2.2線性低密度聚乙烯(LLDPE)
與HP-LDPE對比,分子結(jié)構(gòu)上的差別表現(xiàn)在:LLDPE是沒有或很少有長支鏈的線性分子,且傳統(tǒng)的膜用LLDPE為窄分子量分布的聚合物。LLDPE短支鏈的鏈長取決于共聚單體的類型,支鏈數(shù)取決于所結(jié)合的共聚單體量。只有與碳原子數(shù)等于或大于4的烯烴共聚才能有效地擾亂鏈狀分子緊密堆砌,從而降低密度成為低密度聚乙烯,同時產(chǎn)生連結(jié)不同晶區(qū)的系帶分子,改進聚合物的韌性和強度。所以膜用LLDPE是乙烯與l-丁烯,l-己烯,l-辛烯或3-甲基戊烯的共聚物。LLDPE結(jié)晶狀態(tài)不僅取決于共聚單體的類型,還取決于共聚單體在聚合物中的分布和在分子鏈中分布的頻率。相同密度的LLDPE 的DSC熔點比相應(yīng)HP-LDPE高l0~l5℃ 。用高倍偏光顯微鏡觀察,LLDPE球晶直徑可達l0~20微米,而HP-LDPE球晶直徑僅2~3微米。
總之,與等當(dāng)HP-LDPE相比,LLDPE顯著提高了拉伸強度,抗撕裂性,抗穿刺性,并具有較好的耐熱和耐寒性能。而在加工性能上,LLDPE對應(yīng)力的敏感性差,即在擠出加工的高剪切應(yīng)力下,熔體粘度高得多,需較大扭矩,較高熔體溫度和模頭壓力,且易發(fā)生熔體破裂;但在膜泡牽伸時不發(fā)生硬化,有很好可牽伸性,牽伸比達25~150。在大拉伸形變下不會高度取向,不產(chǎn)生高度雙向不平衡性。但LLDPE熔體強度差,膜泡冷卻時不耐高速冷風(fēng)沖擊,穩(wěn)定性差,需加強冷卻風(fēng)環(huán)設(shè)計。
LLDPE棚膜料主要與LDPE摻混使用。至今國內(nèi)大棚膜料的品牌有大慶和揚子的、天津石化的9085、中原乙烯的7085以及齊魯石化的QLLP01。具體見表3和表4
表3 國內(nèi)棚膜用LLDPE生產(chǎn)企業(yè)及主要牌號
生產(chǎn)企業(yè) 產(chǎn)能(千噸) 采用技術(shù) 牌號
揚子石化工(全密度) 20.0 美國聯(lián)碳氣相法 7047
中原石化(全密度) 12.0 美國聯(lián)碳氣相法 7085
天津石化(全密度) 12.0 美國聯(lián)碳氣相法 9085
齊魯石油化工 10.0 美國聯(lián)碳氣相法 QLLP01
大慶石化工 6.0 美國聯(lián)碳氣相法 7047
表4 棚膜用LLDPE基礎(chǔ)樹脂主要理化性能的典型值
牌號 9085* QLLP01* 7047* 7042** 7042*** 0209AA***
MFR g/10min 0.894 0.998 0.951 2.12 2.0 1.0
密度 g/cm3 — 0.920 0.921 0.920 0.9178 0.9139
支鏈數(shù) 100C 1.50 1.57 1.45 2.1 2.0 2.1
雙鍵數(shù) C=O/2000 0.70 0.45 0.38 — — —
羰基含量 C=C/2000C 0.0267 0.0285 0.0269 — 0.0326 0.0320
×104
13.453 11.585 11.672 10.53 10.14 12.41
×104
1.713 1.882 1.738 1.44 1.90 2.15
7.852 6.157 6.715 7.30 6.12 5.77
結(jié)晶度 % 68.2 70.0 67.3 71.9 72.7 71.9
催化劑殘留PPM Fe — — — — 4.4 0
Ti — — — 5.18 15.9 5.18
3 棚膜用茂金屬LLDPE
3.1茂金屬催化劑LLDPE概況
茂金屬催化劑是一種夾心結(jié)構(gòu)化合物,通常用B(L1L2)MX2表示[7],其中M為過渡金屬(常為鋯和鈦),M被夾在配體L1和L2中間,L1和L2為環(huán)戊二烯基即茂基、茚基、芴基等,M上還帶有兩個取代基X(通常為Cl原子)。與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑制得的LLDPE產(chǎn)品相比,由茂金屬催化劑制得的LLDPE產(chǎn)品,聚合物的產(chǎn)品性能均勻,分子量分布窄(<2),如圖1所示,力學(xué)性能明顯提高,而且光學(xué)性能優(yōu)異。mLLDPE優(yōu)異的力學(xué)性能使生產(chǎn)更薄的棚膜產(chǎn)品成為可能,減少了樹脂的用量。