮，J/mA85

頭F束ll耳雖J三>J/m10.2

撕裝強度，N/cm

級向G.3

楔向7.7

《申月艮,Mpa

縱向工工67

槎向工工46

拉d申隹斤黑強度,Mpa

縱向5536

梯向5308

伸長手>%

紈向635

楔向6GN

N%>正切害"育旨量》Mpa

縱向工7.6

橫向20

光泛虔,20077

善度，%Jf

吹膜工藝

(1)擠出機及模頭溫度控制

①駝峰式溫控。溫度設定：150℃、160℃、175℃、175℃,165℃O

②直線式控制。各段溫度均設定在170T8CTC之間。

如果溫度過高，薄膜發脆，縱向拉伸強度下降，橫向有周期性波動；過低則擠出困難。

(2)吹脹比(a)與牽引比(b)

吹脹比是膜泡直徑與模口直徑之比，反映了膜泡被吹脹的程度。吹脹比一般取1.5-3.

a=D/d=2L/Ti*d

式中D——膜泡直徑

d口直徑

L一折徑

牽引比又叫拉伸比，是薄膜牽引速度與模口擠出速度之比，反映了薄膜被拉伸的倍數。牽引比一般

取3?7

b=V/VO

式中V—牽引速度

7

VO一擠出速度

吹脹比與牽引比的關系為：

8=t/a*b

式中5——厚薄

t一模口間隙

牽引比和吹脹比是吹膜生產中的重要因素。牽引比太大，薄膜易拉斷，難以控制厚度。吹脹比

決定了膜的折徑，如吹脹比太大，薄膜易出現擺動，厚度也難以控制。

在牽引比不變的情況下，吹脹比增加，橫向拉伸強度增加，對縱向拉伸強度影響很小。在吹脹

比不變時，牽引比增加，使縱向拉伸強度增加，橫向拉伸強度減少。如下表

吹脹比牽引比縱向,MPa橫向，MPa

1.43.914.2812.49

1.63.914.2813.05

2.73.913.9913.95

3.23.914.6615.46

2.99.817.213.1

2.925.622.612.1

2.821.424.689.5

(3)牽引速度

在生產中牽引速度主要受到吹膜機擠出量的影響，牽引速度的估算公式為〃

牽引速度=擠出量/時間*厚度*密度*膜泡周長

即:V=Q/60*8*0.925*2L

公式中丫=牽引速度m/min

6=厚度mm

L=折徑mm

Q=擠出量g/h。

(4)泡管冷凍線

冷凍線又叫霜線，是吹膜樹脂從粘流態轉變為玻璃態時的分階段。當冷凍線低時，膜泡穩定，厚度

波動少，皺折少。冷凍線高度主要由風環位置和風量來控制，必要時也可用擠出溫度和擠出速度來

控制。冷凍線過高、過低會使霧度增大C

(5)電暈處理

控制處理輸出功率，使薄膜下卷時表面張力在40?42mN/M為宜。

8

吹膜PE改性

一、提高LDPE薄膜溫度的改性

LDPE吹塑膜)的拉伸強度同LDPE的熔融指數,即：平均分子量的大小、密度以及加工條件有

關，對于LDPE而言,隨著MI的提高，分子量降低，拉伸強度降低；隨著LDPE密度的提高，結晶

度提高,拉伸強度增加；隨LDPE吹脹比、牽引比、加工溫度的提高而略有提高，但過高的加工溫

度引起吹脹膜氧化嚴重，也會因部分分子的分解而強度降低，因此，選擇MI較低，密度較大，吹

脹匕價口牽引比都較為適當，溫度也適當的加工參數是保證啪吹脹膜強度的關鍵。

為了提高IDPE牛奶膜簡易包裝材料的良好強度,可以在LDPE粒子中，加入一定量的MDPE、

HDI)E粒子，可以提高LDPE吹脹膜的拉伸強度，防止在自動牛奶灌裝機上用高度拉伸力的操作而

使薄膜拉斷。應當指出的是各類PE之間具有良好的相容性，可以用共混的方法來改善其性能，共混

后吹脹膜的強度是各個共混組分單獨成膜的性能用該組分在共混物中的重量百分數的乘積之和，由

