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聚烯烃熔点对沥青包装袋灌装性能的影响

文档作者：张艳莉，司承卉，蔺习雄，杨克红文档来源：中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院		更新日期： 2026年05月17日	点击数：
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聚烯烃熔点对沥青包装袋灌装性能的影响
张艳莉，司承卉，蔺习雄，杨克红
（中石油克拉玛依石化有限责任公司炼油化工研究院， 克拉玛依 834000）
摘要：研究了不同熔点的聚烯烃单独或复配后，对所制备包装袋沥青热灌性能的影响。
自行设计的耐热试验可以很好的反应聚烯烃材料的耐热温度，与差示扫描量热法（DSC）所
测试熔融温度有很好的一致性，并更为直观。通过不同熔点聚烯烃材料的包装袋配方试验表
明：如聚烯烃适合单独吹膜制袋，由该材料所制备的包装袋的沥青热灌温度会比原料的耐热
温度低，并且有些材料吹膜后耐热温度比原料低很多；可以通过聚烯烃材料之间的复配，改
善吹膜性能，改变材料的耐热温度，但本研究表明，两种材料复配后的耐热温度更接近于耐
热温度低的那种材料。再是，聚烯烃材料MFR 值大，或复配MFR 值大的聚烯烃材料，包
装袋由发黏到漏袋的变化会更快。
关键词：聚烯烃 包装袋 熔点 热灌温度 影响规律
收稿日期：2019-09-17。
作者简介：张艳莉，女，1991 年毕业于石油大学（北京）
炼制系，工程师，多年来一直从事沥青研究工作。
沥青包装方式逐渐向多元化方向发展以适
应市场需要，目前主要有铁通、保温罐车、软
包装等包装方式。各种包装方式都有各自的适
应性，但都存在一定的局限性。铁桶包装成本
高，须使用烘房或专用脱桶设备；保温罐车的
包装成本低，但是在运输过程中需要反复加热，
对沥青质量有负面影响；沥青软包装便于储存，
适用于中远距离及一些交通不便利地区的沥青
运输。
软包装一般有纸袋包装和塑料包装两种方
式，其中纸袋包装使用时容易与沥青黏连，使
用后残留纸袋的处理会造成环境污染。而塑料
软包装，一般以聚烯烃为主体原料制成，在一
定温度下进行沥青灌装，使用时包装袋和沥青
能够混熔，不存在环境污染，是一种较为环保
的沥青包装方式[1]。但是，随着改性沥青、高
黏沥青等沥青产品的不断开发应用，对包装袋
的承温及熔化提出了更高的技术要求。要求包
装袋能够满足不同沥青产品对灌装温度的技术
要求，并且与沥青相容性好，熔化后不会漂浮
在沥青表面以及影响沥青性质。本研究中对常
用的聚烯烃材料进行熔点测试及耐热试验，并
进行包装袋配方试验、吹膜制袋试验及沥青灌
装试验，以考察不同熔点聚烯烃材料单独或复
配使用时对沥青包装袋灌装温度的影响。
1 试验部分
1.1 试验原料
沥青塑料包装袋一般以聚烯烃类产品为原
料，本试验中选取不同种类的聚烯烃作为原料，
表1 中1-3 号为三种聚乙烯原料，4、5 号为两
种聚丙烯原料，具体各种材料的基本性质见表1。
表 1 不同原料基本性质
原料编号1 号2 号3 号4 号1）5 号1）
熔体质量流动速率（g·10 min-1） 1.0 2.0 8.0 3.0 12
密度/（g·cm-3） 0.920 0.920 0.956
拉伸屈服应力/MPa ≥ 8.5 8.5 25 29.0 29.0
拉伸断裂应力/MPa ≥ 23.0 10
拉伸断裂标称应变，% ≥ 850 400 600
Izod 冲击强度（23 ℃）2）/（J·m-1） 22 38.1
注：1）除4-5 号熔体质量流动速率测试条件为230 ℃，2.16 Kg 外，1-3
号均是190 ℃，2.16 Kg。
2）Izod 冲击强度即悬臂梁冲击强度。
2020 年4 月 石油沥青PETROLEUM ASPHALT 第34 卷第2 期
石 油 沥 22 青 2020 年第 34 卷
从表1 可以看出，所选择的三种聚乙烯，密
度或熔体质量流动速率，简称MFR（Melt massflow
rate）有所不同，其中1 号、2 号密度相同，
MFR 值有一定差别，3 号密度大，并且MFR 值
