陈珊

摘要：聚乙烯产品薄膜雾度是体现质量优劣的其中一项指标，样品在制备过程中存在着很多不稳定因素，这些都对其分析数据造成一定的影响，本论文侧重讨论了状态调节过程时间、温度、湿度对聚乙烯雾度的影响，并得出一系列结论。

关键词：状态调节；雾度；LLDPE

神华包头分公司煤制烯烃项目是以煤为原料，通过煤气化制甲醇、甲醇转化制烯烃、烯烃聚合工艺路线生产聚烯烃的特大型煤化工项目，最关键的核心装置甲醇制烯烃采用中科院大连化物所开发的自主知识产权DMTO（甲醇制低碳烯烃）工艺技术，并在世界上首次实现工业化。其生产的线性低密度聚乙烯，因为结晶度低， 与高密度聚乙烯相比，功具有较好的柔韧性和透明性，在生产和应用领域对其透明性有较高的要求，一般采用雾度和透光率对其光学性能进行试样表征。随着人们审美观念的变化，人们对包装材料表面特征呈现出了多样性要求，表面亚光（消光）包装（具高雾度低光泽） 也开始大受欢迎，并且随着BOPP（双向拉伸聚丙烯）等高光泽高透明包装制品产能的饱和与市场竞争的加剧，开发亚光膜等成为这类薄膜制造企业新的利润增长点和投资热点[1]，因此塑料薄膜雾度的影响因素和机理受到进一步关注。

1状态调节

使样品或试样达到标准状态的温度和湿度而规定的全套操作过程。对高分子材料进行状态调节的理由在于高分子材料原始贮存状态不同则测出的物理、力学及电性能也不同。为了使结果有可比性，因此必须经过状态调节，以使原始状态处于基本一致，这在材料试验中是需要采用的。

2雾度

雾度又称为浊度，它可衡量透明或半透明材料不清晰或混浊的程度，是表征散射的指标。雾度的产生是由于材料内部或外部表面光散射造成的云雾状或混浊的外观。雾度的定义为材料散射光通量与透过材料光通量之比的百分数【2】。

用标准“c”光源的一束平行光垂直照射到透明或半透明薄膜、片材、板材上，由于材料内部和表面造成散射，使部分平行光偏离入射方向大于2.5º；的散射光通量Td与透过材料的光通量T2之比的百分率，即：

3塑料薄膜雾度形成机理

树脂及其体系不同时塑料薄膜雾度形成机理也不同，单一树脂所得薄膜的雾度，自20世纪30年代 PE 成功开发伊始，研究者便注意到某些 PE薄膜的半透光性（雾度特性），ICI公司的 Huck 和 Clegg（研究对象为 LDPE（低密度聚乙烯））首先对此进行研究并提出解释这种现象的假设：雾度现象产生于本体散射和表面散射的共同贡献，而其中本体散射所做贡献可以忽略；引起表面散射的原因为薄膜表面粗糙（ 即表面织态结构决定雾度性能），而造成表面粗糙的因素有2个即薄膜本体表面或接近表面的结晶和挤出过程中的不稳定流动，此后的研究者对其他聚合物薄膜的雾度现象也进行了广泛研究。他们的研究均发现Huck和Clegg 的论断在单一树脂所得薄膜中具有普适性，可以推广，也就是说单一树脂所得薄膜的雾度主要是表面雾度，由本体结晶和挤出过程中不稳流动引发的表面粗糙致使表面散射，而薄膜表面附近本体中的晶粒堆积是导致表面粗糙的主要贡献者[3]。

4实验对象与目的

本论文实验对象为神华包头煤化工分公司所生产的LLDPE DFDA-7042聚乙烯产品（密度0.9180g/m3，熔指1.92g/10min），通过讨论状态调节对雾度的影响，探讨得出状态调节对雾度影响的结论，对日后分析工作的改进有一定的帮助。

5实验部分

5.1实验仪器

Collin吹膜机、EEL57D雾度仪、其他工具（剪刀、尺子，测厚仪）等。实验条件表1所示。

5.2实验测定概述

本次实验采用国际照明协会（CIE）规定的标准“C”光源，测定标准依据GB/T 2410-2008 透明塑料透光率和雾度的测定。

5.3实验步骤

①采样。用塑料桶采集样品足够量。采集过程中为避免样品失真，打开采样口置换数分钟后采集。

②试样。将采集到的同一批样品在上述条件下进行吹膜，薄膜宽度为24.0cm，厚度为0.60mm。薄膜样品用锋利的剪刀裁成50mm×50mm大小，试样平整，干净，无异物。

