食品包装材料：流延、吹膜生产中常见问题分析解决

共济吹膜、流延膜

生产中常见问题分析解决

(1)晶点

①溶体压力小，剪切力小，塑化不良。可适当增加过滤网层数和目数。

②停机后再开机，易产生晶点，生产不同品种流延膜转换时生产。如CPP与CPE生产相互转化时。

对此，噱杆、模头必须彻底清洗干净。

③树脂有异物混入，水含量高等。必须清洁生产，保存好原料。

④树脂本身质量差,调换。

(2)析出物斑点

①原材料。原料选用要适当，添加剂太多时，添加剂耐温低时，易产生白斑。如添加剂太少，爽滑

性、开口性太差。

②挤出温度高,添加剂易于析出，挤塑温度TS低于250℃。

③清洁馄压力太大，易把其纹路压上薄膜；如压力太小，析出的添加剂不能被慢慢均匀地带走，积

在冷却辑上被带上薄膜。

④真空箱抽取烟雾能力差，易出现白斑C

⑤在使用相同原料时,薄膜越厚，添加剂析出量越多。生产厚膜时应改变原料或减少添加剂加入

量。

(3)爽滑性差

①挤出温度过高，添加剂分解。

②原材料本身结晶度低，如一些共聚物

③冷却辑温度太高

④气隙偏大。

(4)表面粗糙、光泽不良

①挤出机温度太低，塑化不良。

②模头间隙太小，溶体破裂。

③冷却轻温度太低

挤出机混炼不足，要降低牵引速度，增加挤压温度和螺杆转速。

(5)横向厚度不均匀

①模唇间隙调整不当，需重新调整。

②模头横向温度分布不均匀，检查加热器。

③模腔中有杂物，从而引起物流紊乱，出料不均。

④气刀包流不均匀。检查气刀气流是否稳定，气流是否平衡。

⑤回收料加入过多或加入不均匀。一般加入量为15%-20%,并要均匀加入。

(6)透明度差

①挤出温度低，塑化、混炼差。

1

②冷却辐温度太高，薄膜结晶度太大。

③缩短母隙，加快冷却。

④冷却辘表面不清洁，应加以清洗。

(7)膜有条纹

如果是人字形纹，原因有：

①气刀压力太高。

②急冷辑冷却不均匀，需清除内部水垢C

如果是直条纹，原因有：

①模唇有损伤，需修补。

②模口有杂物，需用铜刀清除。

③假面有伤痕。

(8)擦伤

①稳定板，导轻不转动。

②提上有伤痕，注意检查修理。

③薄膜与电极，与测厚头相碰

一、吹膜生产工艺

1.1概述

吹膜上次工艺，吹塑薄膜是将塑料在挤出机中熔融塑化，通过环形模头挤成膜管，由压缩空气

将其吹胀冷却定型后制成的薄膜。

吹塑薄膜是最重要、应用最广的薄膜产品加工方法。与其他方法相比，吹塑薄膜具有如下优

八占、、•.

设备相对简单，投资少，生产快薄膜在两个方向均有拉伸,机械强度较高废料少，成本低，原

料利用率高门幅宽，焊缝少主要确定有：薄膜厚薄均匀度差，生产线速度低，产量不高。

根据成型工艺，吹膜可分为平挤上吹法、平挤平吹法和平挤下吹法三种。对于复合软包装基材

所采用的均为LDPE的上吹工艺。其优点为：

膜泡形状稳定，牵引稳定，占地面积小，操作方便，可生产折径大，厚度大的薄膜。

二、吹膜设备

2.1、挤出机

挤出系统主要部分是螺杆和机筒，还包括上料和过滤网等。

LDPE/LLDPE吹膜螺杆特点为：

①螺杆直径一般45-150mm,生产量可达50-750kg/h,与吹膜宽度关系见下表

2

螺杆直径，mm吹膜折径，mm

45100-700

65400-1100

90700-1400

120约2500

150约3500

②螺杆长径比为24:1-30:1.