于MDPE、HDPE的強度比LDPE高，所以可以用來直接共混以提高LDPE的強度。

雖然聚丙烯的強度高，但是聚丙烯同LDPE的相容性一般，不能完全相容，為此，不能直接使

PP同LDPE直接共混，否則共混物不會出現均相體系,反而性能降低，當PP同LDPE共混時，應使

用含乙烯單體的共聚丙烯相混或用EVA作相容劑。

二、改善吹塑LDPE薄膜滑爽性

由于自動灌裝機的廣泛使用，代替了以前的大部分手工灌裝機，因此在使用的包裝材料上要求

包裝材料有良好的滑爽性，以適應快速自動灌裝機的快速灌裝要求，薄膜的滑爽性好，可以在較短

的灌裝時間內充分灌裝滿規定的重量，為了提高薄膜的滑爽性，可以在LDPE粒子中添加潤滑劑，

可以作為LDPE潤滑劑的有：液體或固體石蠟；硬脂酸及硬脂酸鹽；酰胺類物質，如：硬脂酸酰胺

和介酸酰胺等；低分子量的PE蠟等。簡易液體包裝牛乳膜就是要求有良好的滑爽性的一種包裝膜，

添加量一般可以在0.2-0.4%之間，應當指出的是，由于潤滑劑的添加薄膜的熱封性降低，熱封

牢度降低，薄膜的表面印刷性變壞，不易使油墨粘結在表面。一般要求液體包裝膜以及粉末狀固體

包裝的復合膜內層的動靜摩擦系數在0.2—0.4之間。

CPP常規配方的成本節降

一般來說CPP基本都用均聚聚丙烯作為主體結構，三元共聚PP提供熱封性能。這種材料的耐

低溫性和韌性較差；剛性好。如果您的CPP只需要其剛性的話，那么用三元共聚PP來提供熱封就

顯得有點浪費了。看看下面的實驗

卻至寸居

三元欠寐PP70%

土力桑PP30%

芯層

立力桑PP1OO%

電皇層

士勺栗PP

9

粒料：

三元共聚PP：C5608;供應商：中石化

均聚PP：T30S；供應商：埃克森美孚

加工條件

熱封層溫度230-235℃,占比20%

芯層溫度235-240℃,占比50%

電暈層溫度235-240℃,占比30%（因為芯層和電暈層粒料一樣，可以根據機臺特性調整層間比,

以獲得最大產量。）激冷混水溫25℃薄膜厚度：50pm下機熟化后數據

熱封

溫度130匕135七140七145七150匕155*0

值13.14.38.51518.518.7

值2L64.42814.317819.2

平均值2.44.48.314.718.>罐網隼

拉伸強度

F(N)31323231.7

TDQ(MPa)35363535.3

Z(%)800802820807.3

F(N)45464545.3

MDQ(MPa)55575856.7

E(%)500458475

實驗配方

方案：

二元共聚PP等比例替代原配方中的三元共聚PP

二元共聚PP：W531;供應商：日本住友

生產工藝參照原配方，得數據如下

熱封

溫度130七135七140七145七150七155七

值123.26.814.51819.5

值21.63.5713.818.A18

平均值1.83.356.914.1518.?造商演

拉伸強度

F<N)32343433.3

TDQ(MPa)35373736.3

W(%)780802790790.7

F<N)48474847.7

MDQ(MPa)58585858.0

N(%)480475468

10

結果

從數據上看用二元共聚PP替代三元共聚PP生產對產品的影響有

1、拉伸強度略有提高，即剛性增強

2、起封溫度有所上升，但熱封強度幾乎無影響

總結

二元共聚PP可以替代三元共聚PP,但需要注意的是一般二元共聚PP粒料不穩定，每批都需要進行

嚴格把關。如：爽滑度，晶點等。

HDPE對物理性能的影響

HDPE具有熔點高,密度大、物理機械性能高，拉伸強度大等特點,那么HDPE對薄膜物理性

