高流动薄壁制品用PP的结构与性能分析

高流动薄壁制品用PP的结构与性能分析
吴建;李广全;闫功臣
【摘要】采用凝胶渗透色谱仪(GPC)、偏光显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)、毛细管流变仪研究了高流动薄壁注塑聚丙烯(PP) H9018的结构与性能.结果表明,
和进口料相比,PP H9018的相对分子质量分布较宽,注射压力和热变形温度均较低,但熔体流动速率却超过进口料的,可代替进口料使用.
【期刊名称】《现代塑料加工应用》
【年(卷),期】2014(026)002
【总页数】2页(P38-39)
【关键词】聚丙烯;熔体流动速率;薄壁制品;性能
【作者】吴建;李广全;闫功臣
【作者单位】中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃兰州,730060;
中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心,甘肃兰州,730060;中国石油天然
气股份有限公司华南化工销售分公司,广东广州,510655
【正文语种】中文
薄壁制品是指壁厚小于1mm或流程与壁厚之比大于或等于150的制品。

多年来，进口聚丙烯（PP）占据了国内薄壁容器的原料市场。

为满足国内市场需求，中国
石油兰州石化公司在万吨级PP装置上通过氢调法工艺路线开发了高流动薄壁注塑专用树脂PP H9018（简称H9018），避免了降解法生产高流动PP出现的气味、
泛黄等问题［1］，树脂性能满足薄壁制品需求。

下面研究了H9018与进口料PP JKL－1（简称JKL－1）的结构与性能，采用 H9018注塑0.32mm薄壁食品包装容器并进行市场推广试用。

1 试验部分
1.1 主要原料及仪器设备
PP，H9018，中国石油兰州石化公司；PP，JKL－1，韩国三星集团。

凝胶渗透色谱仪（GPC），GPC 2000，美国 WATERS 公司；DM2500P型偏光显微镜（POM），德国Leica公司；Q2000差示扫描量热仪（DSC）、ARG2型旋转流变仪，美国TA仪器公司。

1.2 性能测试
熔体流动速率（MFR）按 GB／T 3682—2000测试（230 ℃，2.16kg），拉伸性能按GB／T 1040—2006测试；弯曲性能按GB／T 9341—2008测试；冲击强
度按GB／T 1843—2008测试；负荷变形温度按ASTM D648—2007测试；洛
氏硬度按GB／T 33982—2008测试。

2 结果与讨论
2.1 力学性能
表1为2种薄壁注塑专用料的性能对比分析。

表1 H9018与JKL－1性能对比H9018 MFR／［g·（10min）－1］45.1项目
PP JKL－1 52.0洛氏硬度 104 104热变形温度／℃ 126 120弯曲模量／MPa 2 170 2 030拉伸强度／MPa 41.2 39.9断裂伸长率，% 9.3 16.9冲击强度（23℃）／（kJ·m－2）1.81.8
从表1可知，H9018的MFR高于JKL－1的，热变形温度略低于JKL－1的，
H9018其他各项力学性能与JKL－1的相当。

2.2 相对分子质量及其分布
H9018的重均相对分子质量是1.19×105，JKL－1的是1.54×105；H9018的数均相对分子质量是2.2×104，JKL－1的是3.2×104；H9018的相对分子质量分布为5.4，JKL－1的为4.9。

H9018的相对分子质量低于JKL－1的，有利于
H9018保持良好的流动性能；H9018的相对分子质量分布较进口料宽，有助于
H9018保持良好的力学性能和加工性能。

2.3 流变试验
在210℃下，将H9018与JKL－1进行了不同剪切速率流变性能试验，结果见图1。

图1 H9018与JKL－1流变曲线分析▼H9018；◆J KL－1
由图1可知，在相同的剪切速率下，H9018具有较低的表观黏度和剪切应力。

在相同的试验条件下，H9018流动性优于JKL－1的。

2.4 熔融结晶及结晶形态
表2是H9018与JKL－1的DSC数据。

从表2看出，在添加成核剂后，H9018的结晶温度高，有利于减少冷却时间，缩短成型周期，提高生产效率。

H9018结晶半峰宽略高于JKL－1的，反映了
H9018结晶速率略低于JKL－1的。

表2 H9018与JKL－1的DSC分析注：为初始熔融温度，表中为熔融峰值温度，为结晶开始温度为结晶峰值温度为结晶半峰宽。

项目PP JKL－1H9018 ton 150.4 tpm 165.0 166.8 m 148.4 ton c 138.45 140.17 tpc 129.85 131.35 8.82 ton c －t p c 8.60
将试样以30 ℃／min升温到200 ℃，保温5min再以30℃／min降到143℃，记录动态结晶过程和形态结构变化（见图2）。

图2 H9018与JKL－1的偏光显微镜对比（250倍）
由图2可知，H9018与JKL－1的结晶形态无差异。

2.5 市场推广应用
采用H9018注塑0.32mm薄壁食品包装容器在华南市场进行了试用，并与JKL－1进行对比：H9018的注射压力90MPa，JKL－1的是120 MPa；H9018的熔体温度230 ℃，JKL－1的是250℃。

说明H9018的加工温度、注射压力均低于JKL－1的。

3 结论
a）与进口料JKL－1相比，H9018的相对分子质量分布较宽，但其结晶速率和热变形温度略低。

b）H9018性能与JKL－1相当，MFR 高于JKL－1的。

c）H9018加工温度及注射压力均低于JKL－1的。

参考文献
［1］剡军，胡清，秦永宁，等.细旦丙纶专用聚丙烯生产工艺的优化［J］.合成纤维，2005，34（11）：36－39.。