線型低密（mì）度聚乙（yǐ）烯（LLDPE）是（shì）以乙烯（xī）與α-烯烴（tīng）（如1-丁烯）共聚得到（dào）的聚乙烯樹脂，其密度範圍為0.910～0.940 g/cm3。LLDPE薄膜的綜合性能優異，具有良好的（de）拉伸和撕裂強度，且耐寒、耐候性較好，是適合（hé）不同地區（qū）氣候條（tiáo）件被廣泛使用的通用薄膜（如農膜、棚地膜等）材料（liào）。LLDPE的分子鏈通常呈線型結構，主鏈上含有少量短支鏈結構，幾乎沒有長支鏈，因此在結晶時（shí）分子（zǐ）間（jiān）排列較規整，形成的結晶尺寸較大，導致其薄膜產（chǎn）品的衝擊韌性和抗穿刺性能較差（chà），透光性（xìng）也不如低密度聚（jù）乙烯。

茂金屬聚乙烯（mPE）是指茂金屬催化劑催（cuī）化聚合得到的（de）聚乙烯（xī），其特點是相對分子質量分（fèn）布窄、分子鏈為長支鏈結構且分布均勻，將其與普通LLDPE共混時可顯著改善LLDPE的強度、韌（rèn）性和抗穿刺性能，並可提高薄膜透明性（xìng）。但（dàn）mPE存（cún）在生產成本（běn）高和不易加工等缺點，使其應用受到一定限製。用輻照法可在聚乙烯分子鏈上生成活性自由（yóu）基，並引發枝化反應形成長（zhǎng）支鏈，利用該方法製備的長鏈支化聚乙烯性（xìng）能優異，尤其是加（jiā）工性能好。

采用γ射線對LLDPE進行輻照處理得到輻照LLDPE（xPE）。用xPE和mPE分別與LLDPE共（gòng）混改性製得抗穿（chuān）刺LLDPE/xPE和LLDPE/mPE薄（báo）膜（mó）。利用DSC，GPC，SEM等方法分析了薄膜的抗穿刺性能。

一般（bān）認為聚乙烯薄膜的抗穿刺力與其分子鏈上的支化（huà）鏈分布（bù）有密切關係，mPE的分子鏈上由於含有少量長支鏈，可提高材料性能，故常用於共混改性提高聚乙烯的抗穿刺性能。3種LLDPE薄（báo）膜的抗穿刺性能（néng）曲線見圖（tú）1。從（cóng）圖1可看出，LLDPE/mPE薄膜的抗（kàng）穿刺力相比LLDPE薄膜顯著提高。這是因為，mPE更規整的鏈結構及少量長支鏈改進了LLDPE薄膜的抗穿刺性能。LLDPE/xPE薄膜的抗穿（chuān）刺性能也明（míng）顯好於LLDPE薄膜，基（jī）本與LLDPE/mPE薄膜的抗穿刺實驗曲線接近，這（zhè）與xPE主鏈上形成了少量長支鏈的結論相吻（wěn）合。

3種LLDPE抗穿刺性（xìng）能曲線

厚（hòu）度為30 μm 的3種LLDPE薄膜的抗穿刺性能（néng），LLDPE薄膜的抗穿刺力為12.5 N。對於LLDPE/xPE薄膜（mó），當m（LLDPE）∶m（xPE）=90∶10時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺力為12.7 N，較LLDPE薄（báo）膜僅提（tí）高了1.6%。這可能是因為，xPE中的長支鏈含量較（jiào）低，當其用量較少時，其（qí）增強（qiáng）分（fèn）子鏈纏結的效果（guǒ）還不明顯。隨xPE含量的增大，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺力先逐漸增大後略有（yǒu）減小。當m（LLDPE）∶m（xPE）=80∶20時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺力為14.4 N，較LLDPE薄膜提高了15.2%，說明xPE用量的提高可使共混體（tǐ）係中長支鏈明顯增加，體係中分子鏈纏結和晶區“係帶”增加，從（cóng）而提高薄膜的抗穿刺性（xìng）能。對於LLDPE/mPE薄膜，當m（LLDPE）∶m（mPE）=90∶10時，薄膜抗穿刺力為14.5 N，較LLDPE薄膜提高約16.0％；繼續增大mPE的含（hán）量，薄（báo）膜的抗穿刺力（lì）變化（huà）不大。實驗結果表明，少量的mPE即可明顯提（tí）高LLDPE/mPE薄膜的抗穿（chuān）刺性能，這是由於mPE的相（xiàng）對分子質（zhì）量分布更窄、分子結構更規整、長支鏈較多且分布更加均勻。

