雙向拉伸薄膜類（BOPP）聚丙烯樹脂產品質量控制要點

駱艷

摘 要：本文通過對影響雙向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜聚丙烯樹脂質量指標因素進行分析，就如何提高BOPP薄膜料質量指出了幾點建議。

關鍵詞： 聚丙烯；雙向伸薄膜；質量控制

1前言

雙向拉伸聚丙烯膜薄具有防潮、機械強度高、穩定性好、質輕、透明、無毒、無臭、使用范圍廣、印刷性能優良等優點，隨著國內BOPP產能的增加和工藝的不斷改進，對BOPP原料樹脂的質量要求也更高。中國石化股份有限公司長嶺分公司經過不斷的調整與摸索，在BOPP聚丙烯薄膜料產品的質量控制方面積累了一些經驗。

2 生產裝置及工藝簡介

長嶺分公司聚丙烯裝置是HIMONT環管聚合工藝設計建設的國產化聚丙烯裝置，原料為煉廠氣，設計可生產25種均聚產品。裝置最初設計能力為70Kt/a，經2003年5月擴能改造，實際產能已達到130Kt/a以上。

丙烯原料和催化劑先進入小環管反應器發生預聚合反應，然后再進入大環管反應器，在催化劑的作用和適宜的溫度、壓力條件下，丙烯單體聚合反應生成聚丙烯粉料，粉料產品經閃蒸、汽蒸、干燥送入粉料料倉，在加入特定的BOPP添加劑后進行擠壓造粒，成為BOPP薄膜專用樹脂。

3 生產質量控制要點

3.1 熔體流動速率（MI）控制

產品的MI反映了PP的流動性。BOPP薄膜料加工要求MI波動越小越好，因為MI的波動大會造成加工時擠出機螺桿中的壓力不穩定，引起鑄片厚度波動，進而影響薄膜厚度的均勻性，破膜率升高。根據客戶要求，我裝置生產BOPP薄膜料時MI一般控制在3.0～3.2g/10min。MI主要通過反應體系進料丙烯的氫氣量來調節。氫氣作為聚丙烯分子量調節劑，加氫量增加，聚合物鏈終止反應越容易發生，產品平均分子量越小，產品MI就越高。

正常生產情況下，只要操作參數穩定，產品MI變化較小。一旦出現生產波動，例如大幅度升降負荷、氫氣進料不穩等情況，則應加大分析頻次，及時調整，直至產品MI穩定。若氫氣濃度不變，粉料MI大幅度上升，則是產品等規指數迅速下降的信號。除調整加氫量外，還應立即調整給電子體加入量，防止產品等規指數過低出現粘料可能帶來的嚴重后果。

3.4 等規指數（II）控制

3.4.1主催化劑的影響

催化劑是整個聚合工藝生產的核心，對生產控制的平穩性和產品質量十分重要。好的催化劑要求活性高、易于控制、等規指數易調節、穩定性和氫調性好。我裝置曾使用國產催化劑有CS-1、CS-2、N-Ⅱ、DQ-1和DQ-4。N型催化劑由于定向性太好，等規指數很高，不適用于單環管反應裝置BOPP產品的生產，CS-1抗干擾性好，穩定性好，等規指數調節性好，但活性低，CS-2氫調靈敏、等規指數調節范圍寬，但聚丙烯細粉多，易引起擠壓造粒機系統堵塞停車，影響生產平穩。DQ-1氫調差，高負荷生產時提負荷困難，DQ-4型催化劑活性高、等規指度可調性好但抗干擾性差，氫調差。

3.4.2工藝參數的影響

反應溫度、反應聚合物淤漿密度、TEAL/DONOR等工藝參數對產品等規指數影響較大。

一般來說，反應溫度控制在70℃最理想，聚合物淤漿密度一般控制在560～565 kg/m3，密度低于540 kg/m3，產品使用性能差，BOPP生產線上使用易破膜。若密度長時間偏低，容易造成等規指數下降，可能發生粘料現象。

工業上通過調整TEAL/DONOR來調節等規指數。從相同熔指的通用料往BOPP薄膜料切牌號的過程中，一般TEAL/PR維持不變，提高TEAL/DONOR值，降低給電子體加入量。隨著TEAL/DONOR增加，等規指數從98%降至96%附近，進入BOPP產品要求的等規指數范圍。要注意等規指數下降至某一區域時，會產生一個拐點，過了該拐點，TEAL/DONOR再增加則產品等規指數迅速下降，此時容易發生粘料。

由于催化劑、三乙基鋁等各助劑批次間質量不穩定，每次生產BOPP薄膜料時，產品等規指數達到目標范圍對應的TEAL/DONOR值是不一樣的，有時差別還比較大。因此轉產BOPP產品時在調整等規指數的過程中，TEAL/DONOR值應分步調整，根據等規指數分析數據來不斷修正TEAL/DONOR值，最后使產品等規指數達到目標區域。

3.4.3 等規指數的調節

BOPP薄膜料必須具有良好的可拉伸性，在雙向拉伸過程中，才能保持很高的成膜率。對于均聚BOPP來講，等規指數控制尤為關鍵，II的調節成為BOPP薄膜料質量波動的主要因素。等規指數越高，結晶速率越高，結晶度越高，在縱向拉伸后，高規整性的BOPP樹脂分子會迅速結晶，而橫向拉伸時往往會產生破膜現象，且產品透明度低。只有適當的降低產品的等規指數，才能有效改善PP的可拉伸性。但等規指數不能降得太低，否則會造成膜的強度下降，挺度不夠，薄膜易粘連。當等規指數小于94%時，生產過程中粉料的粘性無規物含量偏高，會導致產品發粘，影響裝置的平穩生產。通過搜集用戶對產品的要求值和期望值，我們選定了一個相對固定的等規指數控制范圍，以減少轉產過程中等規指數的調節，BOPP產品等規指數一般要求在95%～97%之間內，既可滿足BOPP樹脂質量要求，又能保證裝置的穩定運行，同一批產品等規指數控制以不超過0.5%為宜。

3.5 灰分控制

BOPP薄膜料一般情況下要求灰分小于150ppm。產品灰分低可改善加工過程的穩定性，改善薄膜外觀，延長濾網的更換周期。降低產品灰分可從以下幾方面采取措施：

3.5.1使用高活性的主催化劑。催化劑活性高，在聚合物中催化劑殘留自然就少。

3.5.2降低TEAL用量。TEAL是產品灰分的主要來源，在保證催化劑活性的前提下，將TEAL/PR不斷調低，相應的粉料的灰分也降低了。

3.5.3優化添加劑配方，在保證產品質量的前提下，選用優質、高效的添加劑，并盡量少加。

3.5.4 降低產品中的細粉、碎屑。通過及時清理平衡管、送料前吹掃管線并放料、成品包裝開抽吸系統等措施，降低產品中粉塵、碎屑。

4 結論

1 BOPP產品等規度調節過程中，可根據MI提前預測等規指數的變化趨勢。

2 同一批產品等規指數控制以不超過0.5%為宜。

3 降低產品灰分含量，改善薄膜外觀?！?/p>

參考文獻

[1] 長盛公司十萬噸/年聚丙烯裝置工藝操作規程.

[2] 雙向拉伸聚丙烯薄膜 尹燕平 北京：化學工業出版社.

[3] 聚丙烯裝置基礎知識.