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棚膜专用树脂耐老化性能研究

2020-05-15高伟丽张牙润

化工设计通讯 2020年4期
关键词:耐候老化试验棚膜

高伟丽,张牙润,沈 娜,丁 宽

(玉溪市旭日塑料有限责任公司,云南玉溪 653100)

我国是一个农业大国,农用塑料制品已成为现代农业设施不可缺少的生产资料,已广泛应用于农、林、牧、渔各行业。经过多年的应用,农用大棚膜的推广使用从最早的解决蔬菜问题发展到鲜花种植,瓜果种植及其他高效经济类作物种植。目前,棚膜主要用于设施园艺生产,产品功能由耐老化、流滴、EVA 保温、到转光功能、防尘功能、散光功能,对棚膜的性能要求越来越高。在棚膜生产中,耐老化体系中的抗氧剂、光稳定剂起重要作用,聚乙烯作为农用棚膜生产的主要材料,其对棚膜的强度、耐老化性能等指标也起重要作用[1-2]。

本文对几种常用的聚乙烯树脂进行自然曝晒与紫外加速老化试验,为棚膜生产选用树脂提供参考。

1 实验部分

1.1 主要原料

兰州石化:2426F

兰州石化:9047

埃克森公司:165BW1

埃克森公司:2010HA

1.2 主要设备及仪器

吹膜机组SJ-65-30型:山东莱芜新甫冠龙塑料机械有限公司。

微机控制电子万能试验机CMT2202:美特斯工业系统(中国)有限公司。透光率/雾度测定仪WGT-S:上海申光仪器仪表有限公司。紫外光老化试验箱KW-UV3:东莞市科文试验设备有限公司。

1.3 样品的制备

用吹膜机生产165BW1、2426F、9047、2010HA 的纯树脂膜,及在165BW1、2426F、9047、2010HA 树脂中添加防老化母料生产耐候膜,样品膜(宽度×厚度)2 000×0.08mm。通过户外曝晒试验和实验室紫外加速试验对比其耐老化性。

成型工艺条件:加料段170℃,熔融段190℃,均化段195℃,模头190℃。

1.4 实验方法

户外曝晒试验:将样品膜置于专用曝晒架上进行自然大气曝晒。

紫外加速老化试验:340nm 紫外灯,0.68W/m2辐照强度,60℃黑标温度,辐照4h;50℃黑标温度,50%的湿度,冷凝4h。

2 性能测试与分析

棚膜多采用LDPE、LLDPE、mLLDPE 共混料的方法生产,LDPE 分子链上有长短支链,结晶度较低,具有良好的柔软性,透明性和加工性;LLDPE 是乙烯与少量高级α-烯烃的共聚物,其性能如拉伸强度、抗撕裂强度等比LDPE 有较大的提高,mLLDPE 是茂金属催化剂催化的高性能聚乙烯树脂,具有卓越的抗穿性、拉伸强度等,LLDPE 及mLLDPE 均能为棚膜提供较好的力学性能。棚膜生产应尽量选择分子量高,分子量分布窄的树脂,LLDPE 一般选用低MI(0.3~2.1g/10min)的树脂,数据表明:MI 越低,分子量越高,物理机械性能 越好。

表1 树脂的基本性能

表2 树脂膜初始力学性能

表3 树脂膜自然曝晒及紫外加速老化后纵向断裂伸长率保留率%

由表2、表3可以看出,老化前2010HA(mLDPE)具有较高的拉伸强度,其次为9047(LLDPE),2426F 与165BW1(LDPE)的拉伸强度略低,两者相差不大。在没有耐老化体系的保护下经自然曝晒和紫外加速老化后,2010HA(mLDPE)仍具有较好的耐老化性,165BW1与9047的耐老化性相差不大,最差的为2426F。

由表4、表5可以看出,各树脂样品膜添加防老化母料前后的力学性能变化不大。样品膜在耐老化体系的保护下经自然曝晒和紫外加速老化后,2010HA(mLDPE)仍具有较好的耐老化性,165BW1与9047的耐老化性相差不大,最差的为2426F。

表4 耐候膜初始力学性能表

表5 耐候膜曝晒及紫外加速老化后纵向断裂伸长率保留率#%

3 结论

1)2010HA(mLDPE)具有较好的力学性能,其次为9047(LLDPE),2426F 与165BW1(LDPE)的略低,两者相差不大。

2)无论是在单一树脂原料,还是在有耐老化体系的保护作用下,2010HA(mLDPE)均表现出较好的耐老化性。

3)2010HA(mLDPE)及165BW1(LDPE)可作为棚膜生产主要首选树脂使用,9047也可在棚膜上使用,2426F 不建议在棚膜上使用。

4)树脂本身耐候性差的树脂,在耐老化体系的保护作用下,其耐候性也远比树脂本身耐候性好的树脂差。因此,生产棚膜时,只有选择好的基础树脂与优良的耐老化体系,才能生产出使用寿命长、耐老化性好的棚膜。

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