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聚烯烴熔點對瀝青包裝袋灌裝性能的影響

文檔作者：張艷莉，司承卉，藺習雄，楊克紅文檔來源：中石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油化工研究院		更新日期： 2026年05月17日	點擊數(shù)：
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聚烯烴熔點對瀝青包裝袋灌裝性能的影響
張艷莉，司承卉，藺習雄，楊克紅
（中石油克拉瑪依石化有限責任公司煉油化工研究院， 克拉瑪依 834000）
摘要：研究了不同熔點的聚烯烴單獨或復配后，對所制備包裝袋瀝青熱灌性能的影響。
自行設計的耐熱試驗可以很好的反應聚烯烴材料的耐熱溫度，與差示掃描量熱法（DSC）所
測試熔融溫度有很好的一致性，并更為直觀。通過不同熔點聚烯烴材料的包裝袋配方試驗表
明：如聚烯烴適合單獨吹膜制袋，由該材料所制備的包裝袋的瀝青熱灌溫度會比原料的耐熱
溫度低，并且有些材料吹膜后耐熱溫度比原料低很多；可以通過聚烯烴材料之間的復配，改
善吹膜性能，改變材料的耐熱溫度，但本研究表明，兩種材料復配后的耐熱溫度更接近于耐
熱溫度低的那種材料。再是，聚烯烴材料MFR 值大，或復配MFR 值大的聚烯烴材料，包
裝袋由發(fā)黏到漏袋的變化會更快。
關鍵詞：聚烯烴 包裝袋 熔點 熱灌溫度 影響規(guī)律
收稿日期：2019-09-17。
作者簡介：張艷莉，女，1991 年畢業(yè)于石油大學（北京）
煉制系，工程師，多年來一直從事瀝青研究工作。
瀝青包裝方式逐漸向多元化方向發(fā)展以適
應市場需要，目前主要有鐵通、保溫罐車、軟
包裝等包裝方式。各種包裝方式都有各自的適
應性，但都存在一定的局限性。鐵桶包裝成本
高，須使用烘房或專用脫桶設備；保溫罐車的
包裝成本低，但是在運輸過程中需要反復加熱，
對瀝青質(zhì)量有負面影響；瀝青軟包裝便于儲存，
適用于中遠距離及一些交通不便利地區(qū)的瀝青
運輸。
軟包裝一般有紙袋包裝和塑料包裝兩種方
式，其中紙袋包裝使用時容易與瀝青黏連，使
用后殘留紙袋的處理會造成環(huán)境污染。而塑料
軟包裝，一般以聚烯烴為主體原料制成，在一
定溫度下進行瀝青灌裝，使用時包裝袋和瀝青
能夠混熔，不存在環(huán)境污染，是一種較為環(huán)保
的瀝青包裝方式[1]。但是，隨著改性瀝青、高
黏瀝青等瀝青產(chǎn)品的不斷開發(fā)應用，對包裝袋
的承溫及熔化提出了更高的技術要求。要求包
裝袋能夠滿足不同瀝青產(chǎn)品對灌裝溫度的技術
要求，并且與瀝青相容性好，熔化后不會漂浮
在瀝青表面以及影響瀝青性質(zhì)。本研究中對常
用的聚烯烴材料進行熔點測試及耐熱試驗，并
進行包裝袋配方試驗、吹膜制袋試驗及瀝青灌
裝試驗，以考察不同熔點聚烯烴材料單獨或復
配使用時對瀝青包裝袋灌裝溫度的影響。
1 試驗部分
1.1 試驗原料
瀝青塑料包裝袋一般以聚烯烴類產(chǎn)品為原
料，本試驗中選取不同種類的聚烯烴作為原料，
表1 中1-3 號為三種聚乙烯原料，4、5 號為兩
種聚丙烯原料，具體各種材料的基本性質(zhì)見表1。
表 1 不同原料基本性質(zhì)
原料編號1 號2 號3 號4 號1）5 號1）
熔體質(zhì)量流動速率（g·10 min-1） 1.0 2.0 8.0 3.0 12
密度/（g·cm-3） 0.920 0.920 0.956
拉伸屈服應力/MPa ≥ 8.5 8.5 25 29.0 29.0
拉伸斷裂應力/MPa ≥ 23.0 10
拉伸斷裂標稱應變，% ≥ 850 400 600
Izod 沖擊強度（23 ℃）2）/（J·m-1） 22 38.1
