高密度聚乙烯吹膜挺度与微观结构的关系

采用5种国内外高密度聚乙烯(HDPE)树脂在相同的吹膜条件下制备了具有不同挺度的吹膜制品,利用DSC,WAXD,SAXS等方法研究了吹膜试样的微观结构与挺度之间的关系。实验结果表明,树脂的密度或弯曲模量不能完全决定薄膜制品的挺度性能。HDPE吹膜中的大部分晶体排列均沿薄膜纵向方向,少量晶体沿着其他方向无规排列。薄膜的取向度增加,平均杨氏模量越大,挺度越好。薄膜的结晶度越大,平均杨氏模量越大,薄膜的挺度越好。薄膜制品的结晶度和取向度共同决定了制品的挺度性能。     

典型工艺聚烯烃薄膜的雾度与其结构的关系

测试了典型工艺得到的聚烯烃薄膜的雾度及透射率,利用WLI、LS、AFM和2D-WAXD等方法对薄膜的表面结构和内部结构进行了表征,并分析了结构与薄膜雾度的关系。表征结果显示,对于典型工艺的聚乙烯薄膜,吹膜的雾度大于流延膜的雾度;聚乙烯表面雾度与表面粗糙度具有线性相关性,内部雾度与球晶的尺寸有正相关关系;聚乙烯薄膜的表面和内部可以呈现不同的取向特征。市场上的聚丙烯薄膜大部分由流延法或双向拉伸法制得;双向拉伸薄膜内部通常没有完善的球晶结构,内部雾度非常低。对比聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜可知,表面雾度与表面粗糙度和表面结构特征有关。聚丙烯薄膜中大区域的表面起伏会明显增加表面粗糙度,但对表面雾度贡献很小。     

三层共挤聚乙烯流延膜的热封强度与组成关系

通过差示扫描量热法(DSC)和升温淋洗分级研究了3种三层共挤聚乙烯流延膜的热封强度与组成的关系。结果表明:不同热封层组成的薄膜起封温度主要与热封层的非晶比例有关,可用热封层树脂的DSC熔融行为来推测薄膜起封温度大致范围;当热封温度高时,薄膜在热封后的冷却结晶过程中形成高的结晶度和晶体熔点,有利于形成高的热封强度;热封层相同但芯层不同的薄膜其高温热封性能也有差异,说明在高温时芯层也部分参与到热封层的形成;3种薄膜在高温时的热封强度大,足以抗衡薄膜的拉伸屈服和一定程度的应变硬化。     

单向和双向拉伸聚乙烯薄膜的残余应力分析

采用2D-XRD单倾斜角方法分析了单向拉伸聚乙烯和双向拉伸聚乙烯(BOPE)薄膜的残余应力,研究了聚乙烯薄膜的晶体结构对其残余应力的影响。表征结果显示,单向拉伸聚乙烯薄膜的残余主应力表现为沿纵向的拉应力;而BOPE薄膜的残余主应力与纵向成一定的夹角,且为压应力。残余应力与薄膜晶体的取向、晶粒尺寸有较好的相关性。单向拉伸聚乙烯薄膜的晶粒尺寸随拉伸比的增加而增大。BOPE薄膜在TD方向拉伸时,随拉伸比的增加,薄膜的结晶度增大,但晶粒尺寸变化不明显。BOPE中可能存在一部分无规分布的具有相近晶粒尺寸的晶体。     

丙乙无规共聚聚丙烯正压成型杯的雾度与结构的关系

研究了丙乙无规共聚聚丙烯正压成型杯制品的结构演变及其对雾度的影响。结果表明:丙乙无规共聚聚丙烯流延片经过正压成型,内部结构发生了显著变化,晶体经过重新排列组合,分子链方向和片晶组的法线方向从无规分布到沿着施加压力方向取向;流延片外表面存在缺陷,经过正压成型其表面三维结构也发生变化,外表面的凹坑被拉大且变浅,内表面出现起伏和取向条纹结构,外表面存在很多凹坑,对光的散射作用强于内表面,导致外表面雾度高于内表面雾度;内部凝聚态结构从片晶无规分布演变成取向纤维晶结构,使内部雾度降低;流延片表面结构存在缺陷,在正压成型过程中并不会被消除,是影响制品雾度的关键因素。     

线型低密度聚乙烯三层共挤与单层流延膜的性能

对比了三种不同线型低密度聚乙烯树脂组成的三层共挤流延膜以及各单层流延膜的雾度、力学性能。实验结果表明，三层共挤流延膜的内部雾度略低于各单层流延膜的内部雾度之和，表面雾度与内外两层单层流延膜的表面雾度之和的一半相当；三层共挤流延膜的拉伸屈服强度与各单层流延膜的平均水平相当，拉伸断裂强度和断裂伸长率分别与各单层流延膜中的最大值相当；三层共挤流延膜的撕裂性能接近各单层流延膜的平均水平；三层共挤流延膜在穿刺破坏时的穿刺深度决定于各单层流延膜组成中穿刺深度最小的水平，三层共挤流延膜的整体耐穿刺强度不及各单层流延膜的平均水平；具有不对称组成的三层共挤流延膜从上、下两个表面穿刺测试时表现的耐穿刺性能不同，耐穿刺性能很可能与被穿刺表面的摩擦性能有关。