单向和双向拉伸聚乙烯薄膜的晶体取向表征
2018-08-30任敏巧唐毓婧施红伟高达利张韬毅
任敏巧,唐毓婧,施红伟,高达利,张韬毅
(中国石化 北京化工研究院,北京 100013)
聚合物材料在加工成型中形成的取向状态对材料性能有重要的影响[1-2]。迄今为止,对于聚合物产品取向程度的表征,主要有Hermans,Stein,Wilchinsky等提出的单轴取向方法,以及White和Spruiell提出的双轴取向方法[3]。
双向拉伸聚乙烯(BOPE)薄膜是一种新开发的聚乙烯(PE)薄膜,它采用平膜法双轴取向分步拉伸加工工艺制备而成。双轴取向分步拉伸工艺主要用于双向拉伸聚丙烯、双向拉伸聚酰胺和双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜等的生产,而现有PE树脂由于本身的微观结构使其难以进行双向拉伸成膜。近年来,佛塑科技集团股份有限公司等采用进口茂金属催化剂制备的PE成功生产出了BOPE薄膜[4-5]。中国石油化工股份有限公司通过分子结构设计成功开发出国内首创的工业化BOPE薄膜专用树脂[6-7]。与PE吹膜相比,BOPE薄膜的强度、挺度、透明度及抗穿刺性能得到显著提升,在冰块、速冻食品、海产品、粉体、液体等的包装领域取得重大进展,使包装材料在低温下高透不脆,让生鲜包装在低温下的产品展示成为可能。该技术引领了中国石化PE树脂行业发展,提高了PE产品附加值并拓宽了应用领域。BOPE薄膜是PE在半熔融状态下先后沿着纵向(MD)和横向(TD)拉伸形成的薄膜[8]。伴随着BOPE薄膜的开发,表征薄膜的取向结构变得尤为重要。
本工作对PE流延片分别进行单向拉伸和双向拉伸。利用WAXD和SAXS方法对单向拉伸PE薄膜和BOPE薄膜进行表征,采用X射线衍射反射极图分析了不同薄膜的晶体取向,计算了不同晶面的Hermans取向因子,同时用透射方法得到了薄膜晶体和片晶的取向因子,为研究薄膜的取向与性能之间的关系提供理论支持。……