能的影響程度是怎么樣的呢？讓我們來看看以下的實驗。

配方1配方2

靖

LDPE100%LDPE100%

中層中層

LLDPE60%LLDPE50%

LDPE40%LDPE30%

HDPE20%

外層外層

LDPE100%LDPE

生產工藝條件和環境環境條件一致，得出的物理性能數據如下

11

酉己方①酉己方②

摩播系數非與EUs=0.1540.156

Ud=0.1500.149

處/處Us=0.1450.142

Ud=0.1400.138

非詫岡Us=0.1380.140

Ud=0.1350.136

拉伸強度橫向F(N)18.0020.00

工(%)900.00900.00

Q(Mpa)31.0035.00

級向F(N)30.0035.00

Q(Mpa)40.0060.00

W(%)580.00一口空就66匚

熱封曲線

T-我方①

甑方②

哈都不出

從數據上分析,增加20%的HDPE時給薄膜帶來的影響有：

挺度明顯提高，耐溫性能上升15。（：左右，熱封強度有所升高，縱向斷裂伸長率下降，若產品為袋

子時具粘結性有明顯改善

關于助劑

為了使薄膜達到一定的爽滑效果，我們通常會在薄膜中添加一些開口爽滑劑。

開口劑和爽滑劑的分類如下：

天然硅石和滑石，合成硅石，碳酸鈣，瓷土，玻璃和陶瓷顆粒，不相容聚合體，油酸酰胺，基

酸酰胺

添加助劑對很多薄膜來說是必不可少的，為了區分開口劑和爽滑劑，給大家打個比方，把兩張

薄膜看做是兩塊玻璃，開口劑就相當于將玻璃的表面打磨的凹凸不平，這樣把玻璃片打開就相對容

易，但是左右移動就會困難很多，而爽滑劑就相當于兩塊玻璃片之間有水，左右移動就會相對簡單

但打開就相對困難多了。相信這樣就不難區分開口劑和爽滑劑了吧。

12

添加這些助劑時需要注意，這些助劑都會給薄膜帶來熱封、霧度、摩擦系數、電暈處理的影

響。根據這些年的學習和實驗得知，助劑含量控制在2000-6000PPM之間對熱封的影響不大，霧度

主要是助劑種類的影響，選擇了劣質的助劑可能會使薄膜的霧度上升5%(50pm的薄膜)左右；一

般來說開口劑會增大靜摩擦系數，爽滑劑則會減小靜摩擦系數和動摩擦系數，至于原因嘛，我想那

個例子可以說明點什么。

那就先從PP開始吧。各類聚丙烯中，均聚等規PP具有較高的結晶度和良好的性能，在均聚PP

中最具有使用價值。其次無規PP不能結晶，類似于未硫化的橡膠，熔點，硬度和力學性能很低。而

間規PP各項性能介于等規和無規PP之間。均聚PP的缺點是低溫下耐沖擊性能差，脆化溫度高,

溶體強度小，熔限窄，有一定的加工難度。

無規共聚PP。也可以說是丙烯■乙烯共聚物。乙烯的加入降低了均聚PP的結晶度。當乙烯的含

量達30%時已經是完全無定型物了。與均聚PP相比，無規共聚PP的沖擊強度,柔韌性，透明性，

熱封性有明顯提高；脆化溫度下降。

鉗段共聚PP。鉗段共聚PP在聚丙烯支鏈上鉗段共聚乙烯的共聚物。因為PP和PE不相容，所

以PP和PE部分的結晶度幾乎無變化，剛性、抗沖擊性、耐蠕變性會更優良，鉗段共聚PP對脆性

改善極大，可在?10℃以下使用。

接枝共聚PPo接枝共聚PP是均聚叩或無規共聚PP以有機過氧化物為引發劑與甲基丙烯酸

(酯)、丙烯酸酯等單體接枝共聚制得,接枝共聚PP具有較大的極性，低溫韌性、抗沖擊強度非

常好。

如圖2所示，在風環上加擋板后，風環內保存的風量更多，薄膜霜線急劇下降。膜泡更加穩

定,霧度下降3%(薄膜50Pm厚)。

做擋板時需要注意：

1、擋板的內徑依薄膜寬度而定，需大于膜泡直徑5CM左右;

