树脂分子结构与农膜耐候性的关系Word文件下载.docx
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4# 2F0.4A
5# FB3003
7#2100TN00
0.4
0.3
0.25
燕山石化公司
卡塔尔石化公司
荷兰公司
LLDPE
12# 149M
15# 7042
17# 2045AC
19# PF0118F
20# 0209AA
2
1
南韩公司
天津联化公司
DOW化学公司
NOVA公司
独山子石化
表2 参试树脂理化分析指标
编号
密度/
（g.cm－3）
MFR/
（g.10min－1）
熔点/
℃
支链数/
CH3／100C
分子量
分布
结晶度
/%
微晶尺寸
氧化诱导期/
（min.℃－1）
Mw×
10－4
Mn×
A°
4#
0.9186
0.43
110.94
1.82
16.54
1.65
10
76.69
67.48
60.01
14.7/160
5#
0.9191
0.12
108.92
1.86
19.7
1.79
11.02
76.76
6.7/160
7#
0.9196
0.34
108.32
1.96
14.33
1.43
10.03
75.81
54.04
0.6/180
12#
0.9206
1.78
115.82
1.69
10.68
2.05
5.2
76.31
77.08
67.77
21.1/180
15#
0.9178
2.12
117.50
121.54
1.57
10.34
5.26
75.02
67.49
60.02
49.8/160
17#
0.9195
1.03
116.90
121.06
0.89
11.47
2.17
5.29
75.68
77.09
77.05
60.03
16/180
19#
0.9202
1.04
121.67
1.47
15.13
2.04
7.41
77.49
24/160
20#
0.9139
0.82
122.83
1.34
12.41
2.15
5.77
74.81
4.8/180
表3 农田曝晒试验3～5个月耐候性测试指标
扣棚地点时间
中国农科院试验基地海
淀八家大队
北京蔬菜研究中心基地顺
义县沿河乡种子站
累计扣棚
时间/
月
拉伸强度
保留率/
%（纵/横）
断裂伸长
羰基
指数
羰基指数
5
71.9/78.7
80.8/79.4
3.2149
4
78.3/84.7
73.9/90.2
2.5249
67.5/51.7
134.1/58.9
3.3359
55.9/55.5
104.6/53.4
3.3829
58.3/45.2
82/59.9
4.5165
53.8/46.8
88.3/82.2
0.7973
3.5
78.9/105.4
90.3/107.9
1.8682
43.2/55.6
59.8/54.4
扣3个月2.8263
103.9/117.6
96.9/113.8
0.2760
49/57.9
76.7/107.1
扣3个月1.5213
69.9/58.8
108.1/95.8
2.5612
73.6/73.3
105.9/105.7
扣4个月1.5610
64.6/53.3
106.7/97.9
1.2135
65.2/60.8
100.3/100.9
扣3个月0.9081
36.2/43
51.1/51.4
3.5876
62.1/49.8
102.9/91.3
扣3个月1.0784
判断耐候性优劣的依据采用国际通用指标——断裂伸长保留率和羰基指数。
表3给出了农田应用3～5个月后取样测试拉伸强度保留率、断裂伸长保留率和羰基指数数据。
编号排序优至劣为：
拉伸强度保留率：
457 1719201512
断裂伸长保留率：
475 17=19201512
羰基指数：
475 1719201512
综合判断耐候性优劣的顺序为：
4#≥7#＞5#，即LDPE：
2F0.4A≥2100TN00＞FB3003；
17#＞19#＞20#＞15#＞12#，即LLDPE：
2045AC＞PF0018F＞0209AA＞7042＞149M
对照表2和表3，试分析LDPE2F0.4A和LLDPE2045AC耐候性好的原因。
LDPE2F0.4A和LLDPE2045AC都具备重均分子量和数均分子量较高、分子量分布较小的特点。
特别是，这两个品牌在同类型树脂中的支链数（CH3/100C）又都是最小的。
另外，从氧化诱导期测试数据也显示了在同类树脂中，2F0.4A和2045AC氧化诱导期较长，即在热氧条件下的抗老化性能较好的特点。
在塑料中具有普遍性并得到公认的是分子量高、分子量分布窄，则老化性较好。
那么，支链与聚合物性能关系如何呢?
