注塑级LDPE热收缩制品专用料的研制.pdf

收稿日期 1999 12 21 作者简介 刘光耀 工程师 1994年毕业于四川大学 获高分子 化学与物理硕士学位 现主要从事高分子材料改性和辐射加工方面 的研究工作 试验研究 注塑级LDPE热收缩制品专用料的研制 刘光耀 陈 亮 李 东 姚 程 张纯忠 朗少春 陈天锡 中国工程物理研究院应用技术研究发展中心 四川绵阳 621900 摘要 以LDPE EVA POE 聚烯烃弹性体 填料等为原料 采用双螺杆挤出机掺混造粒 制备注塑级热收缩制品专用料 研究了 材料配方对注塑级热收缩制品力学性能 纵向收缩率的影响 研究结果表明 材料配方对注塑级热收缩制品纵向收缩率有较大影响 通过选择合适的配方 可以得到具有较小纵向收缩率和较好力学性能的专用料 关键词 注塑级热收缩制品 专用料 低密度聚乙烯 注塑级热收缩制品作为热收缩制品品种之一 可广泛用于电缆 光缆接头和端部的密封保护 1 国内目前无注塑级热收缩制品专用料 都是用电缆 护套料作代用原料 而电缆护套料是LDPE挤出级 材料 注塑时存在较大纵向收缩 表面粗糙 注塑级 热收缩制品受热发生较大纵向收缩 增加了扩张工 艺和使用操作的难度 同时严重影响了制品外观 不 能满足电缆 光缆行业提出的用于接续和封端的热 收缩制品应纵向收缩小和收缩前后表面光洁 平整 的要求 注塑级热收缩制品在注塑过程中 由于注 射压力的作用 分子发生较大取向 再次受热时 取 向分子链段发生解取向 导致纵向收缩的产生 分 子取向的程度除了与注射压力有关外 主要取决于 材料自身性质 在同样压力下 不同材料所产生的分 子取向差别较大 因此 可通过对材料配方的调节 来控制材料的纵向收缩 得到纵向收缩率低 力学性 能好的材料 满足使用要求 1 实验部分 111 原材料 低密度聚乙烯 LDPE 1I2A 1F2B 燕山石化 公司 EVA 14 2 日本 POE弹性体 美国道化学公司 改性填料CaCO3 西力达超细粉公司 抗氧剂7910 北京化工二厂 112 设备及仪器 SHR 50A型高速混合机 张家港意力达塑料 机械厂 35型双螺杆挤出机 成都晨光化工研究院塑 机所 45吨平板硫化机 上海橡塑机械厂 电子束加速器 10mA 3MeV 日本日新高压公 司 113 实验方法和流程 见图 1 图1 实验流程 2 结果与讨论 211 填料对纵向收缩及力学性能的影响 在注射成型过程中 高分子材料处于粘弹态 与 小分子流体不同 其具有粘性又具有弹性 在一定 外力作用下 高分子熔体将发生两种形变 粘性形变 和弹性形变 粘性形变实质上是整个高分子链的运 动 具有不可逆性 弹性形变是分子链段运动 具有 回复性 注塑制品辐照后再次受热 由分子链段所 现 代 塑 料 加 工 应 用 第12卷第4期 Modern Plastics Processing and Applications 2000年8月 1995 2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 产生的沿外力方向上的弹性形变将产生回复 从而 导致纵向收缩现象 分子链段产生的弹性形变越 大 纵向收缩也就越大 因此 通过降低分子链段的 弹性形变 可以降低材料的纵向收缩 表1列出了 填料对纵向收缩率和力学性能的影响 表1 填料对纵向收缩率和力学性能的影响 填料加入量 纵向收 缩率 拉伸强 度 MPa 断裂伸 长率 0201510500 10 CaCO3181410420 10 改性CaCO3141410440 20 CaCO3161310260 20 改性CaCO3111315300 40 CaCO3151110170 40 改性CaCO3101210240 由表1可看出 随着CaCO3加入量的增加 纵 向收缩率相应降低 当CaCO3加入量达到20 以 上时 纵向收缩率变化趋势逐渐减慢 同时可以看 出CaCO3加入导致材料拉伸强度和断裂伸长率降 低 由表1还可看出 改性CaCO3对纵向收缩率的 影响要大于未改性的CaCO3 同时对材料力学性能 的损害低于未改性的CaCO3 CaCO3填料对材料纵 向收缩率的影响可解释如下 高分子熔体在加工时 具有一定模量 模量越大 高分子链越不容易发生形 变 因此 在同样压力作用下 模量大的熔体产生的 弹性形变化比模量小的熔体产生的弹性形变要小 受热时所产生的纵向收缩也就小 CaCO3填料是一 种刚性填料 加入到高分子材料中 增大了材料熔体 弹性模量 2 使高分子链段不易发生形变或取向 从而降低了材料纵向收缩 CaCO3填料经过表面改 性 增强了其与高分子材料的相容性和界面粘接力 对材料力学性能的损害降低 212 POE弹性体对力学性能的影响 在聚乙烯中加入CaCO3填料后 力学性能 拉 伸强度 断裂伸长率 下降 CaCO3填料的加入尤其 对聚乙烯韧性损害较大 必须加入弹性体改善其柔 韧性 POE弹性体对材料力学性能的影响见表2 由表2可看出 加入POE弹性体后 材料断裂 伸长率明显增加 拉伸强度则有所下降 POE是乙 烯 辛烯的共聚物 与聚乙烯有较好的相容性 且耐 老化性能好 POE弹性体的加入引入了柔性链 提 高了材料韧性 但POE自身拉伸强度低 它的加入 使材料强度有所降低 因此POE加入量不能太多 否则会造材料刚性的下降 表2 POE弹性体对材料力学性能的影响 POE 拉伸强度 MPa断裂伸长率 01315300 41218350 