2、擋板的材料一定要硬，不易變形影響厚薄均勻度；

3、擋板口面光滑，有圓角，防止出風不均勻。

吹膜配方及工藝筆記67——間規聚丙烯

sPP的加工性

sPP的分子質量分布窄(Mw/Mm=2),分子鏈纏結幾率多，即sPP的鏈纏結分子質量(Me)較等規聚丙

烯(iPP)更小，造成了與iPP不同的結晶行為和流變性能。使得5Pp在通常的設備和條件下，加工難

以進行。

SPP的結晶行為

高間規度的SPP可結晶，但與iPP相比，分子鏈更易纏結，這不僅限制了晶體的生長，而且增

加了無定型部分的包裹，導致sPP結晶速率慢，結晶溫度(Tc)和結晶度低，見表1。

表1:sPP和iPP樣品的熱分析結果

13

mrM.xx結晶度

樣品，TJP

)/%10〃/%

76.55.9315.702.67621

1PP278.05.1713.402.67922

IPP391.19.2515.391.810029

iPT95.15.2041.778.011255

結晶速率慢，會引起SPP制品制備完成后繼續結晶，這樣制品容易變形，從而影響產品外觀質

量和尺寸穩定性；而結晶溫度低，則要求加工過程中降低制品的冷卻溫度，既增加成本，又降低產

率。

加入成核劑或與iPP共混，可提高SPP的結晶速端口結晶溫度。成核劑不但可顯著提高結晶速

率，作為晶種還可降低結晶誘導期，詳見表2。

表2:成核劑對結晶行為的影響

成植制度重分數結晶速率/■一

無成核劑11085.51.17

7528.23.55

2.5X10-11079.2L26

7528.33.53

1%11064.8L54

7528.43.52

sPP與iPP相溶性不好，混合后存在著微相分離。隨著混合物溫度的降低，iPP首先結晶出來形成微

晶，它將加速sPP的結晶,如圖1所示。

SPP的^行為

由于鏈纏結的影響，分子鏈的運動困難，熔融狀態下SPP的流動性差，剪切稀化的程度比iPP

小，這使得sPP需要更多的擠出時間，如圖2、圖3所示。

圖2:sPP和iPP分子質量對流動行為的影響

14

共漫改性

為了改善SPP的加工性,提高SPP的硬度,通常將SPP與iPP等其他的聚烯煌共混.這樣可以

得到性能滿意的各種塑料制品。

經過對SPP與iPP的共混研究，發現摻混iPP后降低了SPP樹脂的間規度,使分子質量分布變

寬,從而縮短了樹脂的固化時間和膜塑的循環時間。sPP/iPP共混物的物性和加工性能見表3。

表3:sPP和iPP共混后的物理性質和加工性

100%iPP

目

1PPiFTiPP共聚，

熔融?度/七375375375375

注*壓力/*35.833.834.719.6

注短時間/,20151210

冷卻時間/830202220

循環時同/■53383733

■

7.48.729.767.8

Ind沖擊強度/MPB

室溫1.81.31.113

-25七1.31.31.20

sPP的加工與性能

sPP可單獨加工，也可與iPP等其他聚烯蛭共混后加工。加工過程一般包括加熱、熔融、熱塑、

淬火及退火等步驟，其中，對熔融態下的制品進行淬火是很重要的一步。將制品與冷卻劑或空氣直

