特殊形狀飲料瓶專用樹脂的開發(fā)與應(yīng)用

王世華，李 瑞，葛騰杰

（中國石油大慶化工研究中心，黑龍江大慶 163714）

特殊形狀飲料瓶專用樹脂的開發(fā)與應(yīng)用

王世華，李 瑞，葛騰杰

（中國石油大慶化工研究中心，黑龍江大慶 163714）

確定了特殊形狀飲料瓶專用樹脂高密度聚乙烯5500 B的物性指標和生產(chǎn)工藝條件，并進行了工業(yè)化生產(chǎn)及標定。結(jié)果表明，5500 B的熔體流動速率為0.60～0.80 g/10 min，密度為0.952～0.958 g/cm3，耐環(huán)境應(yīng)力開裂時間大于20 h；正已烷提取物≤2.0%、干燥失重≤0.15%、灼燒殘渣≤0.2%，符合國家標準要求，產(chǎn)品力學性能和衛(wèi)生性能均達到設(shè)計指標，所制飲料瓶制品滿足用戶的需求。

高密度聚乙烯；特殊形狀；專用樹脂；研制；工業(yè)生產(chǎn)

目前國內(nèi)外還沒有用于生產(chǎn)特殊形狀的飲料瓶專用樹脂，某飲品公司只能使用幾種通用樹脂摻混生產(chǎn)。在生產(chǎn)125 mL特殊形狀“雙耳瓶”、220 mL特殊形狀“葫蘆瓶”等飲料瓶產(chǎn)品時，因為共混原料的質(zhì)量控制不穩(wěn)，產(chǎn)品出現(xiàn)成型率較低、外觀粗糙、壁厚分布不均等問題。為此，大慶化工研究中心根據(jù)該飲品公司要求，組織科研人員、生產(chǎn)技術(shù)人員共同攻關(guān)。研發(fā)出滿足客戶特殊需求的專用樹脂［1］。

1 專用樹脂的開發(fā)

大慶化工研究中心通過分析和借鑒國內(nèi)外的樹脂特性,確定了5500 B產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)指標和生產(chǎn)工藝條件。經(jīng)過多次的助劑配方研究、配方篩選優(yōu)化、聚合工藝研究、生產(chǎn)工藝優(yōu)化、工業(yè)化試生產(chǎn)、加工應(yīng)用試驗等研究,完成了特殊形狀飲料瓶專用樹脂的開發(fā)。產(chǎn)品5500 B各項性能達到設(shè)計指標要求［2～4］。

2 生產(chǎn)過程

2.1 主要原料

乙烯:純度≥99.9%，一氧化碳含量≤3.0 mg/kg，二氧化碳含量≤4.0 mg/kg；

1-丁烯:純度≥97.0%，水含量≤25.0 mg/kg，總硫量≤10.0 mg/kg；

丙烯:純度≥99.0%，水含量≤20.0 mg/kg，總硫量≤10.0 mg/kg；

氫氣:純度≥95.0%，一氧化碳≤5.0 mg/kg，二氧化碳含量≤10.0 mg/kg。

2.2 生產(chǎn)工藝

根據(jù)客戶的要求，結(jié)合大慶石化公司現(xiàn)有高密度聚乙烯生產(chǎn)裝置，確定了生產(chǎn)工藝。聚合釜溫度為85±1℃，初始壓力0.20～0.50 MPa，丁烯進料量為4～5 t/h，丙烯進料量為2～3 t/h，乙烯進料速度控制在50～80 t/h。

依據(jù)特殊形狀飲料瓶產(chǎn)品的使用性能及加工性能，決定應(yīng)用并聯(lián)的生產(chǎn)方式生產(chǎn)5500B。通過提高相對分子質(zhì)量分布，使5500B具有良好的流動性和熔體強度，提高其加工性和制品成型率［5］。生產(chǎn)工藝路線見圖1。

圖1 生產(chǎn)工藝路線

2.3 產(chǎn)品的物性指標及配方

所研發(fā)的專用樹脂5500 B的物性指標見表l。

表1 專用樹脂5500 B物性指標

為提高特殊形狀飲料瓶的加工性能和表面光潔度，該研究進行了助劑配方試驗及助劑配方篩選、優(yōu)化試驗，使5500 B專用樹脂達到食品級要求，瓶體表面光潔無條紋。

