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UHMW-PE膜_UHMW-PE膜的生产工艺是怎样的?

时间:2025-01-22 浏览:103

UHMW-PE 膜的生产工艺主要有以下几种:

淤浆聚合法

釜式聚合工艺:

Hostalen 工艺:该工艺包括两个反应器,在第 一反应器中加入乙烯、氢气和催化剂,生产较高熔融指数的树脂,得到的聚合物浆液进入第 二反应器,在第 二反应器中完成剩余乙烯的聚合反应。随后,聚合物浆液进入干燥单元进行干燥处理。其操作压力和操作温度低、操作弹性高、生产灵活且稳定性较好,催化剂耐杂质能力强,对乙烯气原料的纯度要求低。

三井 CX 工艺:乙烯、氢气等原料先从反应器底部鼓入反应器的己烷中,开启搅拌以实现原料的充分混合,用己烷将催化剂和助催化剂送入反应器内,从离心机分离出的母液和冷凝回收的己烷也一并加至反应器。随着催化剂的不断注入,乙烯聚合生成聚合物并形成一定浓度的淤浆溶液。该工艺独特的撤热方式限 制了其单线生产能力。

环管聚合工艺:

Phillips 单环管工艺:利用改性后的二氧化硅或氧化铝固定催化剂来生产 UHMW-PE,聚合中不需要加入氢气,投资少,但对催化剂的要求较高。

InnoveneS 双环管工艺:物料依靠轴流泵的推动在环管中高速流动来撤除聚合反应热。该工艺布局紧凑,产品质量控制稳定,特点是物料停留时间短,牌号切换快,但需要对反应器的温度精 确控制。

溶液聚合法

       将 UHMW-PE 树脂溶解在适当的溶剂中,形成高分子溶液,然后通过挤出、吹塑等成型工艺制成薄膜。该方法可以精 确控制薄膜的厚度和性能,但溶剂的使用和回收成本较高,且对环境有一定影响。例如,在一些特殊应用中,需要将 UHMW-PE 溶解在特定的有 机溶剂中,经过过滤、脱泡等处理后,在流延机上制成薄膜。

熔融挤出法

常规熔融挤出:将 UHMW-PE 颗粒加入到挤出机中,加热至熔融状态,然后通过挤出模头挤出成膜。由于 UHMW-PE 的分子量高,在熔融时为高弹态,熔融状态的粘度高达 10⁸ Pa・s,几乎无流动性,临界剪切速率低,采用常规熔融方法加工时易出现熔体破裂,并且在螺杆强剪切作用下,分子量衰减明显,对制品的性能造成影响。

添加助剂改性挤出:在 UHMW-PE 中添加适量的抗 氧剂、润滑剂、增塑剂等助剂,以改 善其加工性能和薄膜的性能。例如,添加聚乙烯蜡等润滑剂可以降低熔体的粘度,减少熔体破裂的现象;添加抗 氧剂可以提高薄膜的耐老化性能。然后通过双螺杆挤出机进行熔融共混和挤出成型,制成 UHMW-PE 膜。

拉伸法

       先通过上述的聚合或挤出方法制备出 UHMW-PE 的厚片或薄膜,然后在一定的温度和拉伸速率下进行单向或双向拉伸,使分子链取向排列,从而提高薄膜的力学性能和阻隔性能等。例如,将挤出的 UHMW-PE 薄膜在高于其玻璃化转变温度但低于熔点的温度下进行双向拉伸,可以显著提高薄膜的拉伸强度和抗穿刺性能。


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