③沟槽进料或平滑进料段，混合段双牙螺纹压缩段较长，压缩为1.8:1—2.5:1。

双牙螺杆与单牙螺杆相比，有以下优缺点。

优点：可降低树脂温度,提高挤出量，减少温度的波动。

缺点：清洗困难，对温度设定敏感，价格较高。

机筒一般有3・6个加热单元，每个单元各有一个冷却风机，便于准确地控制机筒温度。机筒进料处

有冷却装置，防止进料处原料受热结块°

多孑版及过滤网作用是增加阻力，使料流变成直线前进，过滤杂质，使制品密实。滤网一般采用

80/100/80目的机构。

22模头

吹膜挤出的模头一般采用直角型螺旋机头，这类机头易于保证口膜唇部各点的均匀流动而薄膜

厚度波动减少。

模头直径通常在150・700mm之间。

・

模头缝隙LDPE一般为0.7L2mm,LLDPE一般为2.5-3.0mmo

2.3.风环及冷却装置

风环是冷却膜泡的装置，风环的冷却对生产至关重要。在通常情况下，比挤出量是每25mm模

头周长，每小时挤出4・7kg。使用气泡内冷却系统，比挤出量可提高到7-9kg。使用冷冻风及双层风

环，比挤出量可达9kg以上。

一般风环与口膜距离为30-100mm,风环内径为机头直径的1.5・3倍。出风口缝隙宽l・4mm。

压缩空包由多路进入并有挡板缓冲。

双风口负压风环可提高冷却效率，泡容稳定。其下风口吹出的角度较小，风速较低，作用是使

泡管在负压区产生膨胀，增加传热面积,其上风口风速较快，吹出角较大，使下风口气流变成湍流

以提高冷却效率。

为了提高冷却效率，仅有风环是不够的，还需采用内冷却系统，采用冷冻风内外冷却等。

2.4、人字板

人字板是稳定泡管形状,使其逐渐压扁导入牵引辑的装置,夹角可调节，一般小于50。。人字

板还有冷却作用，采用导馄形式较好，既减少划丝，又可通过冷却水提高冷却效率。

3

25牵引装置

牵引装置由一对馄筒组成，一根钢棍表面镀铭抛光，另一根馄表面覆以橡胶，两馄压力可调

节，以适应厚薄不同的制品。牵引馄间的接触应与人字板中心和机头中心对准，否则会造成薄膜至

牵引混距离不等引起皱褶现象。

2.6、EPC装置

一般采用气压检测方式，用油缸推动导向架，使薄膜保持固定位置，纠正跑偏，保证了切刀位

置固定，收卷整齐。

2.7、电晕处理装置

高压、高频放电，是薄膜表面张力达38mN/m以上，保证复合牢度。放电极与导轻间隙为0.5-

1mm之间。

2.8、收卷装置

薄膜的收卷方式有中心卷取、表面卷取、中心助力卷取等。一般收卷系统由双工位自动或手动

翻转接膜的两个卷取架组成。

表面卷取是电动机将动力传至表面驱动馄，驱动馄与卷取辑相接触,依靠两者之间的摩擦力带

动卷取辑,将薄膜卷上，其卷绕速度取决于表面驱动辑的线速度，不受卷绕轻直径变化的影响。其

卷取张力取决于表面驱动幅和卷绕森之间的摩擦力，表面卷取结构简单，并可卷取厚膜、宽膜。

中心卷取是驱动电机直接将力和速度传给卷绕混。这种装置可卷取各种厚度薄膜，由于卷径不

断加大，为保持卷绕张力不变，均有锥度设定。

收卷前切边方式有无废边剖开和有废边切除两种方式。

很多人都在问雾度雾度雾度怎么降低，相信前面我已经讲了很多了，现在在说说配方上的事

吧。

LLDPE55%

LDPE15%

m-LLDPE20%

POE10%

开口剂

注意：主料尽量不要选含有助剂，熔融指数和密度的选择也很重要的，m-LLDPE有一定的

支链,雾度相对LLDPE低，强度相对高。只是材料会较软。除了雾度低,它的热封性能非常好，适

用于告诉自动包装机生产

一个乳白袋配方，要求是吹膜生产，刨边成片膜。袋型是三边封袋，封口方式为熔切，强度大

于18N.

