高密度聚乙烯(HDPE)因其优异的力学性能、加工性能被广泛应用于各类中空容器的生产。
小中空容器专用双峰HDPE主要用作吹制20L以下的小型容器,市场用量很大,预计2020年国内消费量将达到180万吨。目前市场应用较为成熟的主流小中空容器专用聚乙烯多为铬系单峰HDPE,比如中沙(天津)石化HD5502XA等。
近年来为满足工业包装市场对高性能、易加工和轻量化的需求,欧洲石化企业纷纷开发了新型小中空容器专用双峰HDPE,国内方面中沙(天津)石化也开发了HD5502TA钛系催化剂双峰小中空产品。
小中空容器专用双峰HDPE一般采用多反应器串联工艺生产,具有相对分子质量分布呈双峰的特点,独特的结构赋予小中空容器专用双峰HDPE优异的性能。
一般来说,重均分子量(Mw)高有利于提升熔体强度,而较高的熔体强度能获得较高的拉伸取向,抵抗吹塑成型过程中的应力集中,保证制品顺利成型。对于容器制品而言,高的Mw有利于提升耐化学药品腐蚀性、力学性能和耐环境应力开裂(ESCR)性能。较宽的相对分子质量分布(Mw/Mn, Mn为数均分子量)可保证HDPE在一定熔体流动速率(MFR)范围内获得更好的加工性能提高吹塑效率并保证制品性能。双峰钛系HDPE材料5502TA的Mn较小、Mw较大,赋予双峰HDPE材料5502TA优异的力学性能; Mw/Mn明显大于铬系单峰HDPE材料,因此双峰HDPE材料具有更好的挤出加工性能。另外小中空专用双峰HDPE材料的分子量分布比铬系HDPE材料稍宽,极小分子和超高分子含量较多。
聚合物结晶时,随着温度降低,熔体粘度迅速增加,分子链的活动性减小,来不及作充分的位置调整,晶体停留在不同阶段,结晶不完善的晶体将在较低温度条件下熔融,而结晶较为完善的晶体则需要较高温度条件下才能熔融。双峰HDPE的结晶程度较为完善,铬系单峰HDPE对应的结晶度也相对较低。
分子链结构不同导致相态结构不同,而相态结构不同对于HDPE的力学性能有重要影响。双峰HDPE材料5502TA的力学性能优异,刚性明显高于铬系单峰HDPE而韧性相当,同时5502TA具有较高的ESCR性能。有别于铬系单峰HDPE,双峰HDPE采用双反应器串联生产,共聚单体从第二反应器加入,大多分布在大分子链上,对原料结晶性能破坏较小,因此能够在引入共聚单体情况下保持较高的结晶度,进而带来较高的刚性;同时5502TA的Mw更高,有利于提升其力学性能,另外双峰HDPE中存在一定量的更大的超分子链,这种分子链可作为系带分子缠绕于排列规整的晶区分子链中,因此小中空容器专用双峰HDPE 5502TA同时具备一定的韧性,其断裂拉伸应变较高也印证了这一点。
图片小中空专用容器双峰HDPE 5502TA一般用作吹制20 L以下的容器,用于包装或运输食品、yao品、饮料、化学剂、日用品、化妆品与润滑油等,优异的力学性能可保证制品通过跌落、堆码试验。高ESCR性能则有利于提升制品盛装腐蚀品的寿命。因此采用双峰HDPE吹制的容器使用寿命更长。
聚乙烯在挤出过程中,当剪切速率γ超过某一个临界剪切速率(γ0)时,挤出物表面开始出现扭曲畸变,最初是表面粗糙,而后随γ的增大直至无规破裂,这一现象称熔体的挤出破裂行为。HDPE破裂的特征是先呈现表面粗糙,而后是有规则的畸变,当γ很高时才出现无规破裂。经过测试表明,170℃时双峰HDPE5502TA可在更高的γ下进行加工。
综上所述,小中空容器专用双峰HDPE 材料HD5502TA具备以下铬系材料不能比拟的优势:
1.密度较高,较小中空容器专用铬系单峰HDPE具有更优异的力学性能,尤其是高刚性和ESCR性能。由于刚性较好,成型的容器可以减薄壁厚,节约材料。同时增加堆码高度。
2.结晶度高可以增加材料的阻隔性,在成型药瓶等容器方面更具优势。
3.小中空容器专用双峰HDPE材料HD5502TA的MFR略高于铬系单峰HDPE,具有更高的Mw/Mn,分子量分布曲线呈双峰产品的宽分布特点。与铬系单峰HDPE相比,小中空容器专用双峰HDPE可在更低温度和更高的剪切速率γ下加工。
4. 小中空容器专用双峰HDPE材料HD5502TA的抗氧化性能好,铬系材料中由于催化体系的原因,易形成双键不稳定组分,像花心的男子一样,见了氧就不大安分。而钛系催化剂聚合的HD5502TA,链转移由氢气控制,所以分子结构内不稳定成分含量少。
基于以上原因和装置排产优化方面的原因,中沙(天津)石化未来将增加HD5502TA的产量,并作为重点产品进行推广。铬系催化剂系列产品HD5502XA等产品的产量将逐渐缩减。HD5502TA在分子结构方面与铬系产品存在的差异,导致其在成型方面也需要做一些调整,下游厂家要做好准备迎接用料趋势的变化。
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2025
中沙天津石化HD5502TA高密度聚乙烯 中沙5502TA 高密度聚乙烯5502TA
来源:[北京中来化工有限公司]
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品牌:中沙天津石化
价格:9000.00
元/吨
供应地:北京北京市
产品型号:HD5502TA
HDPE一般是线形分子,由于共聚单体的加入产生了支链,破坏了分子的规整性,因此结晶度、密度、熔点和硬度等均有所下降。铬系单峰HDPE的生产工艺中,链转移释放的不饱和烃链成为潜在的共聚单体,因此铬系单峰HDPE中存在特殊的长支链,而双峰HDPE生产过程中采用齐格勒-纳塔催化剂,链转移由氢气控制,因此仅含有因共聚单体而产生的短支链。由于支链结构的不同使小中空容器专用铬系单峰HDPE与双峰 HDPE的力学性能存在差异。HDPE链端或支链部分存在双键,支化度越高的分子链其端基含量越多,双峰HDPE的支化度明显低于铬系单峰HDPE,因此双峰HDPE的链结构呈现出支链短、规整度高、链长较短的特点。