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乙丙橡胶包装膜的评价

2015-06-09金春玉苑立强孙文秀宮立波王博刘振国

弹性体 2015年5期
关键词:基础油烯烃吉林

金春玉,赵 欣,苑立强,董 颖,孙文秀,宮立波,王博,刘振国,王 刚

(1.中国石油吉林石化公司 研究院,吉林 吉林 132021;2.中国石油吉林石化公司,吉林 吉林 132021;3.中国石油吉林石化公司 炼油厂,吉林 吉林 132022)

乙丙橡胶是需求增长最快的胶种,生产能力占全球合成橡胶总生产能力的10.2%,其产量、生产能力和消费量仅次于丁苯橡胶和聚丁二烯橡胶,位居世界七大合成橡胶品种中的第三位。2012年世界乙丙橡胶总产量约为121万t,其中三元乙丙橡胶占乙丙橡胶总量的85%。美国、西欧、中国和日本分别占世界乙丙橡胶消费量的23%、22%、20%和8%。美国是乙丙橡胶最大的输出国,其次是西欧、日本和韩国。国外市场预测,2020年全球乙丙橡胶需求将达到150万t。中国的乙丙橡胶进口量快速增长,是最大的进口国,进口量接近中国消费量的90%[1]。

乙丙橡胶系以单烯烃乙烯、丙烯共聚成二元乙丙橡胶(EPM);以乙烯、丙烯及少量非共轭双烯为单体共聚而制得三元乙丙橡胶。乙丙橡胶分子主链上,乙烯和丙烯单体呈无规则排列,失去了聚乙烯或聚丙烯结构的规整性,从而成为弹性体。由于三元乙丙橡胶二烯烃位于侧链上,因此三元乙丙橡胶不但可以用硫黄硫化,同时还保持了EPM的各种特性[2]。

国内EPM主要用于生产润滑油黏度指数改进剂,年市场容量在2万t左右,2012年进口量1.331 6万t,2013年进口量为1.708 6万t。吉林石化公司2012年EPM产量为0.715 5万 t,2013年产量为1.052 7万t,2014年产量为0.706 8万t。2015年吉林石化公司乙丙橡胶C线开始投用,计划产量1.2万t。

国内生产的EPM原来的包装内膜是聚乙烯材质,客户溶油时需要把EPM内膜扒掉,否则会有析出物。EPM门尼黏度低,性状黏软,较难扒膜,给客户生产带来很大困难;而国外的EPM包装内膜是溶于基础油的,不会析出,这样就省去了剥离包装膜的过程,省时省力。路博润公司所用的包装膜是在一定温度下可以溶于基础油,并在低温下无析出的。

乙丙橡胶包装膜分为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、低密度聚乙烯(LDPE)及可溶性膜,关于包装膜方面的研发资料很多[3-14],但没有关于乙丙橡胶可溶性包装膜的文献资料。

本文通过对几种包装膜分别与乙丙橡胶J-0010混合进行油溶性实验,考察了包装膜的可溶性。选择一种可溶性包装膜进行定性和定量分析,为开发可溶性包装膜奠定了基础。

1 实验部分

1.1 原料

乙丙橡胶J-0010:工业品,吉林石化公司有机合成厂;乙醇:分析纯,市售;150N润滑油基础油:工业品,市售;国外1#包装膜、国外2#包装膜、J-0010包装膜、1#包装膜:吉林石化公司有机合成厂提供。

1.2 仪器设备

数字控温电热套:98-1-C 型,天津市泰斯特仪器有限公司;数显智能控温磁力搅拌器:SZCL-型,巩义市予华仪器有限责任公司;红外光谱仪:IR-Prestige-21型,日本岛津公司;核磁共振波谱仪:Bruker-700,德国Bruker公司。

1.3 实验方法

(1) 油溶性实验:将乙丙橡胶J-0010和包装膜剪成小块,按配方准确称量。将胶丝或胶粒、包装膜放入烧杯中,加入一定量的150N基础油。加热套升温到120~150 ℃,搅拌转速130 r/min,溶油时间4 h,基础油质量分数为90%,观察橡胶和包装膜溶解情况。

(2) 萃取实验:将包装膜剪成小块,按配方准确称量,用脱脂滤纸包好,称量好乙醇。将待测样品包在脱脂滤纸包内,放入索氏提取器提取管中,提取瓶内加入乙醇。加热套升温到180~200 ℃,加热提取瓶。萃取达到72 h,聚合物进行红外光谱分析和核磁共振碳谱分析。