产品难度：1、孚启膜易出现晶点影响印刷；2、封口强度要求非常高。经过N次试验得出以下配方

4

电量层MI

LLDPE50%2

m-LLDPE30%0.5

LDPE20%2

爽滑剂lOOOppm

芯层

m-LLDPE30%1

LDPE55%0.5

色母料15%

热封层

LLDPE60%2

m-LLDPE20%1.5

LDPE20%2

爽滑剂1000PPM

透明度小于38%,热封强度合格，走机顺畅，就是晶点有点多。

各类PE的基本性能

一、LLDPE薄膜

1、LLDPE熔点比LDPE高10-20。。密度在0.92-0.93,溶体年度高，加工较困难。

2、LLDPE物理机械性能明显高于LDPE,其柔软性、韧性、耐寒性、耐针剌性均优于LDPE。

3、LLDPE耐环境应力裂性极佳。

4、热封性能好，只要达到最低的起封温度就具有良好的热封强度,抗封口污染性也较强。

LLOPEW月莫,性育旨

•性自旨缴值

寸立申涯虔，M尸a25.5

伸长率，%BOO

石更虔,召B氏56

撕裂强度,N/M980

维卡软住点,P107

脆住5昱虔「七:f-

二、LDPE薄膜

1、密度较低在0.915・0.925之间。

5

2、透明性好，有一定的光泽度。

3、机械强度较低，良好的柔软性，延伸率高，表面硬度低。

4、耐温性优良，有良好的耐冲击性。

5、吸水率低，阻水防潮性极差，但透气性强，保香性差。

6、耐热性差，软化温度84左右。C。

7、电性能好，耐电压达20℃,4mV/pm0电阻率高，极性小，介电损耗少。

LDPE薄膜性能

性能数值

拉伸强度,TD/MD,Mpa19/20

伸长率，TD/MD,%380/560

撕裂强度,TD/MD,%1C5O/BSD

三、MDPE薄膜

1、密度在0.926・0.940之间，比LDPE略高，结晶度比LDPE高。

2、机械强度、刚性、耐热性、耐环境应力开裂性、耐化学性、阻隔性比LDPE薄膜均有所提高。

HDPE薄膜

1、HDPE的密度较高，达0.941-0.965。

2、由于结晶度高透明度最差

3、HDPE具有很高的强度，冲击强度高,刚性好。

4、耐温性高，耐寒性好，可在100℃和-80°（:下使用。

MDPE薄月莫,性自旨

十生育包数值

拉4申强1度，MPa8.4-24.6

伸长率，%50-1000

3^匚1；中>j/m27-8^4

石更虔,召B氏50—60

吸水率〉%।70.C上

四、MPE薄膜

1、茂金属PE是指采用过度金属与环状不颈口结构的茂环组成的配位有机金属络合物催化剂聚合物

而成的聚合物。

2、具有优良的光泽度和低雾度，树脂清洁度高，晶点少。

3、分子规整性好，因而结晶度高、强度高、韧性好、刚性好。（用此料改善过袋子易破问题）

4、热封性能优异，起封温度低，热封强度高，抗封口污染性好，有些MPE可达到EVA的低温热封

性能。

6

M尸E性育后,以口刘仁54。。名为1列

十生育总

岳、＞g/om~

MI,Omln.±

惇虐AIm50

落瞭;中击强皮，J/mA85

头F束ll耳虽J三>J/m10.2

撕装强度，N/cm

级向G.3

楔向7.7

《申月艮,Mpa

纵向工工67

槎向工工46

拉d申隹斤黑强度,Mpa

纵向5536

梯向5308

伸长手>%

纨向635

楔向6GN

N%>正切害"育旨量》Mpa

纵向工7.6

横向20

光泛虔,20077

善度，%Jf

吹膜工艺

(1)挤出机及模头温度控制

①驼峰式温控。温度设定：150℃、160℃、175℃、175℃,165℃O

②直线式控制。各段温度均设定在170T8CTC之间。

如果温度过高，薄膜发脆，纵向拉伸强度下降，横向有周期性波动；过低则挤出困难。

(2)吹胀比(a)与牵引比(b)

吹胀比是膜泡直径与模口直径之比，反映了膜泡被吹胀的程度。吹胀比一般取1.5-3.

