洛陽石化薄壁注塑聚丙烯PPH-MN60性能對比研究

張冬元

（中國石化化工銷售有限公司華中分公司，湖北武漢 430000）

薄壁制品是指壁厚小于1 mm或流程與壁厚之比大于或等于150的制品。聚丙烯薄壁注塑專用樹脂廣泛應用于食品、醫藥、化妝品、文具和多媒體包裝等領域，特別是快餐盒等一次性包裝等材料大量使用薄壁注塑聚丙烯。高熔薄壁注塑專用聚丙烯具有熔體流動速率（MFR）高、透明性好、結晶溫度高等特點，在生產過程中可縮短加工周期，降低加工溫度、注射壓力和能耗，具有加工性能好、充模容易及產品翹曲變形小等優點。多年來國內供給不足，進口依賴度較大[1-4]。

高熔薄壁注塑聚丙烯的生產方式有兩種：一是氫調法，二是可控流變法。洛陽石化結合裝置特點和華中區域市場需求，開發了一次性環保薄壁注塑產品PPHMN60，該產品采用新型催化劑，不含塑化劑，具有流動性好、注塑成型快、透明性好等特點，適用于薄壁快速注塑制品。同時，采用氫調法避免了可控流變發生產高熔聚丙烯出現的氣味、發黃、發脆等問題。產品通過中美日韓等國家的環保健康認證，是目前國內市場唯一不含塑化劑的薄壁注塑專用料[5-7]。

1 實驗部分

1.1 實驗原料

1#為洛陽石化PPH-MN60產品，2#和3#為市售高熔薄壁注塑聚丙烯產品。

1.2 主要實驗儀器

注塑機，BT80V-Ⅱ型，博創機械股份有限公司；恒溫恒濕儀，KBF240，德國賓得公司；萬能材料試驗機，INSTRON 5966型，美國INSTRON公司；缺口制樣機，CEAST AN50，CEAST 公司；沖擊試驗機，CEAST 9050，CEAST公司；差示掃描量熱儀（DSC），DSC200F3型，德國耐馳機械儀器有限公司；熔體流動速率儀，MFI-2322，承德金建檢測儀器有限公司；霧度儀，EEL 57D，Diffusion公司；色度儀，LabScan XE，Hunterlab公司。

1.3 樣品制備

將擠出切粒后的樣品在80℃真空烘箱中干燥2 h，然后注射成型樣條。注塑條件：注塑溫度220℃～230℃，模溫45℃，注射壓力90 bar，注射時間2 s，保壓壓力80 bar，保壓時間 25 s，冷卻時間 45 s。

樣條在23℃、相對濕度50%的條件下放置48 h后，進行性能測試。

1.4 性能測試

熔體流動速率依據GB/T 3682-2000標準測定；黃色指數依據GB/T 2409-1980標準測定；霧度依據GB/T 2410-2008標準測試，樣片厚度2 mm；熔融結晶性能依據GB/T 19466.3-2004標準采用DSC測定，升降溫速率20℃/min；氧化誘導時間依據GB/T 19466.6-2009標準采用DSC測定，樣品在氮氣保護下以20℃/min的升降溫速率升溫至200℃，恒溫5 min后切換為氧氣測定；沖擊性能測試標準為GB/T 1043.1-2008；拉伸性能測試標準為GB/T 1040.2-2006，采用橫梁位移法，拉伸速率為50 mm/min；彎曲性能測試標準為GB/T 9341-2008，測試速率為2 mm/min。

2 結果與討論

2.1 基本物理性能

表1 基本物理性能Tab.1 Basic physical properties

熔體流動速率（MFR）是表示聚合物熔體流動性能的一個參數，MFR越大，聚合物的黏度越小，熔體流動性越好，有利于快速注塑。霧度反應了產品的透明性能。產品的基本物理性能（見表1）。可以看出，PPHMN60與市場同類牌號相比，具有更高的熔體流動速率和較低的霧度。說明PPH-MN60產品熔體流動性好，有利于薄壁注塑，注塑制品透明性好。

圖1 熔融結晶曲線Fig.1 Melt crystal curve

表2 熔融結晶性能Tab.2 Melt crystallization properties

2.2 熔融結晶性能

產品的熔融結晶性能（見圖1、表2）。可以看出，3#對比產品熔融溫度和結晶溫度都明顯較低，這與其聚合工藝有關。PPH-MN60與2#產品具有基本相同的熔融結晶性能，較高的結晶溫度有利于縮短注塑成型時間。

2.3 氧化誘導時間

氧化誘導時間（OIT）是評價聚丙烯產品熱氧穩定性能的一個指標，產品的氧化誘導時間曲線（見圖2），進一步計算氧化誘導時間（見表3），可以看出，PPHMN60的氧化誘導時間介于兩個市場對比牌號之間，滿足市場應用需求。

表3 氧化誘導時間Tab.3 Oxidation induction time

2.4 力學性能

產品的力學性能（見表4）。可以看出，PPH-MN60產品的拉伸屈服強度、彎曲強度和彎曲模量明顯高于兩個市場對比牌號，注塑得到的薄壁注塑制品具有更好的挺度和品質。PPH-MN60產品的沖擊強度與2#對比產品接近，3#對比產品沖擊強度略高，這與前面DSC測試結果一致，與其聚合工藝有關，可能是聚合過程中添加了少量的共聚產品。其他力學性能基本相當，滿足市場應用需求。

圖2 氧化誘導時間曲線Fig.2 Oxidation induction time curve

表4 力學性能Tab.4 Mechanical properties

3 結論

通過對比研究洛陽石化薄壁注塑聚丙烯PPHMN60與兩種市場同類牌號產品的各項性能，得出以下結論：

（1）PPH-MN60產品具有較高的熔體流動性和透明性，這對于薄壁注塑制品的注塑成型和制品品質是十分有利的。

（2）PPH-MN60具有相對較高的結晶溫度，有利于縮短注塑成型時間。PPH-MN60的氧化誘導時間介于兩個市場對比牌號之間。

（3）PPH-MN60產品的剛性明顯高于兩個市場對比牌號，注塑得到的薄壁注塑制品具有更好的挺度和品質。其他力學性能基本相當，滿足市場應用需求。