一、前言

　　雙峰聚乙烯是指分子量分布曲線(xiàn)呈現兩個(gè)峰值的聚乙烯樹(shù)脂，與普通聚乙烯相比雙峰聚乙烯同時(shí)具備優(yōu)良的物理機械強度和優(yōu)異的加工性能---其中高分子量部分用以保證其物理機械強度，低分子量部分在樹(shù)脂中起到潤滑作用，用以改善產(chǎn)品加工性。這樣的雙峰聚乙烯在通過(guò)吹塑加工過(guò)程中，不僅加工性?xún)?yōu)于一般單峰分子量分布的聚烯烴，更容易加工，產(chǎn)率高，能耗低；而且由于熔體流動(dòng)擾亂的減少，使產(chǎn)品力學(xué)性能更加穩定。

　　雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品具有極高的機械強度、剛度和良好的加工性能（在高速時(shí)），可以加工成要求沖擊大、振動(dòng)阻力大和機械強度高的充氣管狀薄膜，適合于制作超薄薄膜、購物袋、廢物袋、重負荷的包裝袋、食品和雜物及高檔商品的包裝、保鮮薄膜，所產(chǎn)薄膜具有較強擬紙性和抗張性。國內對此種產(chǎn)品的需求目前主要依賴(lài)進(jìn)口，每年要花費大量的外匯，在這種情況下，開(kāi)發(fā)出市場(chǎng)缺口大、塑料加工業(yè)急需的高強度、高剛度超薄膜聚乙烯樹(shù)脂，占領(lǐng)市場(chǎng)，滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，意義是極其重大的。

　　二、研制過(guò)程

　　我們根據用戶(hù)的需求，對國內市場(chǎng)進(jìn)行了廣泛地調查、走訪(fǎng)，了解到塑料加工行業(yè)對日本高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品具有濃厚的興趣，國內需求量很大。因此，我們組織研究并進(jìn)行試生產(chǎn)，并且對雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品質(zhì)量指標作了多次改進(jìn)，使雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品開(kāi)發(fā)獲得成功。

　　1、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品物性指標

　　對開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品而言，科學(xué)地制定出產(chǎn)品的基礎物性參數是一項十分重要的工作，基礎物性參數制定的是否合理，將直接影響著(zhù)產(chǎn)品的使用性能和技術(shù)水平，也將影響到產(chǎn)品試生產(chǎn)工作能否順利開(kāi)展。對不同用途的聚乙烯產(chǎn)品有不同的性能要求，但最主要的是要滿(mǎn)足下游用戶(hù)或加工行業(yè)制品標準的要求，為此，我們通過(guò)對國外同類(lèi)產(chǎn)品及國內其它類(lèi)型裝置同類(lèi)產(chǎn)品的剖析，并廣泛征求用戶(hù)的意見(jiàn)、結合日本三井油化提供的數據，對產(chǎn)品的性能指標及操作條件重新研究設計了雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂的質(zhì)量指標。

　　2、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品合成工藝的研究

　　我們采取了淤漿法聚合工藝，原料乙烯和共聚單體（丙烯或丁烯-1）在以己烷為溶劑的聚合釜中通過(guò)催化劑作用，發(fā)生聚合反應，生成高密度聚乙烯（簡(jiǎn)稱(chēng)HDPE）產(chǎn)品，而雙峰高強度膜聚乙烯專(zhuān)用樹(shù)脂的基本物理是由三大特性---樹(shù)脂的熔體流動(dòng)速率（MFR）、密度（D）、分子量分布（NNI）所決定，這些物性主要有聚合釜的操作條件來(lái)控制，另外好的助劑配方時(shí)樹(shù)脂在加工過(guò)程和使用過(guò)程中穩定性的基本保證。

　　2.1 生產(chǎn)方式

　　樹(shù)脂的分子量分布是通過(guò)改變兩臺聚合釜的連接方式進(jìn)行控制的。聚合釜有三種連接方式：并聯(lián)A、并聯(lián)B與串聯(lián)方式生產(chǎn)。并聯(lián)A、并聯(lián)B方式生產(chǎn)分子量分布窄和中等寬度的產(chǎn)品，串聯(lián)方式生產(chǎn)分子量分布較寬的產(chǎn)品。因此，雙峰高密度聚乙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)方式為串聯(lián)方式生產(chǎn)。

　　第一聚合釜生產(chǎn)的較高M(jìn)FR的聚乙烯漿液，經(jīng)閃蒸后進(jìn)入第二聚合釜再次加入乙烯和共聚單體，在氫氣濃度的控制下，重新進(jìn)行鏈的增長(cháng)和轉移，生產(chǎn)較低MFR的聚乙烯漿液，然后再次閃蒸，并脫除未反應的氫氣和乙烯，再經(jīng)分離、干燥、填加助劑、造粒、摻混后，才可得到最終產(chǎn)品。