接接觸，使其以大于150℃/min的速率迅速冷卻，這樣，制品只存在單一熔點，透明性好，否則

將會有雙熔點或多熔點出現，透明性也將變差。

但是，淬火后，制品的硬度較差，為了提高硬度，則需要對淬火后的制品退火，即再升溫到一

定溫度（低于熔點）后，維持一段時間，這樣，硬度可顯著提高，但對其透明性影響不大。sPP加工前

需要加入一定量的成核劑、抗氧劑等舔加劑。至于加工方法，則投有特別限制，吹塑可以得到透明

性優異,韌性和硬度好的sPP制品。

15

光/生物雙降解薄膜的降解性能

光敏劑對薄膜光降解過程中分子量的影響

光敏劑含量對薄膜分子量隨光照時間變化的影響見圖lo

■

泉

蕓

??一無光電拓；一■一光?利O.1%：

一▲一光觸刑O.3*3-*-光敏例o.5，；一?一光順加“7/d

結果表明，經過紫外光照射后，薄膜分子量均發生了不同程度的降低，含光敏劑硬脂酸鐵的薄

膜分子量的降低程度明顯高于無光敏劑的。當光敏劑含量由0.1%增加到0.3%時，降解速率增

加；繼續加大光敏劑含量，降解速率反而減小。當光敏劑含量為0.3%時，經80h光照后，薄膜的

黏均分子量已從6萬降低到500伊左右，100h后薄膜已經徹底粉化。當紫外光氧化LDPE膜的數均

分子量(Mn)下降至4000—6000(Mr|>Mn)時，即進入微生物可以分解的脆化期。實驗中也發現，

光降解后的樣品膜確已發生脆化，這說明淀粉/聚乙烯膜在環境中發生光降解后能夠逐漸碎裂成小

碎片，從而更容易進入生物分解期。

對于在塑料中加入光敏劑硬脂酸鐵來促進降解的機理可以認為：Fe的3d軌道電子容易產生電

子轉移。光敏劑吸收紫外光后自身被敏化，生成自由基，對于Fe(st),,其電子轉移結果是在羥酸

基因上生成竣酸自由基，并進一步脫竣，形成烷基自由基。烷基自由基可引發塑料高分子鏈生成大

分子自由基，并在熱氧作用下形成大分子氫過氧化物，繼而在光或熱作用下，主鏈發生斷裂，形成

大分子醛，或轉化為高分子酮，含有竣基的塑料在光氧和熱氧的協同作用下,可以發生NoHishI和

NorrishU型反應，引發并促進高分子鏈進一步光降解，使鏈段分子量降低。

此外,實驗還發現，用四氫蔡溶劑對樣品進行溶解時,除淀粉外還有少量的其他不溶物，這說

明有交聯產物的生成；且光敏劑硬脂酸鐵含量越多，不溶物越少。盡管硬脂酸鐵含量為0.5%和

0.7%時，可降解塑料膜片的分子量下降速率較0.3%時緩慢，但這兩組樣品中的不溶物卻較少；

這說明光敏劑硬脂酸鐵除了具有促進聚合物降解的功能外，還具有抑制聚合物光交聯的功能。

光敏劑對薄膜光降解期間的影響

光氧化評定方法中用斷裂伸長率的下降程度來表示誘導期和脆化期，當斷裂伸長率保留值達初

始值的80%時的暴露時間為誘導期；20%時的暴露時間為脆化期。根據上述定義，得出結果見表

lo

16

表1兆岐劑含st對薄膜光降解期㈣的影晌

光敏劑含量/%洌導期/h脆化期小

O.14076

O.33460

0.52052

0.71540

由表1可知，隨著光敏劑硬脂酸鐵加入量的增加，可降解塑料膜片的誘導期和脆化期均有較大