③样品状态调节。将样品一部分放置于标准状态调节环境（温度23±2℃，湿度50±10%）下，一部分置于室温（温度18-28℃，湿度30-50%）下，进行状态调节。分别设定不同的时间，寻找最佳状态调节时间。

6 實验讨论

6.1状态调节时间对雾度的影响

分别将状态调节时间设定为2h、4h、6h、8h、10h、12h、18h、24h、36h、48h，对比标准状态调节环境与室温下的雾度数据，平行测定5个样品，取平均值。（室温温度为27℃左右，湿度为33%左右）

由上图可以看出：雾度随着状态调节时间的增加而升高。在较短时间内，对雾度影响不是很大，时间越长，聚乙烯内部结晶度越高，雾度越大。

吹塑薄膜样品一般不需要预处理，但是对于科研开发以及产品质量对比试验，则需要在相同的温湿度和时间条件下进行测定，以消除由于制样过程中结晶速度不同产生的光学性能的差异，同一样品在不同预处理时间情况下对雾度的影响不大。样品状态调节时间越长，结晶越充分，雾度越高，透明性越差。室温下雾度值比标准环境下的雾度值略高，故实验应在标准环境下进行。

6.2温度对雾度的影响

改变标准环境下的温度，将温度分别设定为10℃、15℃、20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、35℃、40℃，湿度设定为50%，状态调节时间为2h，平行测定5个样品，取平均值。

由上图得出：随着温度的增大，聚乙烯薄膜内部结晶越小，雾度越小。温度越低，内部分子间隙越小，分子排布越紧密，越容易形成大的晶体结构，也对薄膜的光学性能造成负面影响，即雾度越大。endprint

添加剂中抗静电剂对光学性能的影响很大，目前常用的迁移性非离子表面活性剂，必须迁移到薄膜表面才能起到真正的抗静电作用，温度升高，胺类，脂类和酰胺类等在薄膜表面的聚集都会造成薄膜光泽度下降和雾度升高，所以选择抗静电剂的种类对改善薄膜长期的稳定光学性能具有很重要的意义。

6.3湿度对雾度的影响

改变标准环境下的湿度，将湿度分别设定为10%、20%、30%、40%、45%、50%、55%、60%、65%，温度设定为23℃，状态调节时间为2h，平行测定5个样品，取平均值。

由上图得出：随着湿度的增大，聚乙烯薄膜雾度呈缓慢增大趋势。湿度越大，使雾度增大，这是由于薄膜中亲水性添加剂更容易迁移出来，越容易在薄膜表面聚集水汽。湿度在40%及以下的环境中，湿度对雾度的影响不是很明显。

6.4 实验结论

①通过一系列的实验得出，状态调节对聚乙烯（DFDA-7042）产品的雾度有一定的影响。室温与标准环境下的试样雾度值有差别，故应在标准环境中进行状态调节。为了进一步探讨温度、湿度对雾度的影响，进行了单一变量的实验，通过实验得出，温度、湿度对聚乙烯（DFDA-7042）产品的雾度确实有一定的影响，但是影响不是很大，由于吹膜过程致使试样的厚度有一定的差异，这是不可避免的因素，导致雾度差异也是可以理解的，因其数据波动均在合格产品范围内波动，故可忽略其影响。

②雾度仪的校准在样品测试前显得异常重要，雾度标准片对所处的环境，特别是温度、相对湿度比较敏感，这是由雾度标准片的材质和制造工艺决定的。雾度标准片在研制过程中，采用高分子有机材料作为基质，均匀残杂适量无明显荧光特性的散光剂，经过高温，均匀性试验等严格工作过程制作而成，擦拭或摩擦雾度标准片，容易破坏表面分子结构排列，产生数据偏差【4】。这就造成了当雾度标准片表面起雾时不可擦拭的现状，从而对其校准过程所处的环境条件有一定的约束。

③JJF1303-2011雾度计校准规范中给出的环境参考温度，是一个相对广泛的范围，所以在实际校准过程中，还有不少因素值得注意。

参考文献

[1]陈晓勇，塑料薄膜霧度及其控制的研究进展[J]，化学推进剂与高分子材料，2010（02）-0027

[2]国家标准总局。GB/T 2410-2008 透明塑料透光率和雾度的测定[S]，北京：中国标准出版社，2008

[3]庞海萍，降低LLDPE DFDA7042薄膜雾度的研究[J]，合成树脂及塑料，2002，19（6）：7

[4]全国光学计量技术委员会。JJF1303-2011雾度计校准规范[S]，北京：中国质检出版社，2011endprint