注：1）除4-5 號熔體質(zhì)量流動速率測試條件為230 ℃，2.16 Kg 外，1-3
號均是190 ℃，2.16 Kg。
2）Izod 沖擊強度即懸臂梁沖擊強度。
2020 年4 月 石油瀝青PETROLEUM ASPHALT 第34 卷第2 期
石 油 瀝 22 青 2020 年第 34 卷
從表1 可以看出，所選擇的三種聚乙烯，密
度或熔體質(zhì)量流動速率，簡稱MFR（Melt massflow
rate）有所不同，其中1 號、2 號密度相同，
MFR 值有一定差別，3 號密度大，并且MFR 值
相對較大；三種聚乙烯中1 號的拉伸斷裂標稱
應變最大，3 號的拉伸屈服應力最大；兩種聚丙
烯4 號、5 號MFR 分別為3.0 和12，其中5 號的
Izod 沖擊強度更大。
1.2 試驗方法
（1）原料耐熱試驗。因為聚烯烴產(chǎn)品的基本
性質(zhì)中沒有明顯的關于材料耐熱以及熔化溫度的
數(shù)據(jù)，本項研究中自行設計了耐熱試驗方法，通
過耐熱試驗和差示掃描量熱法（簡稱DSC）考察
原料的耐熱溫度和熔融溫度。
耐熱試驗：將少量各種原料置于烘箱內(nèi)，每
次升溫5 ℃，在各溫度下恒溫15 min，觀察各聚
烯烴的形態(tài)變化，將顆粒開始黏連或形態(tài)開始發(fā)
生變化之前的溫度視為耐熱溫度；
DSC 分析：根據(jù)GB/T 19466.3— 2004《塑料
差示掃描量熱法》試驗方法測試原料的熔融（也可
稱為熔化）溫度，試驗條件中升溫速率為20 ℃ /min，
該方法包括兩段升溫掃描過程，第一段升溫程序
為消除熱歷史，第二段為熔融溫度測試曲線。熔
融溫度以消除熱歷史后的熔融峰進行計算[2]。由
于樣品內(nèi)部以及樣品皿均存在溫度梯度，會使樣
品與樣品皿接觸的部分首先開始出現(xiàn)相變，此時
為起始熔融溫度。
（2）以聚烯烴為原料，設計包裝袋配方。對配
方原料進行稱量、混合均勻，在平行雙螺桿擠出機
上進行擠出造粒后，在小型試驗吹膜機上對混合粒
子進行吹膜試驗。混合擠出造粒采用SHJ-20C 雙螺
桿擠出機，由南京杰恩特機電有限公司生產(chǎn)；混
合粒子吹膜采用XH-430B 小型試驗吹膜機，由
東莞錫華檢測儀器有限公司生產(chǎn)；
（3）對各配方包裝膜進行瀝青熱灌試驗，試
驗中將包裝膜單層套在1 L 缸子內(nèi)，灌入約600 g
熱90 號道路瀝青，觀察包裝膜狀況，考察其灌
裝溫度。
2 試驗結果與討論
2.1 耐熱試驗
為了考察各種聚烯烴的耐熱性能，按照1.2
（1）中的方法進行耐熱試驗，具體結果見表2、表3。
表2 原料耐熱試驗1
溫度/℃ 1 號2 號3 號
室溫乳白色扁橢圓形半透明橢圓球形乳白色短圓柱形
120 形態(tài)無變化顏色變透明形態(tài)無變化形態(tài)無變化
125 形態(tài)略微變細形態(tài)明顯變成細長的米粒形形態(tài)無變化
130 形態(tài)明顯變細長顆粒間黏連顆粒間開始黏連形態(tài)無變化
135 顆粒黏連呈織網(wǎng)形顆粒黏連呈織網(wǎng)形
顆粒間明顯黏連，部分仍略可見
顆粒狀網(wǎng)形，部分黏連為片狀
140 已不見顆粒形狀黏連為網(wǎng)片形織網(wǎng)間進一步黏連大部分已熔為黏連的片狀
145 進一步黏連攤開進一步黏連攤開全部熔化黏連成片狀
表3 原料耐熱試驗2
溫度/℃ 4 號5 號
室溫透明橢圓球形透明橢圓球形
155 形態(tài)無變化形態(tài)無變化
160 形態(tài)無變化形態(tài)變細長、變軟、顆粒間黏連
165 顆粒間輕微黏連，少部分顆粒略微變細長進一步變軟、黏連
170 顆粒間輕微黏連，少部分顆粒略微變細長黏連，仍可見顆粒形
175 細長明顯黏連黏連，仍可見顆粒形
第 2 期 張艷莉等 . 聚烯烴熔點對瀝青包裝袋灌裝性能的影響 23