幅度的減小。表明硬脂酸鐵的加入，對于塑料的降解期間的長短有較大的影響。同時也說明，可以

通過控制光敏劑的加入量，來調整塑料降解期間的長短，從而獲得期望的，或者說是可控的降解塑

料。

抗氧劑含量對薄膜光降解期間的影響

光敏劑硬脂酸鐵的加入量固定為0.3%,添加不同含量的抗氧劑1076,考察抗氧劑含量對薄

膜光降解期間的影響，結果見表2。

表2抗氟劑含■對*膜光降解期間的影晌

抗軻劑含量/%談導期/h脆化期/h

O3460

O.13568

0.33870

0.54071

由表2可知，隨著抗氧劑1076含量的增加，薄膜的誘導期也逐漸延長，即延長了薄膜的使用

期間，這說明抗氧劑的加入對防止薄膜過早發生氧化降解確實起到了一定的作用。另一方面也延長

了薄膜的脆化期，脆化期與誘導期有緊密的聯系,一般說來，誘導期越長，脆化時間亦越長，但抗

氧劑1076的加入并不完全符合這一規律。

在抗氧劑含量較低(如0.1%)時,抗氧劑的加入對薄膜的誘導期的影響不明顯，但卻延長了薄

膜的脆化期，由于脆化期包括誘導期和脆變期兩個部分(脆化期=誘導期+脆變期)，即延長了薄膜的

脆變期，其原因可能是由于抗氧劑的加入可明顯降低光敏劑的活性，當抗氧劑消耗掉后，光敏劑的

活性需逐漸恢復，從而延長了脆變期，也就延長了脆化期。在抗氧劑為較高含量(0.3%,0.5%)時，

抗氧劑的加入使薄膜的誘導期明顯延長，脆化期與較低抗氧劑含量(0.1%)時相比，變化較小，這說

明薄膜的誘導期與抗氧劑的濃度有較大關系，而抗氧劑的濃度對薄膜的脆化期則影響較小。這一結

論，為制備符合人們所需要的時控光降解薄膜提供了一定的依據。

光降解體系中光敏劑含量對薄膜光降解期間的影響

抗案劑1076的加入量固定為0.3%,添加不同含量的光敏劑硬脂酸鐵，考查光敏劑含量對薄膜

光降解期間的影響，結果見表3。

17

表3復合光降解劑中光敏劑含量

對簿展光降解期間的影晌

膜片配方誘導期外庭化期八

光敏劑0.3%，抗氧劑0%3460

光敏劑0.1%,抗復劑0.3%4876

光敏劑0.3%,抗氧劑0.3%3870

光敏劑0.5%,抗氧劑0.3%2271

結果表明，當抗氧劑含量一定時，隨著光敏劑含量的增加，膜片的誘導期不斷下降，而脆化期

變化不大。說明抗氧劑的存在只對薄膜的誘導期有影響，并且隨著光敏劑含量的增加，在光照條件

下，抗氧劑阻礙膜片降解的作用越來越弱，從而使其誘導期不斷下降。如當抗氧劑含量同為0.3%

時，光敏劑的含量分別為0.1%,0.3%和0.5%時，薄膜的誘導期分別為48h,38h和22h,誘導期

隨著光敏劑含量的增加依次遞減。

脆化期變化不大的原因可能是因為光敏劑在有抗氧劑存在的條件下,活性受到很大影響，待抗

氧劑消耗掉后，它的活性恢復得也較慢，因此，并不能出現添加光敏劑越多，脆化期越短的現象，

即脆化期的長短并不與添加光敏劑的量有直接關系，從而出現了誘導期不斷變短，而脆化期卻變化

不大的結果，即光敏劑對脆化期的影響不大。

復合光降解劑體系對薄膜降解過程中化學結構變化的影響

聚乙烯在有氧光降解過程中，氫過氧化物是一個重要的中間產物，它受到紫外光輻照時能使高