薄膜的抗穿刺（cì）能（néng）

薄膜（mó）的抗穿刺能可（kě）更全麵反映薄（báo）膜的抗（kàng）穿刺性能。采用下式計算（suàn）LLDPE薄膜的（de）抗穿刺能：

E＝∫FD

公（gōng）式中，

E為抗穿刺能（néng），mJ；

F為抗穿刺力，N；

D為穿刺位移，mm。

3種LLDPE薄膜的抗穿刺能，當m（LLDPE）∶m（xPE）=90∶10時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺能為237.1 mJ，較LLDPE薄膜提高了10.5％ 。繼續增加xPE的含量， 當m（LLDPE）∶m（xPE）=80∶20，m（LLDPE）∶m（xPE）=50∶50時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺能分別為268.0 mJ和264.0 mJ，較LLDPE薄（báo）膜分別提高了24.9%和23.0%，即（jí）隨（suí）xPE含量（liàng）的增大，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺能先增大後略有減小。對於LLDPE/mPE薄膜，當m（LLDPE）∶m（mPE）=90∶10時，薄膜抗（kàng）穿刺能為288.7 mJ，較LLDPE薄（báo）膜提高了34.5%；繼續增大mPE含量，LLDPE/mPE薄膜的抗穿刺能先略有減小後略有增（zēng）大，總體（tǐ）變化幅度不大，說明mPE用量對LLDPE/mPE薄膜的抗穿刺能影響較小。實驗結果表明，雖然xPE和mPE中長支鏈的（de）含量不（bú）同，但均可增加LLDPE分子鏈間的纏結和分子鏈間作用力，使（shǐ）薄膜在一定外（wài）力作用下不發生破壞形變（biàn）的時間延長，因此延長了薄膜使用壽命。

試樣的GPC曲線，從GPC圖可（kě）看出，LLDPE的Mw=105 600，Mw/Mn=4.21；而xPE的Mw=113 600，且Mw/Mn=3.68，說明（míng）輻照是以（yǐ）枝化或偶聯反（fǎn）應為主，使一（yī）部分低相對分子質量的分子（zǐ）鏈接枝到（dào）主鏈上（shàng）形成長支（zhī）鏈，使Mw略有（yǒu）增大，且分布變（biàn）窄，這說明薄膜抗穿刺性能的增加與LLDPE/xPE中低（dī）相對分子質量部分含量的降低、長支鏈含量的增加密切相關。mPE的Mw＝116 400，相對分子質量分（fèn）布更窄，Mw/Mn僅為3.04，說明其低相對分子質量部分含量相對較低，此外聚（jù）合（hé）形成的長支鏈分布也比較均勻，所以即使用量（liàng）較少，LLDPE/mPE薄膜抗穿刺性能也（yě）能得到明顯改善。

熱性能的測試結果

3種LLDPE薄膜的DSC數據見表2。從表2可（kě）看出，隨xPE的加（jiā）入，LLDPE/xPE薄膜的結晶溫度（dù）（Tc）較LLDPE略升高1～2 ℃，而熔點（Tm）以及熔融熱焓（ΔHf）均變化（huà）不大，說明xPE形成（chéng）的長（zhǎng）支鏈有可能起到一定的成核作用，促進結（jié）晶生長，但很少（shǎo）量的長支鏈並（bìng）不破（pò）壞LLDPE結晶形態的完整，因此熔點和結晶度幾乎不變。隨mPE用量的增加，LLDPE/mPE薄膜的結晶溫（wēn）度和熔點均稍有下降，但熔（róng）融熱焓變化不大，這是由於mPE的相對分子質量分布窄（zhǎi）且短（duǎn）支鏈含量較低，因此影響了（le）LLDPE的結晶成核（hé）過（guò）程，使其結晶過冷度（Tm-Tc）略微增加。一般認為，LLDPE的熔點是由含共單體少的高相對（duì）分子質量部分決定，mPE的熔點低於LLDPE，故LLDPE/mPE的熔點略有下降。

2.4 SEM的表征（zhēng）結果

與LLDPE薄膜（mó）相比（bǐ），LLDPE/xPE和LLDPE/mPE薄膜（mó）均產生了（le）更密集和更均勻分布的銀紋化（huà），並逐漸（jiàn）擴展成纖（xiān）維化，直至薄膜最終發生破損斷裂。 

這是因為，xPE和mPE中少量的長支鏈促進了LLDPE分子鏈間的纏結，使其受到外力作用（yòng）時可（kě）通過分（fèn）子鏈解纏結、分子鏈間摩擦增大等更有效（xiào）耗散外力作用，使薄膜（mó）的抗穿刺性能得以提高。而長支鏈分布越均勻，對外力作用的耗散也越（yuè）明顯，薄膜的抗穿刺性能也越好。

3 結論 

1） xPE和mPE與LLDPE共混改性可提高LLDPE薄膜的抗穿刺性能。對於LLDPE/xPE薄膜，隨xPE用量的增大，抗穿刺力增大，當m（LLDPE）∶m（xPE）=80∶20時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺力為14.4 N，較LLDPE薄膜提高了15.2%。對於LLDPE/mPE薄膜，少量的mPE用量即可（kě）提高薄膜的抗穿刺（cì）性能，當m（LLDPE）∶m（mPE）=90∶10時，薄膜抗穿（chuān）刺力為14.5N，較LLDPE薄膜約提高（gāo）16.0%。

2）當m（LLDPE）∶m（xPE）=80∶20時，LLDPE/xPE薄膜的抗穿刺能為268.0 mJ，較LLDPE薄膜提高了24.9%。當m（LLDPE）∶m（mPE）=90∶10時，LLDPE/mPE薄膜的抗穿（chuān）刺能為288.7mJ，較LLDPE薄（báo）膜提高了（le）34.5%。

3）xPE和（hé）mPE中均含有少量長支鏈，有利於增強分子鏈間的纏結，並提高（gāo）分子鏈間的（de）相互作用力，從而改善LLDPE薄膜的抗穿刺性（xìng）能（néng），延長薄膜使用壽命。

資料來（lái）源：薄膜通

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