我国是农业大国，农用塑料占塑料制品总量的10%～15%。在国内市场中，农膜是聚
乙烯（PE）的最大消费品种，全年需求量近900kt，其中棚膜约500kt。通常，低密度聚
乙烯(LDPE)棚膜专用树脂熔体流动指数（MI）要求在0.5～1.0g/10min，密度在0.919～
0.922g/cm3。用这种专用树脂生产的棚膜不但强度高，而且耐久性好。目前，国内只有
北京燕山石油化工有限公司生产的2F0.4A符合要求，但由于其生产难度大、成本较高且
受农资价格限制，因此未进行批量生产。国内农膜厂家大多使用LDPE专用树脂与普通LD
PE膜料掺混生产棚膜，比例一般为2:1，所产棚膜可使用6个月左右。当前，国内所需棚
膜料几乎全部进口。进口产品主要有：新加坡的F210-6、荷兰的1523SX等，价格比通用
薄膜料高出80美元/t。国内农膜厂家希望能有国产棚膜专用树脂供应市场。
因此，中国石油大庆石化公司塑料厂（简称大庆石化）积极开发LDPE大棚膜专用树
脂18B产品，以改善LDPE装置产品结构，提高产品竞争力和企业效益。
1 专用树脂18B性能指标的确定
对于开发一种新的LDPE树脂牌号，根据工艺特点及产品加工应用要求，应考虑其综
合性能，并注重产品的加工性能和使用性能等各种性能之间的平衡。LDPE棚膜树脂应具
有以下特性：（1）产品具有较好的机械性能、拉伸强度，冲击强度、断裂强度高。（2
）产品的光学性能好，透明度高。（3）加工性能良好。（4）抗氧化能力强，耐候性好
。根据18B产品的特点，应着重产品的透明性能和机械强度。
LDPE树脂的物理性能主要由树脂的分子量、密度等基本物性以及调节剂的种类和加
入量决定的。表1列出了LDPE产品的物理特性和基本物性的关系。
表1 LDPE产品物理特性和基本物性关系
项目 加工性能 断裂强度 断裂伸长率 透明性
分子量增大 下降 提高 提高 下降
密度增加 下降 提高 下降 提高
调节剂（1-丁烯）量增加 提高 下降 提高 提高
1.1 密度的确定
LDPE树脂的密度是由反应温度、反应压力以及调节剂的种类和浓度决定的。密度可
间接地表征为树脂的结晶度。通常，大棚膜树脂的密度为0.919～0.922g/cm3。相对于1
8D产品，18B密度提高后，凝胶减少，产品的结晶度有所增加。综合2种因素，产品的光
学性能有所改善，机械性能略有提高。
另外，使用1-丁烯代替丙烯作分子量调节剂，可以使PE生成相对较长的短支链。由此保
证了树脂具有较好的韧性，较高的冲击强度和断裂强度，良好的光学性能，吹制的薄膜
透明性好。
1.2 MI的确定
在工业生产中，LDPE树脂的MI表征了其分子量，MI与分子量的大小成反比关系。LD
PE重均分子量通常在（5～30）×104，相应的MI为0.1～25.0g/10min。根据其分子结构
对物性的影响。棚膜专用树脂MI要求为0.5～1.0g/10min。这样，才能保证树指的加工性
能，使树脂在吹膜加工过程中分子链对于纵向和横向都有充分的取向，形成质地均一、
结晶形态均一、纵横向断裂强度均衡的薄膜。为保证产品性能并依据用户要求，大棚膜
专用树脂18B的MI确定为0.5～0.9g/10min。
1.3 专用树脂物性参数的确定
根据以上分析，设计制定了18B产品的物性参数（见表2）
表2 18B产品的物性参数
项目 测试标准 设计值
清洁度/（分·kg-1） GB11115-1995 40
MI/[g·(10min)-1] GB3682-1995 0.5～0.9
密度/（g·cm-3） GB1033-1995 0.918～0.922
拉伸强度/MPa GB1040-1995 13.5
断裂伸长率，% GB1040-1995 500
雾度，% GB2410-1995 ≤11
2 专用树脂生产操作条件的确定
LDPE树脂的物理性能由树脂的基本物性分子量、密度等决定。在工业生产中，这些
基本物性关键由反应操作条件来控制。
2.1 反应温度的确定
高压PE反应活化能约为83.6kJ/mol。较高的反应温度可获得较高的转化率。在反应
压力、反应器夹套水温度确定后，反应温度的高低主要取决于引发剂氧的投入量。而用
氧量的确定取决于最终产品所要达到的MI值以及分子量调节剂用量。因此，反应温度的
选择决定于用氧量及分子量调节剂1-丁烯的用量。经过以上参数的选择，确定18B产品的
反应温度为（305±10）℃。
2.2 引发剂用量的确定
分子量调节剂1-丁烯注入量确定后，依据实践经验确定引发剂氧的加入量控制在A0
～An时，可以保证18B产品的MI为0.5～0.9g/10min。原设计牌号18D的MI为1.4～1.9g/1
0min，用氧量为0.9～1.1kg/h。因此，上述参数是可行的。
2.3 18B产品助剂配方的设计
在LDPE树脂中加入抗氧剂和滑爽剂的目的有3个：其一是防止树脂在混炼造粒和塑料
加工过程中发生交联、老化，影响树脂的加工性能和使用性能；其二是防止树脂及薄膜
在储存、使用过程中受氧气、高温作用发生老化；其三是增加表面光洁度，改善树脂加
工性能。
18B产品主要用于生产大棚膜，对抵抗光、氧、老化性能要求较高。同18D产品相比
，在生产18B产品时，增加抗氧剂用量1倍，并加入足量的滑爽剂，通过计量泵均匀地加
入挤出机中，可使产品树脂中均匀地分散助剂，保证产品使用性能和加工性能。
3 产品试生产及加工应用情况
1998年9月12～13日，使用1-丁烯注入系统在LDPE装置上进行了18B牌号的试生产。
在整个试生产过程中，工艺参数控制和原料供给较为平衡，产品的各项指标均达到了设
计要求，产品薄膜雾度达到9.8%。经过山东三塑集团有限公司、哈尔滨塑料五厂、黑龙
江华隆塑料包装有限公司等单位加工使用，用18B生产的薄膜质量稳定，各项物理机械性
能优良。在普通吹膜设备上进行吹膜成型，加工性能优异，所吹制的大棚膜各项力学性
能均达到GB4455-94指标要求，并且具有良好的光学性能，完全满足用户的要求。从199
8年10月开始，装置进行批量生产18B产品。近几年来，该产品市场占有率逐年提升。目
前，东北三省以及山东、河北等省市场需求量较大；至2002年8月，18B产品已累计生产
5.24kt左右，用户反映较好。
4 结语
a)通过对用户使用要求的分析，并在工业装置上反复试制，确定了大庆石化LDPE装
置18B产品的基本物性为：MI为0.5～0.9g/10min，密度为0.918～0.922g/cm3，拉伸强度
为13.5MPa，薄膜雾度小于等于11%。
b)根据反应的各种参数和树脂基本物性的数学关系曲线，确定18B聚合反应的压力为
（235±5）MPa，温度为（305±10）℃，调节剂1-丁烯注入量为D0～Dn，引发剂氧的加
入量控制在A0～An，并且根据18B的加工、使用要求确定了助剂的配方。
c)经加工应用证明，18B产品具有良好的加工和使用性能，薄膜外观质量好，透明性
、机械强度、撕裂强度高，达到国内同类产品的先进水平。
（转摘自‘中国塑料信息网’）
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