分子鏈斷裂，并產生段基峰。(1713cm-l),所以段基峰是光降解過程中的主要產物。圖2是不同光

降解體系的薄膜經光照后的紅外譜圖。

050010001500200025003000

波致JcnT】

圖2薄膜的FTIR表征

可以看出，只含有光敏劑并經光照30h后試樣的紅外譜圖中出現了較大的地基峰(1713cm?l),

說明薄膜發生了較強的光降解。而含有抗氧劑并經光照30h后試樣的紅外譜圖與純聚乙烯的紅外譜

圖相似，基本沒有段基峰的出現，說明抗氧劑的加入延緩了薄膜的光降解性能，從而使聚乙烯在使

用期間內保持穩定。因此，在可光降解聚乙烯薄膜中加入適量的抗氧劑是十分必要的。

不同薄膜的生物降解性能

薄膜表面接種上微生物后，置于28T的培養箱中培養14天后，其表面的微生物生長豐度列于

表4。

18

不同同料薄■表面的?生?生長等Q

微生物生長等級

試樣接種物

無光限光黑30h光黑80h光總100h

直拿0112

混合樹脂

上雜0011

A第0123

光得解蹲腹

土雜0112

直菌2344

生物降解薄麒

土雜1123

直靛2344

光/生物雙降解薄膜

1223

由表4可以看出，無論是單一菌種（黑曲霉），還是復合細菌（土壤雜菌），微生物在4種不同薄膜

表面的生長豐度均隨著光照時間的延長而增加，這是因為隨著光照時間的延長，薄膜的光降解作用

逐漸增強，薄膜的分子量逐漸下降，這就有利于微生物的消化利用，因此，薄膜表面的微生物生長

豐度不斷增加。4種薄膜中，最易被微生物腐蝕的為生物降解薄膜和光/生物雙降解薄膜兩種薄

膜，這是由于這兩種薄膜本身便含有可被微生物作為碳源利用的淀粉，因此，未經紫外光照的薄膜

表面也有微生物生長。而混合樹脂和光降解薄膜不易被微生物腐蝕，這是由于這兩種薄膜本身沒有

微生物易于利用的碳源，微生物的生長受到抑制。但經過紫外光照后，由于PE由高分子量逐漸變為

低分子量，微生物利用的難度也逐漸降低，因此，生長豐度不斷增加。特別是光降解薄膜，由于光

敏劑在光照后期對PE的加速降解作用，使薄膜分子量的下降幅度更大，微生物的生長豐度達到2級

以上。

吹塑工藝對雙峰HDPE薄膜落鏢沖擊性能的影響

由于高密度聚乙烯（HDPE）樹脂的韌性、強度、耐環境應力開裂性能均很好，被廣泛用于生

產薄膜、管材、中空容器、電纜料、片材等。薄膜的落鏢沖擊破損質量是表征樹脂韌性的一項重要

指標，也是HDPE薄膜的一項重要力學性能。隨著薄膜用HDPE密度的增加和熔體流動速率

（MFR）的降低，其相對分了質量分布變窄，用其所制薄膜的落鏢沖擊破損質量隨之增大，反之則

下降。HDPE的性能與其結晶相和非晶相的相對含量有很大關系，在非晶相狀態下所制薄膜具有較

高的落鏢沖擊破損質量。

相對分子質量分布曲線呈雙峰（簡稱雙峰）的HDPE樹脂中，高相對分子質量部分可以保證薄

膜的機械強度，低相對分子質量部分起潤滑作用，可以改善其加工性能。而傳統的薄膜專用HDPE

樹脂的相對分子質量分布曲線呈單峰，因此，雙峰HDPE樹脂具有更好的加工性能。因雙峰HDPE

所具有的特殊性能，用其吹塑薄膜時無法采用普通的工藝條件，所