a=D/d=2L/Ti*d

式中D——膜泡直径

d口直径

L一折径

牵引比又叫拉伸比，是薄膜牵引速度与模口挤出速度之比，反映了薄膜被拉伸的倍数。牵引比一般

取3・7

b=V/VO

式中V—牵引速度

7

VO一挤出速度

吹胀比与牵引比的关系为：

8=t/a*b

式中5——厚薄

t一模口间隙

牵引比和吹胀比是吹膜生产中的重要因素。牵引比太大，薄膜易拉断，难以控制厚度。吹胀比

决定了膜的折径，如吹胀比太大，薄膜易出现摆动，厚度也难以控制。

在牵引比不变的情况下，吹胀比增加，横向拉伸强度增加，对纵向拉伸强度影响很小。在吹胀

比不变时，牵引比增加，使纵向拉伸强度增加，横向拉伸强度减少。如下表

吹胀比牵引比纵向,MPa横向，MPa

1.43.914.2812.49

1.63.914.2813.05

2.73.913.9913.95

3.23.914.6615.46

2.99.817.213.1

2.925.622.612.1

2.821.424.689.5

(3)牵引速度

在生产中牵引速度主要受到吹膜机挤出量的影响，牵引速度的估算公式为〃

牵引速度=挤出量/时间*厚度*密度*膜泡周长

即:V=Q/60*8*0.925*2L

公式中丫=牵引速度m/min

6=厚度mm

L=折径mm

Q=挤出量g/h。

(4)泡管冷冻线

冷冻线又叫霜线，是吹膜树脂从粘流态转变为玻璃态时的分阶段。当冷冻线低时，膜泡稳定，厚度

波动少，皱折少。冷冻线高度主要由风环位置和风量来控制，必要时也可用挤出温度和挤出速度来

控制。冷冻线过高、过低会使雾度增大C

(5)电晕处理

控制处理输出功率，使薄膜下卷时表面张力在40・42mN/M为宜。

8

吹膜PE改性

一、提高LDPE薄膜温度的改性

LDPE吹塑膜)的拉伸强度同LDPE的熔融指数,即：平均分子量的大小、密度以及加工条件有

关，对于LDPE而言,随着MI的提高，分子量降低，拉伸强度降低；随着LDPE密度的提高，结晶

度提高,拉伸强度增加；随LDPE吹胀比、牵引比、加工温度的提高而略有提高，但过高的加工温

度引起吹胀膜氧化严重，也会因部分分子的分解而强度降低，因此，选择MI较低，密度较大，吹

胀匕价口牵引比都较为适当，温度也适当的加工参数是保证啪吹胀膜强度的关键。

为了提高IDPE牛奶膜简易包装材料的良好强度,可以在LDPE粒子中，加入一定量的MDPE、

HDI)E粒子，可以提高LDPE吹胀膜的拉伸强度，防止在自动牛奶灌装机上用高度拉伸力的操作而

使薄膜拉断。应当指出的是各类PE之间具有良好的相容性，可以用共混的方法来改善其性能，共混

后吹胀膜的强度是各个共混组分单独成膜的性能用该组分在共混物中的重量百分数的乘积之和，由

于MDPE、HDPE的强度比LDPE高，所以可以用来直接共混以提高LDPE的强度。

虽然聚丙烯的强度高，但是聚丙烯同LDPE的相容性一般，不能完全相容，为此，不能直接使

PP同LDPE直接共混，否则共混物不会出现均相体系,反而性能降低，当PP同LDPE共混时，应使

用含乙烯单体的共聚丙烯相混或用EVA作相容剂。

二、改善吹塑LDPE薄膜滑爽性

由于自动灌装机的广泛使用，代替了以前的大部分手工灌装机，因此在使用的包装材料上要求

包装材料有良好的滑爽性，以适应快速自动灌装机的快速灌装要求，薄膜的滑爽性好，可以在较短

的灌装时间内充分灌装满规定的重量，为了提高薄膜的滑爽性，可以在LDPE粒子中添加润滑剂，

可以作为LDPE润滑剂的有：液体或固体石蜡；硬脂酸及硬脂酸盐；酰胺类物质，如：硬脂酸酰胺

和介酸酰胺等；低分子量的PE蜡等。简易液体包装牛乳膜就是要求有良好的滑爽性的一种包装膜，

添加量一般可以在0.2-0.4%之间，应当指出的是，由于润滑剂的添加薄膜的热封性降低，热封

牢度降低，薄膜的表面印刷性变坏，不易使油墨粘结在表面。一般要求液体包装膜以及粉末状固体

包装的复合膜内层的动静摩擦系数在0.2—0.4之间。

CPP常规配方的成本节降

一般来说CPP基本都用均聚聚丙烯作为主体结构，三元共聚PP提供热封性能。这种材料的耐

低温性和韧性较差；刚性好。如果您的CPP只需要其刚性的话，那么用三元共聚PP来提供热封就

显得有点浪费了。看看下面的实验

却至寸居

三元欠寐PP70%

土力桑PP30%

芯层

立力桑PP1OO%

电皇层

士勺栗PP

9

粒料：

三元共聚PP：C5608;供应商：中石化

均聚PP：T30S；供应商：埃克森美孚

加工条件

热封层温度230-235℃,占比20%

芯层温度235-240℃,占比50%

电晕层温度235-240℃,占比30%（因为芯层和电晕层粒料一样，可以根据机台特性调整层间比,

以获得最大产量。）激冷混水温25℃薄膜厚度：50pm下机熟化后数据

热封

温度130匕135七140七145七150匕155*0

值13.14.38.51518.518.7

值2L64.42814.317819.2

平均值2.44.48.314.718.>罐网隼

