一、前言

　　雙峰聚乙烯是指分子量分布曲線呈現(xiàn)兩個(gè)峰值的聚乙烯樹脂，與普通聚乙烯相比雙峰聚乙烯同時(shí)具備優(yōu)良的物理機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)異的加工性能---其中高分子量部分用以保證其物理機(jī)械強(qiáng)度，低分子量部分在樹脂中起到潤(rùn)滑作用，用以改善產(chǎn)品加工性。這樣的雙峰聚乙烯在通過吹塑加工過程中，不僅加工性優(yōu)于一般單峰分子量分布的聚烯烴，更容易加工，產(chǎn)率高，能耗低；而且由于熔體流動(dòng)擾亂的減少，使產(chǎn)品力學(xué)性能更加穩(wěn)定。

　　雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、剛度和良好的加工性能（在高速時(shí)），可以加工成要求沖擊大、振動(dòng)阻力大和機(jī)械強(qiáng)度高的充氣管狀薄膜，適合于制作超薄薄膜、購物袋、廢物袋、重負(fù)荷的包裝袋、食品和雜物及高檔商品的包裝、保鮮薄膜，所產(chǎn)薄膜具有較強(qiáng)擬紙性和抗張性。國內(nèi)對(duì)此種產(chǎn)品的需求目前主要依賴進(jìn)口，每年要花費(fèi)大量的外匯，在這種情況下，開發(fā)出市場(chǎng)缺口大、塑料加工業(yè)急需的高強(qiáng)度、高剛度超薄膜聚乙烯樹脂，占領(lǐng)市場(chǎng)，滿足用戶的需求，意義是極其重大的。

　　二、研制過程

　　我們根據(jù)用戶的需求，對(duì)國內(nèi)市場(chǎng)進(jìn)行了廣泛地調(diào)查、走訪，了解到塑料加工行業(yè)對(duì)日本高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品具有濃厚的興趣，國內(nèi)需求量很大。因此，我們組織研究并進(jìn)行試生產(chǎn)，并且對(duì)雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)作了多次改進(jìn)，使雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品開發(fā)獲得成功。

　　1、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品物性指標(biāo)

　　對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品而言，科學(xué)地制定出產(chǎn)品的基礎(chǔ)物性參數(shù)是一項(xiàng)十分重要的工作，基礎(chǔ)物性參數(shù)制定的是否合理，將直接影響著產(chǎn)品的使用性能和技術(shù)水平，也將影響到產(chǎn)品試生產(chǎn)工作能否順利開展。對(duì)不同用途的聚乙烯產(chǎn)品有不同的性能要求，但最主要的是要滿足下游用戶或加工行業(yè)制品標(biāo)準(zhǔn)的要求，為此，我們通過對(duì)國外同類產(chǎn)品及國內(nèi)其它類型裝置同類產(chǎn)品的剖析，并廣泛征求用戶的意見、結(jié)合日本三井油化提供的數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品的性能指標(biāo)及操作條件重新研究設(shè)計(jì)了雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂的質(zhì)量指標(biāo)。

　　2、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品合成工藝的研究

　　我們采取了淤漿法聚合工藝，原料乙烯和共聚單體（丙烯或丁烯-1）在以己烷為溶劑的聚合釜中通過催化劑作用，發(fā)生聚合反應(yīng)，生成高密度聚乙烯（簡(jiǎn)稱HDPE）產(chǎn)品，而雙峰高強(qiáng)度膜聚乙烯專用樹脂的基本物理是由三大特性---樹脂的熔體流動(dòng)速率（MFR）、密度（D）、分子量分布（NNI）所決定，這些物性主要有聚合釜的操作條件來控制，另外好的助劑配方時(shí)樹脂在加工過程和使用過程中穩(wěn)定性的基本保證。

　　2.1 生產(chǎn)方式

　　樹脂的分子量分布是通過改變兩臺(tái)聚合釜的連接方式進(jìn)行控制的。聚合釜有三種連接方式：并聯(lián)A、并聯(lián)B與串聯(lián)方式生產(chǎn)。并聯(lián)A、并聯(lián)B方式生產(chǎn)分子量分布窄和中等寬度的產(chǎn)品，串聯(lián)方式生產(chǎn)分子量分布較寬的產(chǎn)品。因此，雙峰高密度聚乙烯樹脂的生產(chǎn)方式為串聯(lián)方式生產(chǎn)。

　　第一聚合釜生產(chǎn)的較高M(jìn)FR的聚乙烯漿液，經(jīng)閃蒸后進(jìn)入第二聚合釜再次加入乙烯和共聚單體，在氫氣濃度的控制下，重新進(jìn)行鏈的增長(zhǎng)和轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)較低MFR的聚乙烯漿液，然后再次閃蒸，并脫除未反應(yīng)的氫氣和乙烯，再經(jīng)分離、干燥、填加助劑、造粒、摻混后，才可得到最終產(chǎn)品。