DOW化学公司有过精粹的阐述：
“聚合物支链是关系到工艺和物理机械性能的重要数据之一。
长支链主要影响熔体流变性和热力学特性。
而机械性能和光热稳定性在很大程度上依赖于短支链的数目”。
支链对高分子聚合物性能影响项目有：
短支链：
结晶度、密度、熔点、蠕变和断裂、气体渗透性；
长支链：
表观粘度、GPC抽提量、在超速离心机中的沉积率、分解系数和衍生数量、光散射强度分布。
参比试验以CH3数表征聚乙烯分子短支链数目。
支化度愈高，表明链结构的弱点愈多，高聚物稳定性愈差。
其原因是叔碳—氢键增多，这些弱键易受到O2的攻击，进一步生成氢过氧化物，按一般机理开始自动氧化反应。
RH→R.+H.
R.+O2→ROO.
ROO.+RH→ROOH+R.
同为重包装级LDPE树脂，2F0.4A比进口原料FB3003和2100TNOO的MFR大，但分子量与MFR并不呈简单的比例关系。
这可能与生产控制过程中的温度、压力、单体结构、单体浓度、引发剂等因素有关，造成分子量、分子量分布和支链数不同，应用效果也出现明显差异。
MFR=1g/10min的LLDPE2045AC和0209AA，实测0209AA的MFR低于2045AC，0209AA的重均分子量也确实高于2045AC，但因2045AC分子量分布窄，支链数极小，农田耐老化寿命比0209AA长1个多月（寿命长25%以上）。
这说明LDPE和LLDPE在作为农膜基础原料时，仅测MFR是不够的，应该增加分子量、分子量分布和支链数等指标，作为选择和监控的技术要求。
1.2 耐候性与树脂分子结构及金属离子含量
1996年两种国产LLDEP树脂农田应用试验表明了薄膜耐候性与树脂分子结构及金属离子含量的关系，见表4和表5。
表4 树脂理化性能指标
品 名
MFR
熔点/℃
支链数
金属离子|
含量/PPM
Fe
Ti
DFDA7042
（齐鲁）
122.6
10.53
1.44
7.30
2.1
71.9
—
5.18
LL103AA（兰化）
0.95
124.08
14.64
1.66
8.80
1.2
72.2
6.54
10.2
表5 农田应用试验结果
拉伸强度/（MPa）
（纵/横）
断裂伸长率/%
破棚时间
/天
断裂伸长保留率/%
拉伸强度保留率/%
羰基含量
c=0/2000c
26.7/28.0
881.5/923.5
＞150
5个月96.7/83.5
5个月80.1/52.5
5个月1.81
LL103AA
36.5/37.4
931.5/969.5
130
4.5个月75.0/69.2
4.5个月32.1/34.2
4.5个月5.02
从农田应用试验结果可清楚地看出，DFDA7042无论是破损时间、拉伸强度保留率和还是断裂伸长率均高于LL103AA，而羰基含量增长情况却低于103AA，说明MFR=2g/10min的7042耐候性好于MFR=1g/10min的LL103AA。
为什么初始强度高、支链数也不大的LL103AA使用寿命短呢?
只能从分子量分布和金属离子含量两个方面寻找答案。
由此可见，LDPE和LLDPE树脂耐候性衡量指标可以归纳为MFR、分子量、分子量分布、支链数、结晶度、金属离子含量和氧化诱导期诸项指标。
此外，农用树脂中若添加了开口剂、爽滑剂等低分子物，对耐候性也会造成负面影响。
2 流滴性与基础树脂分子结构的关系
据悉，内添加型流滴剂作用机理与基础树脂的结晶度密切相关。
流滴剂分布在树脂的非结晶区，并由此向膜表面迁移。
结晶体内不能包容
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