　　2.2 兩聚合釜反應溫度的研究

　　反應溫度是促進(jìn)反應進(jìn)行的動(dòng)力之一，反應溫度的高低對反應速度的快慢起著(zhù)重要的作用，也影響著(zhù)分子鏈增長(cháng)方式，從而就影響分子的結構。雙峰高密度聚乙烯產(chǎn)品絕不是兩種分子量聚乙烯的簡(jiǎn)單摻混，而是由其特殊的分子結構決定的，這種結構的產(chǎn)生與兩釜的反應溫度及兩釜之間的反應溫度梯度有很大關(guān)系，所以確定合理的反應溫度十分重要。根據串聯(lián)生產(chǎn)方式，確定兩釜溫度。

　　2.3 兩釜催化劑濃度的研究

　　聚合釜中催化劑濃度不僅用于控制反應速度的快慢，更主要的是用于調節分子量的大小。催化劑濃度越高，反應速度越快，鏈增長(cháng)過(guò)程中飽合的也越快，分子量也就越小，才可以保證低分子量和高分子量部份所占的比例，從而使產(chǎn)品具有雙峰分布的行為，但這只是其必要條件之一。

　　2.4 兩釜乙烯進(jìn)料比的研究

　　兩釜的乙烯進(jìn)料比是一項非常重要的參數，它是決定高低分子量部份所占比例和分子量分布狀態(tài)的主要參數，對產(chǎn)品的加工性能有很大影響，不僅要設計絕對合理，而且要控制十分穩定。選擇一個(gè)理想的進(jìn)料比是一件比較困難的事情，即要有理論上的分析，又要有實(shí)際的檢驗，結合裝置實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗，經(jīng)過(guò)多組小聚合試驗，才確定出最終的兩釜乙烯進(jìn)料比。

　　2.5 兩釜漿液的熔體流動(dòng)速率（MFR）的研究

　　熔體流動(dòng)速率是分子量大小的間接表征，熔體流動(dòng)速率越大，則分子量越小，熔體流動(dòng)速率越小分子量越大。另外，對于串聯(lián)牌號來(lái)說(shuō)，第一聚合釜熔體流動(dòng)速率的大小對產(chǎn)品分子量分布有較大影響，第二聚合釜熔體流動(dòng)速率大小對產(chǎn)品的強度有較大影響，所以，兩釜漿液熔體流動(dòng)速率選擇是否合理，對決定產(chǎn)品是否具有雙峰特性，有著(zhù)重要意義，是一項十分重要的控制指標。根據產(chǎn)品的不同用途和特征，確定兩釜的熔體流動(dòng)速率(MFR)。

　　三、產(chǎn)品加工評價(jià)

　　使用日本三井RZ-200催化劑試生產(chǎn)的雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂高強度高剛度微薄膜料，經(jīng)幾家塑料加工廠(chǎng)家和日本三井油化進(jìn)行加工應用試驗，試驗結果如下：

　　1、各試驗廠(chǎng)家的實(shí)測結果表明，雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂的物性指標完全達到了設計要求。

　　2、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品具有較高的抗沖擊強度、機械強度和剛度等特點(diǎn)，具有良好的加工性能。用該樹(shù)脂加工出的薄膜，成膜性好，擬紙性強、手感好。在穩定的工藝條件下，其泡型穩定，薄膜表面均勻，具有較好的透明度、抗拉性能和撕裂強度，特別是它的印刷性能和熱封性能優(yōu)良。該產(chǎn)品物性指標超過(guò)國內同類(lèi)產(chǎn)品，達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平。

　　四、結束語(yǔ)

　　雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂，通過(guò)多項指標檢驗和加工試驗，證明雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂牌號是一種性能優(yōu)良的微薄膜樹(shù)脂，完全可以替代進(jìn)口的HDPE7000F樹(shù)脂，同時(shí)在設計生產(chǎn)過(guò)程中，又充分考慮到了國內的生產(chǎn)現狀，因此我們的雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂料更能適合國內設備的加工條件。

　　1、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品在HDPE裝置上，產(chǎn)品的各項性能指標完全達到了設計值。由此說(shuō)明：雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂的三個(gè)基本物性指標：熔體流動(dòng)速率（MFR）、密度（D）、分子量分布（NNI）的設計是準確的，聚合操作條件設計是合理的。

　　2、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品的加工試驗表明，吹出的薄膜，強度高，耐高溫性能好，制品的外觀(guān)、魚(yú)眼等均達到了要求。

　　3、試生產(chǎn)期間在原料質(zhì)量穩定的情況下， 由于使用的RZ200催化劑具有活性高、氫調敏感性好等特點(diǎn)使試生產(chǎn)期間漿液的熔體流動(dòng)速率控制穩定，而且產(chǎn)品顆粒的熔體流動(dòng)速率也控制在指標范圍之內。

　　4、雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品的其它各項質(zhì)量性能指標，如拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率等指標都達到了產(chǎn)品的規定值。

　　5、使用新型催化劑RZ-200成功生產(chǎn)雙峰高強度膜專(zhuān)用樹(shù)脂產(chǎn)品，增加了我廠(chǎng)的塑料品種，拓寬了聚乙烯樹(shù)脂的市場(chǎng)，具有顯著(zhù)的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。