表5 瀝青包裝袋試驗配方
%
原料
配方
1 2 3 4 5 6 7 8
1 號100 0 0 0 50 50 0 0
2 號0 100 0 0 0 0 50 0
3 號0 0 0 0 50 0 0 50
4 號0 0 100 0 0 50 0 0
5 號0 0 0 100 0 0 50 50
硬脂酸0.3
抗氧劑0.03
由表2 中的試驗現(xiàn)象可以看出，三種聚乙烯
中1 號耐熱溫度為120 ～ 125 ℃，2 號為120 ℃，
之后隨溫度升高，外觀均為緩慢逐漸黏連，一直為
膠黏態(tài)；3 號耐熱溫度高于1 號和2 號，耐熱溫度
為130 ℃，并且在135 ～ 140 ℃顆粒迅速熔為液態(tài)。
由表3 中的試驗現(xiàn)象可以看出4 號聚丙烯的
耐熱溫度為160 ℃，5 號的耐熱溫度為155 ℃。
2.2 DSC 分析
采用GB/T 19466.3— 2004 測試各種聚烯烴的
熔化溫度。DSC 分析中稱量測試前后樣品質(zhì)量，
沒有變化，說明樣品在測試溫度范圍內(nèi)沒有發(fā)生
化學反應，具體測試結果見表4。
由表4 中的DSC 分析結果可以看出，各種聚
烯烴熔融溫度與耐熱試驗的結果基本一致，DSC
分析結果數(shù)據(jù)更精確，耐熱試驗結果更為直觀。
表4 原料熔化溫度測試結果
樣品
樣品質(zhì)量/mg
起始熔融溫度/℃ 熔融溫度/℃
試驗前試驗后
1 號4.5 4.5 116.30 127.17
2 號6.0 6.0 114.61 124.89
3 號4.0 4.0 122.09 130.76
4 號4.4 4.4 139.70 162.50
5 號8.6 8.6 130.51 150.54
2.3 配方設計及吹膜試驗
為考察不同熔點的聚烯烴對包裝袋瀝青灌裝
溫度的影響，分別以表1 中的聚烯烴類材料單獨
或兩兩復配，設計包裝袋配方，其中3 號聚乙烯
原料的MFR 值太大，不適合單獨吹制薄膜。另外，
每個配方中均外加0.3% 硬脂酸作為潤滑劑，以
及0.03% 的抗氧劑。具體各配方如表5 所示。
為保證配方5 ～ 8 中的聚烯烴能夠混合均勻，
將配方原料分別經(jīng)過稱量，初步混合后，在上文
1.2（2）所述平行雙螺桿擠出機上進行擠出造粒，
擠出造粒機各區(qū)工藝控制溫度設定見表6。
其中配方5 按溫度Ⅰ設定，配方6 按溫度Ⅱ
設定，配方7、配方8 按溫度Ⅲ設定。然后在小型
試驗吹膜機上分別將各配方粒子吹膜，試制包裝袋
小樣，試驗中各塑料熔體連續(xù)通過膜口擠出，由壓
縮空氣上吹吹脹、風環(huán)冷卻和變頻牽引獲得雙折塑
料包裝袋，包裝膜厚度為（0.06±0.01） mm，寬度
為（18±2） cm。為保證各配方塑料熔體熔化均勻，
以避免薄膜呈現(xiàn)樹皮狀、薄厚不均等現(xiàn)象，需設
定合適的吹膜工藝溫度，具體如表7 所示。
表6 擠出造粒機各區(qū)工藝控制溫度
℃
溫度一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)機頭
Ⅰ 135 155 170 160 150 140
Ⅱ 170 200 220 210 190 170
Ⅲ 155 185 215 205 185 165
配方1、2 按溫度Ⅳ設定，配方3 按溫度Ⅴ
設定，配方4 按溫度Ⅵ設定，配方5 按溫度Ⅶ設
定，配方6 按溫度Ⅷ設定，配方7、配方8 按溫
度Ⅸ設定。其中由4 號聚丙烯材料單獨吹制的配
方3 薄膜硬，單向易撕裂，4 號聚丙烯復配1 號
聚乙烯的配方6 薄膜性能得到改善，其它配方薄
膜均較好。最后，將所吹制的各配方包裝膜封切
石 油 瀝 24 青 2020 年第 34 卷
制袋，完成包裝袋的制備。
2.4 熱灌試驗
對9 個配方所試制的包裝袋小樣按照1.2（3）
