聚烯烴消光膜消光機理研究.pdf

1、聚烯烴消光膜是由聚丙烯及消光專用料(一定比例的兩種或多種不相容的聚烯烴共混物)經(jīng)熔融共擠出、雙軸拉伸后得到的包裝用薄膜，具有高霧度低光澤、薄膜表面反射光柔和類似紙面的特點。其商業(yè)化應(yīng)用較早，但是消光特征產(chǎn)生機理至今卻沒有得到深入的研究。本論文研究了聚烯烴消光膜的配方、消光特性、消光機理和表面織態(tài)結(jié)構(gòu)，并對其消光均勻性控制進行了探索，同時成功實現(xiàn)了聚烯烴消光膜的工業(yè)生產(chǎn)。 研究結(jié)果表明： 1低熔體指數(shù)(MI)、主鏈結(jié)構(gòu)規(guī)整

2、單一的高密度聚乙烯(HDPE)與MI在2-5g／10min的無規(guī)共聚聚丙烯(PP-R)在l／1共混時表面粗糙度最高，消光性能最好，最適合于聚烯烴消光膜生產(chǎn)。 2聚烯烴消光膜消光性能遠優(yōu)異于由單一組分樹脂制得的薄膜，這在薄膜厚度較小時表現(xiàn)得更明顯，當(dāng)單一組分樹脂制得的薄膜厚度變小時，其消光特性完全喪失，而聚烯烴消光膜卻仍然保持著極高的消光性能；聚烯烴消光膜消光特性來源于表面散射和本體散射，其中表面散射對消光性能貢獻最多，在消光層為

3、3μm厚時，本體散射不到總散射的1／8。 3聚烯烴消光膜和單一組分樹脂制得的薄膜的表面散射均由具有大粗糙度的表面織態(tài)結(jié)構(gòu)引起。單一組分樹脂制得的薄膜粗糙的表面產(chǎn)生于近表面薄膜本體中晶粒隆起于表面和擠出過程中熔體彈性變化引起薄膜表面的不規(guī)整性，而聚烯烴消光膜中組分熔體彈性相當(dāng)小且共混造成體系內(nèi)各組分的結(jié)晶度下降，其大粗糙度的表面織態(tài)結(jié)構(gòu)是不相容體系被拉伸時，各組分對拉伸的響應(yīng)不同而造成的。 聚烯烴消光膜兩組分中HDPE和P

4、P模量相差不大，但是通過對HDPE和PP進行非等溫結(jié)晶動力學(xué)發(fā)現(xiàn)，HDPE的結(jié)晶速率遠遠大于PP，當(dāng)體系從熔體冷卻時，HDPE很快結(jié)晶并硬化，而PP則因結(jié)晶速率慢，還處在半熔融粘流態(tài)；選定HDPE和PP時，發(fā)現(xiàn)選用的PP的粘度是比HDPE低，HDPE被包裹在PP內(nèi)，由此聚烯烴消光膜體系實際成為PE相硬、PP相軟的體系，從而在低于組分熔點溫度下拉伸這個體系時，產(chǎn)生粗糙表面。 4消光專用料中樹脂性能、配比對聚烯烴消光表面織態(tài)結(jié)構(gòu)影響

5、相當(dāng)大。HDPE的MI越低和主鏈結(jié)構(gòu)越單一，HDPE與PP共混時對應(yīng)體系表面織態(tài)結(jié)構(gòu)的粗糙程度越大；而PP在主鏈規(guī)整性越差和MI在2-5g/10min時表面織態(tài)結(jié)構(gòu)粗糙程度最大。 均勻、致密呈圓球狀的形貌的表面織態(tài)結(jié)構(gòu)能夠保證消光膜消光性能的均勻性。因為聚烯烴消光膜是HDPE相疇突出于共混體系的表面產(chǎn)生表面織態(tài)結(jié)構(gòu)，表面織態(tài)結(jié)構(gòu)是對本體形貌某種程度的復(fù)制，故可以通過改善HDPE相疇的大小和分散程度來控制和設(shè)計薄膜消光表面織態(tài)結(jié)構(gòu)