　　2.2 兩聚合釜反應(yīng)溫度的研究

　　反應(yīng)溫度是促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行的動(dòng)力之一，反應(yīng)溫度的高低對(duì)反應(yīng)速度的快慢起著重要的作用，也影響著分子鏈增長(zhǎng)方式，從而就影響分子的結(jié)構(gòu)。雙峰高密度聚乙烯產(chǎn)品絕不是兩種分子量聚乙烯的簡(jiǎn)單摻混，而是由其特殊的分子結(jié)構(gòu)決定的，這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生與兩釜的反應(yīng)溫度及兩釜之間的反應(yīng)溫度梯度有很大關(guān)系，所以確定合理的反應(yīng)溫度十分重要。根據(jù)串聯(lián)生產(chǎn)方式，確定兩釜溫度。

　　2.3 兩釜催化劑濃度的研究

　　聚合釜中催化劑濃度不僅用于控制反應(yīng)速度的快慢，更主要的是用于調(diào)節(jié)分子量的大小。催化劑濃度越高，反應(yīng)速度越快，鏈增長(zhǎng)過程中飽合的也越快，分子量也就越小，才可以保證低分子量和高分子量部份所占的比例，從而使產(chǎn)品具有雙峰分布的行為，但這只是其必要條件之一。

　　2.4 兩釜乙烯進(jìn)料比的研究

　　兩釜的乙烯進(jìn)料比是一項(xiàng)非常重要的參數(shù)，它是決定高低分子量部份所占比例和分子量分布狀態(tài)的主要參數(shù)，對(duì)產(chǎn)品的加工性能有很大影響，不僅要設(shè)計(jì)絕對(duì)合理，而且要控制十分穩(wěn)定。選擇一個(gè)理想的進(jìn)料比是一件比較困難的事情，即要有理論上的分析，又要有實(shí)際的檢驗(yàn)，結(jié)合裝置實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過多組小聚合試驗(yàn)，才確定出最終的兩釜乙烯進(jìn)料比。

　　2.5 兩釜漿液的熔體流動(dòng)速率（MFR）的研究

　　熔體流動(dòng)速率是分子量大小的間接表征，熔體流動(dòng)速率越大，則分子量越小，熔體流動(dòng)速率越小分子量越大。另外，對(duì)于串聯(lián)牌號(hào)來說，第一聚合釜熔體流動(dòng)速率的大小對(duì)產(chǎn)品分子量分布有較大影響，第二聚合釜熔體流動(dòng)速率大小對(duì)產(chǎn)品的強(qiáng)度有較大影響，所以，兩釜漿液熔體流動(dòng)速率選擇是否合理，對(duì)決定產(chǎn)品是否具有雙峰特性，有著重要意義，是一項(xiàng)十分重要的控制指標(biāo)。根據(jù)產(chǎn)品的不同用途和特征，確定兩釜的熔體流動(dòng)速率(MFR)。

　　三、產(chǎn)品加工評(píng)價(jià)

　　使用日本三井RZ-200催化劑試生產(chǎn)的雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂高強(qiáng)度高剛度微薄膜料，經(jīng)幾家塑料加工廠家和日本三井油化進(jìn)行加工應(yīng)用試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：

　　1、各試驗(yàn)廠家的實(shí)測(cè)結(jié)果表明，雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂的物性指標(biāo)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

　　2、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品具有較高的抗沖擊強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度和剛度等特點(diǎn)，具有良好的加工性能。用該樹脂加工出的薄膜，成膜性好，擬紙性強(qiáng)、手感好。在穩(wěn)定的工藝條件下，其泡型穩(wěn)定，薄膜表面均勻，具有較好的透明度、抗拉性能和撕裂強(qiáng)度，特別是它的印刷性能和熱封性能優(yōu)良。該產(chǎn)品物性指標(biāo)超過國內(nèi)同類產(chǎn)品，達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。

　　四、結(jié)束語

　　雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂，通過多項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)和加工試驗(yàn)，證明雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂牌號(hào)是一種性能優(yōu)良的微薄膜樹脂，完全可以替代進(jìn)口的HDPE7000F樹脂，同時(shí)在設(shè)計(jì)生產(chǎn)過程中，又充分考慮到了國內(nèi)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，因此我們的雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂料更能適合國內(nèi)設(shè)備的加工條件。

　　1、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品在HDPE裝置上，產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到了設(shè)計(jì)值。由此說明：雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂的三個(gè)基本物性指標(biāo)：熔體流動(dòng)速率（MFR）、密度（D）、分子量分布（NNI）的設(shè)計(jì)是準(zhǔn)確的，聚合操作條件設(shè)計(jì)是合理的。

　　2、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品的加工試驗(yàn)表明，吹出的薄膜，強(qiáng)度高，耐高溫性能好，制品的外觀、魚眼等均達(dá)到了要求。

　　3、試生產(chǎn)期間在原料質(zhì)量穩(wěn)定的情況下， 由于使用的RZ200催化劑具有活性高、氫調(diào)敏感性好等特點(diǎn)使試生產(chǎn)期間漿液的熔體流動(dòng)速率控制穩(wěn)定，而且產(chǎn)品顆粒的熔體流動(dòng)速率也控制在指標(biāo)范圍之內(nèi)。

　　4、雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品的其它各項(xiàng)質(zhì)量性能指標(biāo)，如拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等指標(biāo)都達(dá)到了產(chǎn)品的規(guī)定值。

　　5、使用新型催化劑RZ-200成功生產(chǎn)雙峰高強(qiáng)度膜專用樹脂產(chǎn)品，增加了我廠的塑料品種，拓寬了聚乙烯樹脂的市場(chǎng)，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。