拉伸强度

F(N)31323231.7

TDQ(MPa)35363535.3

Z(%)800802820807.3

F(N)45464545.3

MDQ(MPa)55575856.7

E(%)500458475

实验配方

方案：

二元共聚PP等比例替代原配方中的三元共聚PP

二元共聚PP：W531;供应商：日本住友

生产工艺参照原配方，得数据如下

热封

温度130七135七140七145七150七155七

值123.26.814.51819.5

值21.63.5713.818.A18

平均值1.83.356.914.1518.〜造商演

拉伸强度

F<N)32343433.3

TDQ(MPa)35373736.3

W(%)780802790790.7

F<N)48474847.7

MDQ(MPa)58585858.0

N(%)480475468

10

结果

从数据上看用二元共聚PP替代三元共聚PP生产对产品的影响有

1、拉伸强度略有提高，即刚性增强

2、起封温度有所上升，但热封强度几乎无影响

总结

二元共聚PP可以替代三元共聚PP,但需要注意的是一般二元共聚PP粒料不稳定，每批都需要进行

严格把关。如：爽滑度，晶点等。

HDPE对物理性能的影响

HDPE具有熔点高,密度大、物理机械性能高，拉伸强度大等特点,那么HDPE对薄膜物理性

能的影响程度是怎么样的呢？让我们来看看以下的实验。

配方1配方2

靖

LDPE100%LDPE100%

中层中层

LLDPE60%LLDPE50%

LDPE40%LDPE30%

HDPE20%

外层外层

LDPE100%LDPE

生产工艺条件和环境环境条件一致，得出的物理性能数据如下

11

酉己方①酉己方②

摩播系数非与EUs=0.1540.156

Ud=0.1500.149

处/处Us=0.1450.142

Ud=0.1400.138

非诧冈Us=0.1380.140

Ud=0.1350.136

拉伸强度横向F(N)18.0020.00

工(%)900.00900.00

Q(Mpa)31.0035.00

级向F(N)30.0035.00

Q(Mpa)40.0060.00

W(%)580.00一口空就66匚

热封曲线

T-我方①

甑方②

哈都不出

从数据上分析,增加20%的HDPE时给薄膜带来的影响有：

挺度明显提高，耐温性能上升15。（：左右，热封强度有所升高，纵向断裂伸长率下降，若产品为袋

子时具粘结性有明显改善

关于助剂

为了使薄膜达到一定的爽滑效果，我们通常会在薄膜中添加一些开口爽滑剂。

开口剂和爽滑剂的分类如下：

天然硅石和滑石，合成硅石，碳酸钙，瓷土，玻璃和陶瓷颗粒，不相容聚合体，油酸酰胺，基

酸酰胺

添加助剂对很多薄膜来说是必不可少的，为了区分开口剂和爽滑剂，给大家打个比方，把两张

薄膜看做是两块玻璃，开口剂就相当于将玻璃的表面打磨的凹凸不平，这样把玻璃片打开就相对容

易，但是左右移动就会困难很多，而爽滑剂就相当于两块玻璃片之间有水，左右移动就会相对简单

但打开就相对困难多了。相信这样就不难区分开口剂和爽滑剂了吧。

12

添加这些助剂时需要注意，这些助剂都会给薄膜带来热封、雾度、摩擦系数、电晕处理的影

响。根据这些年的学习和实验得知，助剂含量控制在2000-6000PPM之间对热封的影响不大，雾度

主要是助剂种类的影响，选择了劣质的助剂可能会使薄膜的雾度上升5%(50pm的薄膜)左右；一

般来说开口剂会增大静摩擦系数，爽滑剂则会减小静摩擦系数和动摩擦系数，至于原因嘛，我想那

个例子可以说明点什么。

那就先从PP开始吧。各类聚丙烯中，均聚等规PP具有较高的结晶度和良好的性能，在均聚PP

中最具有使用价值。其次无规PP不能结晶，类似于未硫化的橡胶，熔点，硬度和力学性能很低。而

间规PP各项性能介于等规和无规PP之间。均聚PP的缺点是低温下耐冲击性能差，脆化温度高,

溶体强度小，熔限窄，有一定的加工难度。

无规共聚PP。也可以说是丙烯■乙烯共聚物。乙烯的加入降低了均聚PP的结晶度。当乙烯的含

量达30%时已经是完全无定型物了。与均聚PP相比，无规共聚PP的冲击强度,柔韧性，透明性，

热封性有明显提高；脆化温度下降。

钳段共聚PP。钳段共聚PP在聚丙烯支链上钳段共聚乙烯的共聚物。因为PP和PE不相容，所

以PP和PE部分的结晶度几乎无变化，刚性、抗冲击性、耐蠕变性会更优良，钳段共聚PP对脆性

改善极大，可在・10℃以下使用。

接枝共聚PPo接枝共聚PP是均聚叩或无规共聚PP以有机过氧化物为引发剂与甲基丙烯酸

(酯)、丙烯酸酯等单体接枝共聚制得,接枝共聚PP具有较大的极性，低温韧性、抗冲击强度非

常好。

如图2所示，在风环上加挡板后，风环内保存的风量更多，薄膜霜线急剧下降。膜泡更加稳

定,雾度下降3%(薄膜50Pm厚)。

做挡板时需要注意：

1、挡板的内径依薄膜宽度而定，需大于膜泡直径5CM左右;