81210420 101110440 213 电子束辐照对材料力学性能的影响 热收缩制品必须经过辐照交联 扩张成型才能 使其具有热收缩性能 交联程度对热收缩性能有较 大影响 一般凝胶含量要在50 以上时制品才具有 较好的热收缩 交联程度过低 收缩不能到位 过 高 则扩张时有可能破裂且材料变脆 电子束辐照 对材料力学性能的影响见表3 表3 电子束辐照对材料力学性能的影响 辐照剂量 kGy凝胶含量 拉伸强度 MPa断裂伸长率 001110440 50441218420 100621310410 150681315400 200701315400 由表3可看出 随着辐照剂量的增加 材料凝胶 含量也相应增加 当辐照剂量增至100kGy以上时 凝胶含量增加趋势减慢 由于交联的产生 使分子 间产生新的化学键 对分子运动产生阻碍作用 在交 联程度高的情况下 进一步交联变得更加困难 材料 拉伸强度由于分子间化学键的形成而升高 而断裂 伸长率由于分子运动受阻而降低 通过对热收缩材 料进行适当的辐照改性 可以提高材料的拉伸强度 等性能 214 注塑级热收缩材料的有关性能 经过多次实验和筛选 研制出一种能满足注塑 级热收缩制品基本技术要求的专用材料 所得制品 的纵向收缩率低于10 收缩前后表面光洁 平整 专用料有关性能列于表4 2 现 代 塑 料 加 工 应 用 第12卷第4期 1995 2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 表4 注塑级热收缩制品专用料的有关性能 性能实验结果 拉伸强度 MPa11 热老化 150 168h 后的拉伸强度 MPa 10 断裂伸长率 420 熔体流动速率 g 10min 1 0119 3 结论 采用改性填料 POE弹性体对PE进行改性的 方法制备注塑级热收缩制品专用料 所得专用料经 过注塑 辐照交联 扩张成型可生产出纵向收缩率低 10 力学性能符合使用要求 表面光洁的注塑 级热收缩制品 可用于电缆 光缆的接头和端部保 护 参 考 文 献 1 US 4 875 37011989 2 徐定宇 1 聚合物形态与加工 1 北京 中国石化出版社 19921234 STUDY ON SPECIAL MATERIALS OF INJECTION HEAT SHRINKABLE ARTICLES Liu Guangyao Chen Liang Li Dong Yao Chen Zhang Chunzhong Chen Tianxi Research and Development Center of Application Technology CAEP ABSTRACT The specific materials made from LDPE EVA POE filler and used for injection heat shrinkable articles were prepared with aid of twin screw extruder The material formula on mechanicalproperties and longitudinal shrinkage rate of injection heat shrinkable articles were studied The results showed that the effects of materi2 als formula on the longitudinal shrinkage rate was serious The special materials with low longitudinal shrinkage rate and good mechanical properties could be prepared by selecting suitable formula Keywords injection heat shrinkable article special material longitudinal shrinkage rate 扬子石化将与日本三井化学合作 开发汽车专用料 随着我国汽车工业的迅猛发展 对汽车专用塑料的需求 将大幅度增长 日前 扬子石化公司与日本三井化学公司就 开发汽车专用塑料达成了初步合作意向 三井化学公司在汽车专用塑料生产方面有一定的技术 优势 扬子石化公司可提供高性能的汽车专用PP料 双方 合作开发汽车专用塑料将有广阔的前景 扬子石化PE两项工业技术成果成绩斐然 扬子石化公司塑料厂以科技攻关为先导 不断加大技术 投入 使装置潜能得到充分发挥 其中 专用料7000F的批 产量和不停车连续切换不同牌号的生产工艺两项技术成果 成绩斐然 7000F是一种技术含量和附加值都较高的塑料牌号 生 产难度大 该厂技术人员解决了许多 瓶颈 问题 使7000F 的批产量均保持在5000t以上 超过日本同类装置 3000多 吨 达到国际领先水平 不停车连续切换不同牌号的这一转产新技术是该厂技 术人员多年生产经验的积累和升华 这项技术现正准备向 国家专利局申请专利 扬子石化新推出F680 为适应夏季市场高温外包装材料的需求 扬子石化塑料 厂适时调整产品结构 新推出PP高难度牌号薄膜级专用料 F680 其等规度和熔体流动速率两项关键质量技术指标均达 到了规定要求 PP F680透明度好 强度高 加工性能优越 广泛用于包 装材料 扬子