1.4 分析测试

红外光谱分析参见《SADTLER谱库》;核磁共振碳谱按SH/T 1775—2012进行测试。

2 结果与讨论

2.1 油溶性实验

国内乙丙橡胶J-0010包装膜、国外1#包装膜、国外2#包装膜、1#包装膜分别与J-0010混合后进行油溶性实验,实验产品如图1和图2所示。实验条件:m(乙丙橡胶)/m(包装膜)=125,基础油质量分数为90%,温度为125 ℃,搅拌速度为130 r/min,搅拌时间为4 h。1-Y为国内乙丙橡胶J-0010包装膜;2-Y为国外1#包装膜;3-Y为国外2#包装膜;4-Y为1#包装膜。

图1 包装膜与J-0010混合后的油溶性实验产品对比图

图2 冰箱-20 ℃冷冻24 h产品对比图

从图1和图2可以看出,国内乙丙橡胶包装膜J-0010、国外1#包装膜、国外2#包装膜、1#包装膜与J-0010混合后在基础油中均全部溶解,常温下不透明,冰箱-20 ℃冷冻24 h均无析出。

2.2 包装膜分析

2.2.1 样品制备

选择国外2#包装膜进行72 h萃取实验,萃取后聚合物进行红外光谱分析和核磁共振碳谱分析。

2.2.2 定性和定量分析

国外2#包装膜聚合物红外光谱如图3所示,从图3可以清楚看出,771.53 cm-1处是α-烯烃1特征峰,719.45 cm-1处是α-烯烃2特征峰。

波数/cm-1图3 国外2#包装膜聚合物红外光谱图

国外2#包装膜聚合物的核磁共振碳谱分析结果见图4和表1。

δ图4 国外2#包装膜聚合物核磁共振碳谱图(13C)

表1 包装膜分析结果

从表1和图4可以看出,国外2#包装膜聚合物的组成w(α-烯烃1)为17.4%,w(α-烯烃2)为82.6%,主链结构为:

3 结 论

(1) 国内乙丙橡胶J-0010包装膜、国外1#包装膜、国外2#包装膜、1#包装膜分别与J-0010混合后的油溶性实验显示,这些包装膜油溶性好,冰箱-20 ℃冷冻24 h均无析出。

(2) 通过国外2#包装膜组成分析,确定了包装膜聚合物的组成w(α-烯烃1)为17.4%,w(α-烯烃2)为82.6%。

参 考 文 献:

[1] 焦 玲.我国乙丙橡胶的市场分析及发展建议[J].橡胶科技市场,2007(11) :10-14.

[2] 吴贻珍.乙丙橡胶开发和应用研究进展[J].橡胶工业,2012,59(2):118-127.

[3] 杨燕.包装膜发展现状及新技术综述[J].印刷世界,2005(6):46-47.

[4] 张心亚,傅和青,黄洪,等.改性聚丙烯和聚丙烯包装膜的研究[J].包装工程,2005,27(3):17-19.

[5] 邓庆仪,陈学信,林尚安.新型EPR-g-MAH/PB复合膜的富氧性能[J].中山大学学报,1996,35(5):51-54.

[6] 韩涛,李彩玲.工业包装膜压延加工技术及产品质量分析[J].塑料包装,1998,8(1):35-38.

[7] 张和平.POE树脂改性CPP薄膜的性能研究[J].包装工程,2012,33(19):51-53.

[8] 李刚,曾宪通,叶华,等.母料法制备HDPE/POE/CaCO3薄膜的性能研究[J].塑料工业,2008,36(1):25-28.

[9] 兰黄鲜,谢东梅,弄庆强,等.聚乙烯透气膜专用料的制备[J].塑料科技,2011,39(3):57-60.

[10] Van Loon,Achiel Josephus Maria.Heat-sealable polyolefin blend films:WO,9837139[P].1998-08-27.

[11] Van Loon,Achiel,Josephus Maria,et a1.Heat-sealable polyolefin multilayer films:WO,9837141[P].1998-08-27.

[12] 曾宪通,左建东,庞纯,等.HDPE/ POE/ CaCO3 三元体系薄膜研究[J].塑料包装,2007,35(7):16-18.

[13] 陈斌康.我国BOPP薄膜及专用料的市场与发展[J].石油化工技术与经济,2010,26(5):23-25.

[14] 于国滨,李贵贤,范宗良,等.双向拉伸聚丙烯薄膜原料的生产优化及产品性能[J].石化技术与应用,2009,27(3):256-259.

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