2、挡板的材料一定要硬，不易变形影响厚薄均匀度；

3、挡板口面光滑，有圆角，防止出风不均匀。

吹膜配方及工艺笔记67——间规聚丙烯

sPP的加工性

sPP的分子质量分布窄(Mw/Mm=2),分子链缠结几率多，即sPP的链缠结分子质量(Me)较等规聚丙

烯(iPP)更小，造成了与iPP不同的结晶行为和流变性能。使得5Pp在通常的设备和条件下，加工难

以进行。

SPP的结晶行为

高间规度的SPP可结晶，但与iPP相比，分子链更易缠结，这不仅限制了晶体的生长，而且增

加了无定型部分的包裹，导致sPP结晶速率慢，结晶温度(Tc)和结晶度低，见表1。

表1:sPP和iPP样品的热分析结果

13

mrM.xx结晶度

样品，TJP

)/%10〃/%

76.55.9315.702.67621

1PP278.05.1713.402.67922

IPP391.19.2515.391.810029

iPT95.15.2041.778.011255

结晶速率慢，会引起SPP制品制备完成后继续结晶，这样制品容易变形，从而影响产品外观质

量和尺寸稳定性；而结晶温度低，则要求加工过程中降低制品的冷却温度，既增加成本，又降低产

率。

加入成核剂或与iPP共混，可提高SPP的结晶速端口结晶温度。成核剂不但可显著提高结晶速

率，作为晶种还可降低结晶诱导期，详见表2。

表2:成核剂对结晶行为的影响

成植制度重分数结晶速率/■一

无成核剂11085.51.17

7528.23.55

2.5X10-11079.2L26

7528.33.53

1%11064.8L54

7528.43.52

sPP与iPP相溶性不好，混合后存在着微相分离。随着混合物温度的降低，iPP首先结晶出来形成微

晶，它将加速sPP的结晶,如图1所示。

SPP的^行为

由于链缠结的影响，分子链的运动困难，熔融状态下SPP的流动性差，剪切稀化的程度比iPP

小，这使得sPP需要更多的挤出时间，如图2、图3所示。

图2:sPP和iPP分子质量对流动行为的影响

14

共漫改性

为了改善SPP的加工性,提高SPP的硬度,通常将SPP与iPP等其他的聚烯煌共混.这样可以

得到性能满意的各种塑料制品。

经过对SPP与iPP的共混研究，发现掺混iPP后降低了SPP树脂的间规度,使分子质量分布变

宽,从而缩短了树脂的固化时间和膜塑的循环时间。sPP/iPP共混物的物性和加工性能见表3。

表3:sPP和iPP共混后的物理性质和加工性

100%iPP

目

1PPiFTiPP共聚，

熔融・度/七375375375375

注*压力/*35.833.834.719.6

注短时间/,20151210

冷却时间/830202220

循环时同/■53383733

■

7.48.729.767.8

Ind冲击强度/MPB

室温1.81.31.113

-25七1.31.31.20

sPP的加工与性能

sPP可单独加工，也可与iPP等其他聚烯蛭共混后加工。加工过程一般包括加热、熔融、热塑、

淬火及退火等步骤，其中，对熔融态下的制品进行淬火是很重要的一步。将制品与冷却剂或空气直

接接触，使其以大于150℃/min的速率迅速冷却，这样，制品只存在单一熔点，透明性好，否则

将会有双熔点或多熔点出现，透明性也将变差。

但是，淬火后，制品的硬度较差，为了提高硬度，则需要对淬火后的制品退火，即再升温到一

定温度（低于熔点）后，维持一段时间，这样，硬度可显著提高，但对其透明性影响不大。sPP加工前

需要加入一定量的成核剂、抗氧剂等舔加剂。至于加工方法，则投有特别限制，吹塑可以得到透明

性优异,韧性和硬度好的sPP制品。

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光/生物双降解薄膜的降解性能

光敏剂对薄膜光降解过程中分子量的影响

光敏剂含量对薄膜分子量随光照时间变化的影响见图lo

■

泉

芸

♦♦一无光电拓；一■一光♦利O.1%：

一▲一光触刑O.3*3-*-光敏例o.5，；一♦一光顺加“7/d

结果表明，经过紫外光照射后，薄膜分子量均发生了不同程度的降低，含光敏剂硬脂酸铁的薄