2.4 工業(yè)化生產(chǎn)

在大慶石化公司塑料廠高壓聚乙烯裝置生產(chǎn)5300 B時可以連續(xù)切換至專用樹脂5500 B的生產(chǎn)，切換工藝過度平穩(wěn)。生產(chǎn)標定期間裝置運行平穩(wěn)，生產(chǎn)標定期間共產(chǎn)3批5500 B產(chǎn)品，產(chǎn)品各項性能均達到設(shè)計指標要求，專用樹脂5500 B的性能見表2。

2.5 產(chǎn)品加工應(yīng)用實驗

該次加工應(yīng)用實驗時，生產(chǎn)了125 mL、220 mL等多種規(guī)格、不同形狀的飲料瓶。實驗期間設(shè)備運行平穩(wěn)，制品成型率高、壁厚均勻、加工穩(wěn)定、瓶體外觀光滑無條紋；盛裝飲品無異味；瓶體封口性強，不存在假封現(xiàn)象；高溫殺菌后無凸底、冷卻后無癟瓶；產(chǎn)品冷藏24 h后，跌落實驗無破損，耐擠壓性高于特殊形狀飲料瓶制品技術(shù)指標要求。

表2 專用樹脂5500 B的性能

3 結(jié)論

（1）該5500 B產(chǎn)品各項性能指標均達到設(shè)計要求。產(chǎn)品的生產(chǎn)操作參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量控制穩(wěn)定。

（2）采用的并聯(lián)B生產(chǎn)工藝路線，使5500 B產(chǎn)品分子質(zhì)量及其分布較寬，具有良好的流動性和熔體強度。加工性能好，瓶坯有彈性、成型性好、瓶體壁厚均勻、外觀光滑、瓶體易封口、耐擠壓、高空跌落無破損，滿足娃哈哈公司對原料加工性能的要求。

（3）通過助劑配方研究，使5500 B樹脂的衛(wèi)生性能達到國家標準（GB969-1988），盛裝飲品無異味，易于加工，滿足娃哈哈公司對特殊形狀飲料瓶制品的衛(wèi)生性、加工性、使用性要求。

［1］王品，張?zhí)m波，李紹杰.HDPE吹塑專用樹脂5200B的工藝控制［J］.合成樹脂及塑料，2005（4）:42-45.

［2］桂祖桐.聚乙烯樹脂及其應(yīng)用［M］.北京:化學工業(yè)出版社，2000:54-55.

［3］徐偉強，鄭昌仁.聚烯烴分子量及分子量分布對其物理機械性能的影響［J］.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，1992（1）:54-58.

［4］王艷芳，趙麗梅，蘇一凡，等.燕化管式法LDPE裝置薄膜級產(chǎn)品性能及應(yīng)用.合成樹脂及塑料，2004，21（4）:16-20.

［5］邵三多.提高低密度聚乙烯2426H產(chǎn)品質(zhì)量的措施［J］.煉油與化工，2015，26（6）:30-32.

Development and application of special resin used for special-shape beverage bottles

Wang Shihua，Li Rui，Ge Tengjie
（PetroChina Daqing Chemical Research Center，Daqing 163714，China）

The physical indexes and production process conditions of HDPE 5500 B specially used for special-shape beverage bottles was determined，and commercial production and test run was made.The result showed that，the melt flow rate of 5500 B is 0.60～0.80 g/10min，density is 0.952～0.958 g/cm3，environmental stress crack resistance is 20 h，n-hexane extract is≤2.0%，loss on drying is≤0.15%、ignition residue is≤0.2%，which meet the requirement of national standards，the mechanical property and hygiene property reaches design value，the beverage bottle product meets the requirement of end-users.

HDPE；special-shape；special resin；development；commercial production

TQ324

A

1671-4962（2017）02-0017-02

2017-01-16

王世華，女，工程師，1989年畢業(yè)于遼陽石油化工專科學校高分子材料專業(yè)，現(xiàn)從事樹脂研發(fā)工作。