低密度聚乙烯膜胶合板制备工艺探讨

  低密度聚乙烯膜胶合板制备工艺探讨

 杨哲

 抚顺石化公司烯烃厂低密聚乙烯车间

摘要：无甲醛木材胶粘剂的发展已成为行业热点。现已开发出环保型胶粘剂，如水性聚氨酯胶粘剂、豆类胶粘剂、淀粉改性胶粘剂等。但它们都有成本高、国内需求低、生产可操作性低等缺点。热塑性树脂是一种不含甲醛的聚合物，是一种木塑复合材料，国内已有技术进步。用热塑性树脂和木单板直接合成法制备热塑性树脂胶合板(也称木塑复合胶合板)的技术研究还不成熟，需要进一步研究制备工艺和设备的发展。开发聚乙烯复合胶合板是促进无甲醛胶合板生产的新途径之一。

关键词：低密度聚乙烯；膜胶合板；制备工艺；

引言

低密度聚乙烯(LDPE)又称高压聚乙烯，是典型的聚乙烯品种之一，通过高温高压乙烯自由基聚合机进行聚合。LDPE颜色为乳白色、无毒、无味、无味、蜡粒、表面无光。具有良好的柔韧性、延展性、电绝缘性、可加工性和化学稳定性。LDPE主要用于薄膜产品的开发，也可用于注塑、医疗器械、药品和食品包装材料、吹塑产品等。它有广泛的应用。

1纳米聚合物击穿特性理论基础

在聚合物基体中添加纳米粒子可以提高聚合物绝缘材料的介电常数、耐电晕性、耐热性能和机械性能等性能指标。而外界环境作用是导致绝缘材料击穿的重要因素，聚乙烯及其纳米复合材料的DC分解主要是由于材料的电放电。放电现象主要由固体导电带中所含的电子决定。电子在电场作用下加速，最后通过极形成传导通道，导致聚乙烯及其纳米复合材料在直流电压下分解。由于纳米粒子被添加到聚乙烯中，聚乙烯中出现均匀分布的陷阱，可能阻碍电子在聚乙烯中的自由流动，从而增加了聚乙烯纳米复合材料的直流击穿场强度。聚合物基体与纳米粒子之间的界面受到许多外部条件的影响，包括链的流动性和形成、结晶度、化学测量和库仑势。添加纳米粒子改变纳米复合材料链的组成和流动性，影响结合层和松散层，产生带电扩散层的无定形区域。在应用电场作用下，载荷注入纳米复合材料形成双层扩散层。抽取式负载载体出现在聚合物中。纳米粒子具有正电荷或负电荷。为了保证聚合物之间费米水平或电化学电位的平衡，在界面上产生了双层扩散层。随着距离的增大，载荷呈指数下降，破裂场强度显着增加。界面模型具有局限性，它可以用来解释在交联聚乙烯(crosslinkedpolyethylene，XLPE)中添加纳米粒子可以提高纳米聚合物击穿场强的现象，但不能解释纳米复合物的所有特性。而且随着纳米粒子添加比例增加，电子迁移率出现下降趋势，与增加浅陷阱可以提高电子迁移率理论相矛盾。

2材料与方法

2.1材料

杨木(PopulusdavidianaDode)单板:1240mm(长)1240mm(宽)，厚度2.0~2.2mm，敦化泰森木业有限公司；软化点为105~120℃，熔点为140℃，熔融温度为160~170℃，厚度为0.025mm，卷状，20.16g/m2的低密度聚乙烯薄膜，苏州裕鑫鸿塑料包装有限公司硅烷偶联剂KH-550，无色液体，含量≥99%，密度:0.946g/mL[25℃(lit。)]、昆山盛安生物科技有限公司；苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，白色或淡黄色固体，含量≥99%，密度1.19g/cm3，南通冯润石化有限公司；顺丁烯二酸酐(MA)，白色片状晶体，江苏化工有限公司；无水乙醇，无色透明液体，含量≥95%，济南洪菊化工有限公司；醋酸溶液，含量36%，济南金泉化工有限公司。

2.2测试与表征

拉伸性能按照GB／T1040．2—2006进行测试；熔体流动速率（ＭＦＲ）按照GB／T3682—2000进行测试；黄色指数按照ＨＧ／T3862—2006进行测试；密度按照GB／T1033．1—2008进行测试；雾度按照GB／T2410—2008进行测试；摩擦系数按照GB／T10006—1988进行测试。熔融结晶性能按照GB／T19466．3—2004进行测试。在氮气气氛下，以10℃／min从40℃升到180℃，恒温5min；以－10℃／min降到20℃，得到结晶曲线；再以10℃／min从40℃升到180℃，得到熔融曲线。氧化诱导期（ＯＩT）按照GB／T19466．6—2009进行测试，温度200℃，升温速率20℃／min。热失重分析：在氮气气氛下，以10℃／min从40℃升到600℃。相对分子质量及其分布按照ＩＳＯ16014－4：2012进行测试，以1，2，4－三氯苯为溶剂，流速1ｍＬ／min（150℃）。流变性能测试：平行板夹具直径25ｍｍ，板间距1ｍｍ，应变0．5％，频率范围0．03～100．00ｓ－1，温度分别为1７0，190，210℃。

3结果与分析

3.1LDPE用量对胶合强度的影响

以前的实验中，LDPE薄膜40、25、80.5g/m2和121g/m2被用作胶合板粘结层。参照LDPE的温度特性，热压温度为120 ~ 140℃，热压时间为8分钟。木材用LDPE钉子连接，因此单位压力为2.0 ~ 2.2 MPa，改性剂质量为板材质量的2%。试验结果表明，制备的板材含有明胶，粘附强度达不到标准要求。这是因为LDPE的单位面积质量太小，或者LDPE渗透率低，无法形成有效的连接。以往的研究表明，硅砂可以提高木材纤维的表面活性。因此，用KH-550硅结合剂和MDI固化剂处理了杨木板材，然后与LDPE薄膜合成制备热压塑料复合胶合板。并使用LDPE熔体温度。结果表明，当热压温度为160℃，热压时间为8min，热压压力为2.0 ~ 2.2 MPa，胶合板121g/m2 LDPE的结合强度为0.82 MPa，符合要求。因此，下一次试验LDPE薄膜量为121g/m2。

3.2改性剂对单板表面接触角的影响

固体的润湿度一般表示为液体与固体表面接触的接触角。接触角越小，固体越容易被液体浸湿。

3.3相对分子质量与分布的定性分析

从频率扫描的结果定性比较ＬＤＰＥ的相对分子质量及其分布情况，值得注意的是，必须在所测的剪切速率范围内得到储能模量与损耗模量的交点，利用交点的相对位置可以进行ＬＤＰＥ相对分子质量及其分布的定性比较。

结束语

1)KH-550强到弱分别硅络合物、未处理的、马来酸、MDI固化剂(1%)和MDI固化剂(2%)的单板表面改性效果。接触接触角最小的改性KH-550硅贴面的润湿性更好。2)表面改性杨木单板胶合板的粘结强度优于改性单板胶合板。用2% K550处理过的杨木单板胶合板的粘结强度最高。

参考文献

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