膜分子量的降低程度明显高于无光敏剂的。当光敏剂含量由0.1%增加到0.3%时，降解速率增

加；继续加大光敏剂含量，降解速率反而减小。当光敏剂含量为0.3%时，经80h光照后，薄膜的

黏均分子量已从6万降低到500伊左右，100h后薄膜已经彻底粉化。当紫外光氧化LDPE膜的数均

分子量(Mn)下降至4000—6000(Mr|>Mn)时，即进入微生物可以分解的脆化期。实验中也发现，

光降解后的样品膜确已发生脆化，这说明淀粉/聚乙烯膜在环境中发生光降解后能够逐渐碎裂成小

碎片，从而更容易进入生物分解期。

对于在塑料中加入光敏剂硬脂酸铁来促进降解的机理可以认为：Fe的3d轨道电子容易产生电

子转移。光敏剂吸收紫外光后自身被敏化，生成自由基，对于Fe(st),,其电子转移结果是在羟酸

基因上生成竣酸自由基，并进一步脱竣，形成烷基自由基。烷基自由基可引发塑料高分子链生成大

分子自由基，并在热氧作用下形成大分子氢过氧化物，继而在光或热作用下，主链发生断裂，形成

大分子醛，或转化为高分子酮，含有竣基的塑料在光氧和热氧的协同作用下,可以发生NoHishI和

NorrishU型反应，引发并促进高分子链进一步光降解，使链段分子量降低。

此外,实验还发现，用四氢蔡溶剂对样品进行溶解时,除淀粉外还有少量的其他不溶物，这说

明有交联产物的生成；且光敏剂硬脂酸铁含量越多，不溶物越少。尽管硬脂酸铁含量为0.5%和

0.7%时，可降解塑料膜片的分子量下降速率较0.3%时缓慢，但这两组样品中的不溶物却较少；

这说明光敏剂硬脂酸铁除了具有促进聚合物降解的功能外，还具有抑制聚合物光交联的功能。

光敏剂对薄膜光降解期间的影响

光氧化评定方法中用断裂伸长率的下降程度来表示诱导期和脆化期，当断裂伸长率保留值达初

始值的80%时的暴露时间为诱导期；20%时的暴露时间为脆化期。根据上述定义，得出结果见表

lo

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表1兆岐剂含st对薄膜光降解期㈣的影晌

光敏剂含量/%洌导期/h脆化期小

O.14076

O.33460

0.52052

0.71540

由表1可知，随着光敏剂硬脂酸铁加入量的增加，可降解塑料膜片的诱导期和脆化期均有较大

幅度的减小。表明硬脂酸铁的加入，对于塑料的降解期间的长短有较大的影响。同时也说明，可以

通过控制光敏剂的加入量，来调整塑料降解期间的长短，从而获得期望的，或者说是可控的降解塑

料。

抗氧剂含量对薄膜光降解期间的影响

光敏剂硬脂酸铁的加入量固定为0.3%,添加不同含量的抗氧剂1076,考察抗氧剂含量对薄

膜光降解期间的影响，结果见表2。

表2抗氟剂含■对*膜光降解期间的影晌

抗轲剂含量/%谈导期/h脆化期/h

O3460

O.13568

0.33870

0.54071

由表2可知，随着抗氧剂1076含量的增加，薄膜的诱导期也逐渐延长，即延长了薄膜的使用

期间，这说明抗氧剂的加入对防止薄膜过早发生氧化降解确实起到了一定的作用。另一方面也延长

了薄膜的脆化期，脆化期与诱导期有紧密的联系,一般说来，诱导期越长，脆化时间亦越长，但抗

氧剂1076的加入并不完全符合这一规律。

在抗氧剂含量较低(如0.1%)时,抗氧剂的加入对薄膜的诱导期的影响不明显，但却延长了薄

膜的脆化期，由于脆化期包括诱导期和脆变期两个部分(脆化期=诱导期+脆变期)，即延长了薄膜的

脆变期，其原因可能是由于抗氧剂的加入可明显降低光敏剂的活性，当抗氧剂消耗掉后，光敏剂的

活性需逐渐恢复，从而延长了脆变期，也就延长了脆化期。在抗氧剂为较高含量(0.3%,0.5%)时，

抗氧剂的加入使薄膜的诱导期明显延长，脆化期与较低抗氧剂含量(0.1%)时相比，变化较小，这说

明薄膜的诱导期与抗氧剂的浓度有较大关系，而抗氧剂的浓度对薄膜的脆化期则影响较小。这一结

论，为制备符合人们所需要的时控光降解薄膜提供了一定的依据。

光降解体系中光敏剂含量对薄膜光降解期间的影响

抗案剂1076的加入量固定为0.3%,添加不同含量的光敏剂硬脂酸铁，考查光敏剂含量对薄膜

光降解期间的影响，结果见表3。

17

表3复合光降解剂中光敏剂含量

对簿展光降解期间的影晌

膜片配方诱导期外庭化期八

光敏剂0.3%，抗氧剂0%3460