中的方法進行瀝青熱灌試驗，試驗結果如表8 所
示。其中包裝袋發(fā)黏、不漏袋的狀況視為可以灌
裝的最高溫度，即耐熱溫度。
表7 吹膜機各區(qū)工藝控制溫度
℃
溫度
料筒四個區(qū)膜頭三個區(qū)
一區(qū)二區(qū)三區(qū)四區(qū)五區(qū)六區(qū)七區(qū)（膜口）
Ⅳ 140 160 180 170 160 150 140
Ⅴ 175 200 220 200 175 165 155
Ⅵ 160 180 200 180 170 160 150
Ⅶ 140 160 180 160 150 140 135
Ⅷ 165 190 210 190 175 165 155
Ⅸ 160 175 195 185 170 155 145
表8 包裝袋熱灌試驗
配方配方1 配方2 配方3
不同溫度灌裝情況
115 ℃，不發(fā)黏，不漏袋115 ℃，略發(fā)黏，不漏袋150 ℃，不發(fā)黏，不漏袋
120 ℃，略發(fā)黏，不漏袋120 ℃，發(fā)黏，不漏袋153 ℃，發(fā)黏，不漏袋
123 ℃， 發(fā)黏，不漏袋123 ℃，漏袋155 ℃， 漏袋
125 ℃， 漏袋
耐熱溫度/℃ 123 120 153
配方配方4 配方5 配方6
不同溫度灌裝情況
130 ℃，不發(fā)黏，不漏袋120 ℃，不發(fā)黏，不漏袋133 ℃，略發(fā)黏，不漏袋
133 ℃，略發(fā)黏，不漏袋125 ℃，略發(fā)黏，不漏袋135 ℃，發(fā)黏，不漏袋
135 ℃，漏袋127℃， 漏袋137 ℃， 漏袋
耐熱溫度/℃ 133 125 135
配方配方7 配方8
不同溫度灌裝情況
125 ℃，不發(fā)黏，不漏袋127 ℃，不發(fā)黏，不漏袋
127 ℃，發(fā)黏，不漏袋130 ℃，發(fā)黏，不漏袋
130 ℃， 漏袋133 ℃，漏袋
耐熱溫度/℃ 127 130
和配方8 的熱灌溫度分別為127 ℃、130 ℃。可
以看出，兩種不同耐熱溫度的聚烯烴復配后，所
制備包裝袋的耐熱溫度，不是簡單的線性關系，
而是更接近耐熱溫度低的那種材料；同時，由灌
裝過程中包裝袋由發(fā)黏到漏袋的變化情況可以看
出，聚烯烴材料MFR 值大，或復配MFR 值大的
聚烯烴材料，包裝袋由發(fā)黏到漏袋的變化會更快。
3 結論
（1）自行設計的耐熱試驗可以很好的反應聚
烯烴材料的耐熱溫度，測試結果與差示掃描量熱
由表8 中的試驗結果可以看出，一種聚烯烴
單獨吹膜，配方1、2 薄膜的熱灌溫度分別為123 ℃、
120 ℃，略低于原料的耐熱溫度；配方3 熱灌溫
度為153 ℃，配方4 為133 ℃，分別比原料耐熱
溫度低10 ℃和17 ℃ ；兩種聚烯烴復配吹膜，由
3 號和1 號聚乙烯復配后的配方5，可以吹膜制
袋，并且瀝青熱灌溫度比單獨1 號材料的配方1
高2 ℃，為125 ℃ ；由1 號聚乙烯復配4 號聚丙
烯的配方6 熱灌溫度為135 ℃ ；由2 號、3 號聚
乙烯材料分別與5 號聚丙烯材料復配后的配方7
第 2 期 25
法（DSC）所測試熔融溫度有很好的一致性，并
且更為直觀。
（2）如聚烯烴適合單獨吹膜制袋，由該材料
所制備的包裝袋薄膜的瀝青熱灌溫度會比原料的
耐熱溫度低，并且有些材料吹膜后耐熱溫度比原
料低很多。
（3）可以通過聚烯烴材料之間的復配，改變
材料的吹膜性能以及耐熱溫度，以滿足不同瀝青
對熱灌溫度的需要，但兩種材料復配后的耐熱溫
度不是簡單的線性關系，而是更接近于耐熱溫度
低的那種材料。
（4）由灌裝過程中包裝袋由發(fā)黏到漏袋的變
化情況可以看出，聚烯烴材料MFR 值大，或復
配MFR 值大的聚烯烴材料，包裝袋由發(fā)黏到漏
袋的變化會更快。
參考文獻
