左都全，馬國玲，2

(1.重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，重慶 404100；2.長(zhǎng)春理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130022)

聚乙烯是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大并且是全部樹脂中應(yīng)用量最大的品種[1]，農(nóng)膜中主要用的聚合物為聚乙烯，基體樹脂聚乙烯為非極性分子，與極性流滴劑相容性極差，所制備的棚膜流滴有效期僅為3-4個(gè)月[2]，因此，開發(fā)農(nóng)用長(zhǎng)效流滴棚膜有著極其重要的意義同時(shí)功能性棚膜的發(fā)展必然成為一種趨勢(shì)[3]。我國由農(nóng)膜大國到農(nóng)膜強(qiáng)國，需通過兩方面來努力，一方面降低處理成本，減少污染，開發(fā)降解農(nóng)膜；另一方面要提升檔次和質(zhì)量，提高產(chǎn)品的功能性，如長(zhǎng)壽耐老化、高保溫、高透明等[4]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 原料與試劑

實(shí)驗(yàn)中采用的主要原材料為中國石油天然氣股份有限公司提供的DFDA-7042聚乙烯，自制反應(yīng)型流滴劑、天津富宇精細(xì)化工有限公司提供的分析純二甲苯和丙酮。實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備主要有型號(hào)為SHJ-30的雙螺桿配料混煉擠出機(jī)、型號(hào)為AB3.0的電子輻照加速器、型號(hào)為RM-200C的吹膜機(jī)、型號(hào)為DSA100的接觸角測(cè)量?jī)x以及型號(hào)為8032的加速流滴測(cè)速儀。

1.2 接枝物、膜的制備及表面親水性能的表征

接枝物的制備是將預(yù)輻照聚乙烯與反應(yīng)型流滴劑按照一定的配比，先在高速攪拌機(jī)中混合，然后再將混合均勻的反應(yīng)物料一起加入雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過擠出、牽引、冷卻及造粒的工藝而獲得的；膜的制備是將聚乙烯和接枝物加入單螺桿吹膜機(jī)進(jìn)行吹膜而獲得的，其中，膜寬折徑165 mm，膜厚為0.10 mm。

聚乙烯膜和接枝物膜表面親水性能的表征是通過KRUSS公司提供的液滴形狀分析儀(DSA100)完成的。實(shí)驗(yàn)過程中每個(gè)樣品至少進(jìn)行五次測(cè)量并取平均值作為研究依據(jù)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過2.0 μL的水珠滴落在膜表面，從而形成液滴形狀(10s后)，然后記錄下相應(yīng)的接觸角數(shù)值，便于后期分析。

1.3 表征流滴性能

樣品膜表面結(jié)露面積超過總面積1/3時(shí)則為失效。流滴期在溫度為60 ℃的鞏義予華型號(hào)為8302的加速流滴測(cè)速儀上進(jìn)行流滴期的測(cè)試。每個(gè)樣品的流滴期測(cè)試至少進(jìn)行三次，取平均值作為該樣品的流滴期。

2 結(jié)果與討論

2.1 表征表面潤濕性能

物體表面的親水性能可以通過接觸角來說明，接觸角越小，親水性越好。從圖1看出，與聚乙烯相比，流滴劑的添加使得膜表面與水的接觸角大大減小，流滴劑的接枝反應(yīng)降低了膜表面的界面張力，使得接觸角下降，水在膜表面能夠鋪展。流滴劑是一種表面活性劑，具有親水基和親油基，當(dāng)大量表面活性劑存在時(shí)，親水基的定向排列需要一定時(shí)間。

圖1 接觸角大小變化

2.2 表征流滴性能

接枝流滴劑共混物膜在60 ℃加速流滴儀上進(jìn)行高溫加速流滴測(cè)試，初期形態(tài)與聚乙烯形成一層霧氣，說明接枝物膜流滴性能在初期非常好，水滴可以完全展開在膜表面，這是因?yàn)榱鞯蝿┡c聚乙烯的相容性較差，高溫可以快速遷移至膜表面。

純聚乙烯在60 ℃的滴水溫度下滴水時(shí)間為無，而接枝共混物的滴水時(shí)間為40天。因此，與純聚乙烯相比，流滴劑明顯的改善了膜的親水性能。主要有兩方面因素，一是游離的流滴劑受到聚乙烯分子鏈的排斥，同時(shí)受到接枝物的牽拉，緩慢析出，保證一次接枝物膜流滴的長(zhǎng)期性和高效性；二是流滴劑單體與聚乙烯分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一個(gè)分子鏈，不易沖刷掉，從而延長(zhǎng)流滴期。

3 結(jié)論

采用預(yù)輻照和反應(yīng)擠出接枝技術(shù)，將自制的反應(yīng)型流滴劑接枝到聚乙烯分子鏈上，接觸角測(cè)試表明：流滴劑的加入會(huì)減小水與接枝物膜表面的接觸角，純聚乙烯的接觸角為116°，接枝物共混物膜，接觸角降為29°。而加速流滴實(shí)驗(yàn)表明，接枝反應(yīng)可以有效延長(zhǎng)流滴期，純聚乙烯膜不具有流滴性能，接枝共混物膜流滴期可達(dá)到40天。