光敏剂0.1%,抗复剂0.3%4876

光敏剂0.3%,抗氧剂0.3%3870

光敏剂0.5%,抗氧剂0.3%2271

结果表明，当抗氧剂含量一定时，随着光敏剂含量的增加，膜片的诱导期不断下降，而脆化期

变化不大。说明抗氧剂的存在只对薄膜的诱导期有影响，并且随着光敏剂含量的增加，在光照条件

下，抗氧剂阻碍膜片降解的作用越来越弱，从而使其诱导期不断下降。如当抗氧剂含量同为0.3%

时，光敏剂的含量分别为0.1%,0.3%和0.5%时，薄膜的诱导期分别为48h,38h和22h,诱导期

随着光敏剂含量的增加依次递减。

脆化期变化不大的原因可能是因为光敏剂在有抗氧剂存在的条件下,活性受到很大影响，待抗

氧剂消耗掉后，它的活性恢复得也较慢，因此，并不能出现添加光敏剂越多，脆化期越短的现象，

即脆化期的长短并不与添加光敏剂的量有直接关系，从而出现了诱导期不断变短，而脆化期却变化

不大的结果，即光敏剂对脆化期的影响不大。

复合光降解剂体系对薄膜降解过程中化学结构变化的影响

聚乙烯在有氧光降解过程中，氢过氧化物是一个重要的中间产物，它受到紫外光辐照时能使高

分子链断裂，并产生段基峰。(1713cm-l),所以段基峰是光降解过程中的主要产物。图2是不同光

降解体系的薄膜经光照后的红外谱图。

050010001500200025003000

波致JcnT】

图2薄膜的FTIR表征

可以看出，只含有光敏剂并经光照30h后试样的红外谱图中出现了较大的地基峰(1713cm・l),

说明薄膜发生了较强的光降解。而含有抗氧剂并经光照30h后试样的红外谱图与纯聚乙烯的红外谱

图相似，基本没有段基峰的出现，说明抗氧剂的加入延缓了薄膜的光降解性能，从而使聚乙烯在使

用期间内保持稳定。因此，在可光降解聚乙烯薄膜中加入适量的抗氧剂是十分必要的。

不同薄膜的生物降解性能

薄膜表面接种上微生物后，置于28T的培养箱中培养14天后，其表面的微生物生长丰度列于

表4。

18

不同同料薄■表面的・生•生长等Q

微生物生长等级

试样接种物

无光限光黑30h光黑80h光总100h

直拿0112

混合树脂

上杂0011

A第0123

光得解蹲腹

土杂0112

直菌2344

生物降解薄麒

土杂1123

直靛2344

光/生物双降解薄膜

1223

由表4可以看出，无论是单一菌种（黑曲霉），还是复合细菌（土壤杂菌），微生物在4种不同薄膜

表面的生长丰度均随着光照时间的延长而增加，这是因为随着光照时间的延长，薄膜的光降解作用

逐渐增强，薄膜的分子量逐渐下降，这就有利于微生物的消化利用，因此，薄膜表面的微生物生长

丰度不断增加。4种薄膜中，最易被微生物腐蚀的为生物降解薄膜和光/生物双降解薄膜两种薄

膜，这是由于这两种薄膜本身便含有可被微生物作为碳源利用的淀粉，因此，未经紫外光照的薄膜

表面也有微生物生长。而混合树脂和光降解薄膜不易被微生物腐蚀，这是由于这两种薄膜本身没有

微生物易于利用的碳源，微生物的生长受到抑制。但经过紫外光照后，由于PE由高分子量逐渐变为

低分子量，微生物利用的难度也逐渐降低，因此，生长丰度不断增加。特别是光降解薄膜，由于光

敏剂在光照后期对PE的加速降解作用，使薄膜分子量的下降幅度更大，微生物的生长丰度达到2级

以上。

吹塑工艺对双峰HDPE薄膜落镖冲击性能的影响

由于高密度聚乙烯（HDPE）树脂的韧性、强度、耐环境应力开裂性能均很好，被广泛用于生

产薄膜、管材、中空容器、电缆料、片材等。薄膜的落镖冲击破损质量是表征树脂韧性的一项重要

指标，也是HDPE薄膜的一项重要力学性能。随着薄膜用HDPE密度的增加和熔体流动速率

（MFR）的降低，其相对分了质量分布变窄，用其所制薄膜的落镖冲击破损质量随之增大，反之则

下降。HDPE的性能与其结晶相和非晶相的相对含量有很大关系，在非晶相状态下所制薄膜具有较

高的落镖冲击破损质量。

相对分子质量分布曲线呈双峰（简称双峰）的HDPE树脂中，高相对分子质量部分可以保证薄

膜的机械强度，低相对分子质量部分起润滑作用，可以改善其加工性能。而传统的薄膜专用HDPE

树脂的相对分子质量分布曲线呈单峰，因此，双峰HDPE树脂具有更好的加工性能。因双峰HDPE

所具有的特殊性能，用其吹塑薄膜时无法采用普通的工艺条件，所