洛阳石化薄壁注塑聚丙烯PPH-MN60性能对比研究

2019-04-22张冬元

石油化工应用 2019年3期

张冬元

（中国石化化工销售有限公司华中分公司，湖北武汉 430000）

薄壁制品是指壁厚小于1 mm或流程与壁厚之比大于或等于150的制品。聚丙烯薄壁注塑专用树脂广泛应用于食品、医药、化妆品、文具和多媒体包装等领域，特别是快餐盒等一次性包装等材料大量使用薄壁注塑聚丙烯。高熔薄壁注塑专用聚丙烯具有熔体流动速率（MFR）高、透明性好、结晶温度高等特点，在生产过程中可缩短加工周期，降低加工温度、注射压力和能耗，具有加工性能好、充模容易及产品翘曲变形小等优点。多年来国内供给不足，进口依赖度较大[1-4]。

高熔薄壁注塑聚丙烯的生产方式有两种：一是氢调法，二是可控流变法。洛阳石化结合装置特点和华中区域市场需求，开发了一次性环保薄壁注塑产品PPHMN60，该产品采用新型催化剂，不含塑化剂，具有流动性好、注塑成型快、透明性好等特点，适用于薄壁快速注塑制品。同时，采用氢调法避免了可控流变发生产高熔聚丙烯出现的气味、发黄、发脆等问题。产品通过中美日韩等国家的环保健康认证，是目前国内市场唯一不含塑化剂的薄壁注塑专用料[5-7]。

1 实验部分

1.1 实验原料

1#为洛阳石化PPH-MN60产品，2#和3#为市售高熔薄壁注塑聚丙烯产品。

1.2 主要实验仪器

注塑机，BT80V-Ⅱ型，博创机械股份有限公司；恒温恒湿仪，KBF240，德国宾得公司；万能材料试验机，INSTRON 5966型，美国INSTRON公司；缺口制样机，CEAST AN50，CEAST 公司；冲击试验机，CEAST 9050，CEAST公司；差示扫描量热仪（DSC），DSC200F3型，德国耐驰机械仪器有限公司；熔体流动速率仪，MFI-2322，承德金建检测仪器有限公司；雾度仪，EEL 57D，Diffusion公司；色度仪，LabScan XE，Hunterlab公司。

1.3 样品制备

将挤出切粒后的样品在80℃真空烘箱中干燥2 h，然后注射成型样条。注塑条件：注塑温度220℃～230℃，模温45℃，注射压力90 bar，注射时间2 s，保压压力80 bar，保压时间 25 s，冷却时间 45 s。

样条在23℃、相对湿度50%的条件下放置48 h后，进行性能测试。

1.4 性能测试

熔体流动速率依据GB/T 3682-2000标准测定；黄色指数依据GB/T 2409-1980标准测定；雾度依据GB/T 2410-2008标准测试，样片厚度2 mm；熔融结晶性能依据GB/T 19466.3-2004标准采用DSC测定，升降温速率20℃/min；氧化诱导时间依据GB/T 19466.6-2009标准采用DSC测定，样品在氮气保护下以20℃/min的升降温速率升温至200℃，恒温5 min后切换为氧气测定；冲击性能测试标准为GB/T 1043.1-2008；拉伸性能测试标准为GB/T 1040.2-2006，采用横梁位移法，拉伸速率为50 mm/min；弯曲性能测试标准为GB/T 9341-2008，测试速率为2 mm/min。

2 结果与讨论

2.1 基本物理性能

表1 基本物理性能Tab.1 Basic physical properties

熔体流动速率（MFR）是表示聚合物熔体流动性能的一个参数，MFR越大，聚合物的黏度越小，熔体流动性越好，有利于快速注塑。雾度反应了产品的透明性能。产品的基本物理性能（见表1）。可以看出，PPHMN60与市场同类牌号相比，具有更高的熔体流动速率和较低的雾度。说明PPH-MN60产品熔体流动性好，有利于薄壁注塑，注塑制品透明性好。

图1 熔融结晶曲线Fig.1 Melt crystal curve

表2 熔融结晶性能Tab.2 Melt crystallization properties

2.2 熔融结晶性能

产品的熔融结晶性能（见图1、表2）。可以看出，3#对比产品熔融温度和结晶温度都明显较低，这与其聚合工艺有关。PPH-MN60与2#产品具有基本相同的熔融结晶性能，较高的结晶温度有利于缩短注塑成型时间。

2.3 氧化诱导时间

氧化诱导时间（OIT）是评价聚丙烯产品热氧稳定性能的一个指标，产品的氧化诱导时间曲线（见图2），进一步计算氧化诱导时间（见表3），可以看出，PPHMN60的氧化诱导时间介于两个市场对比牌号之间，满足市场应用需求。

表3 氧化诱导时间Tab.3 Oxidation induction time

2.4 力学性能

产品的力学性能（见表4）。可以看出，PPH-MN60产品的拉伸屈服强度、弯曲强度和弯曲模量明显高于两个市场对比牌号，注塑得到的薄壁注塑制品具有更好的挺度和品质。PPH-MN60产品的冲击强度与2#对比产品接近，3#对比产品冲击强度略高，这与前面DSC测试结果一致，与其聚合工艺有关，可能是聚合过程中添加了少量的共聚产品。其他力学性能基本相当，满足市场应用需求。