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描量熱法（DSC）. 中華人民共和國國家標準，2004.
Effect of Polyolefin Melting Pointon Asphalt BagsFillPerformance
Zhang Ya nli, Si Ch enghui, Lin Xixiong, Ya ng Keh ong
（Petrochemical Research Institute , CNPCKaramay Co ., Ltd ., Karamay 834000）
Abstract ：The effects of alone or in combination polyolefin with different melting points on the hot fill
performance of prepared asphaltpackage are studied in this paper. The heating test designed by us can well
reflect the heat resistance temperature of polyolefin material, and has a good consistency with the melting
temperature measured by DSC. The package formula experiment of polyolefin materials with different melting
points shows that: If polyolefin is suitable for independently blowing film to make bags, the heat pouring
temperature of asphalt in the packaging bags prepared by this material will be lower than that of raw materials,
and the heat resistance temperature of some materials after blowing filmis much lower than the raw material.
Through the compounding of polyolefin materials, the film blowing performance can be improved and the heat
resistancecan be changed. But this study shows thatthe heat resistance temperature of the composite materials
is closer to that with lower heat resistance temperature. Moreover, if the polyolefin material has a large MFR
value, or if the polyolefin material with a large MFR value is compounded, the change of packaging bag from
sticky to leaky bag will be faster.
Keywords ：polyolefin; packaging bag; melting point;hot filltemperature;ef fect law
張艷莉等. 聚烯烴熔點對瀝青包裝袋灌裝性能的影響
特別聲明
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