相对较大；三种聚乙烯中1 号的拉伸断裂标称
应变最大，3 号的拉伸屈服应力最大；两种聚丙
烯4 号、5 号MFR 分别为3.0 和12，其中5 号的
Izod 冲击强度更大。
1.2 试验方法
（1）原料耐热试验。因为聚烯烃产品的基本
性质中没有明显的关于材料耐热以及熔化温度的
数据，本项研究中自行设计了耐热试验方法，通
过耐热试验和差示扫描量热法（简称DSC）考察
原料的耐热温度和熔融温度。
耐热试验：将少量各种原料置于烘箱内，每
次升温5 ℃，在各温度下恒温15 min，观察各聚
烯烃的形态变化，将颗粒开始黏连或形态开始发
生变化之前的温度视为耐热温度；
DSC 分析：根据GB/T 19466.3— 2004《塑料
差示扫描量热法》试验方法测试原料的熔融（也可
称为熔化）温度，试验条件中升温速率为20 ℃ /min，
该方法包括两段升温扫描过程，第一段升温程序
为消除热历史，第二段为熔融温度测试曲线。熔
融温度以消除热历史后的熔融峰进行计算[2]。由
于样品内部以及样品皿均存在温度梯度，会使样
品与样品皿接触的部分首先开始出现相变，此时
为起始熔融温度。
（2）以聚烯烃为原料，设计包装袋配方。对配
方原料进行称量、混合均匀，在平行双螺杆挤出机
上进行挤出造粒后，在小型试验吹膜机上对混合粒
子进行吹膜试验。混合挤出造粒采用SHJ-20C 双螺
杆挤出机，由南京杰恩特机电有限公司生产；混
合粒子吹膜采用XH-430B 小型试验吹膜机，由
东莞锡华检测仪器有限公司生产；
（3）对各配方包装膜进行沥青热灌试验，试
验中将包装膜单层套在1 L 缸子内，灌入约600 g
热90 号道路沥青，观察包装膜状况，考察其灌
装温度。
2 试验结果与讨论
2.1 耐热试验
为了考察各种聚烯烃的耐热性能，按照1.2
（1）中的方法进行耐热试验，具体结果见表2、表3。
表2 原料耐热试验1
温度/℃ 1 号2 号3 号
室温乳白色扁椭圆形半透明椭圆球形乳白色短圆柱形
120 形态无变化颜色变透明形态无变化形态无变化
125 形态略微变细形态明显变成细长的米粒形形态无变化
130 形态明显变细长颗粒间黏连颗粒间开始黏连形态无变化
135 颗粒黏连呈织网形颗粒黏连呈织网形
颗粒间明显黏连，部分仍略可见
颗粒状网形，部分黏连为片状
140 已不见颗粒形状黏连为网片形织网间进一步黏连大部分已熔为黏连的片状
145 进一步黏连摊开进一步黏连摊开全部熔化黏连成片状
表3 原料耐热试验2
温度/℃ 4 号5 号
室温透明椭圆球形透明椭圆球形
155 形态无变化形态无变化
160 形态无变化形态变细长、变软、颗粒间黏连
165 颗粒间轻微黏连，少部分颗粒略微变细长进一步变软、黏连
170 颗粒间轻微黏连，少部分颗粒略微变细长黏连，仍可见颗粒形
175 细长明显黏连黏连，仍可见颗粒形
第 2 期 张艳莉等 . 聚烯烃熔点对沥青包装袋灌装性能的影响 23
表5 沥青包装袋试验配方
%
原料
配方
1 2 3 4 5 6 7 8
1 号100 0 0 0 50 50 0 0
2 号0 100 0 0 0 0 50 0
3 号0 0 0 0 50 0 0 50
4 号0 0 100 0 0 50 0 0
5 号0 0 0 100 0 0 50 50
硬脂酸0.3
抗氧剂0.03
由表2 中的试验现象可以看出，三种聚乙烯
中1 号耐热温度为120 ～ 125 ℃，2 号为120 ℃，
之后随温度升高，外观均为缓慢逐渐黏连，一直为
胶黏态；3 号耐热温度高于1 号和2 号，耐热温度
为130 ℃，并且在135 ～ 140 ℃颗粒迅速熔为液态。
由表3 中的试验现象可以看出4 号聚丙烯的
耐热温度为160 ℃，5 号的耐热温度为155 ℃。
2.2 DSC 分析
采用GB/T 19466.3— 2004 测试各种聚烯烃的
熔化温度。DSC 分析中称量测试前后样品质量，
没有变化，说明样品在测试温度范围内没有发生
化学反应，具体测试结果见表4。
由表4 中的DSC 分析结果可以看出，各种聚
烯烃熔融温度与耐热试验的结果基本一致，DSC
分析结果数据更精确，耐热试验结果更为直观。
表4 原料熔化温度测试结果
样品
样品质量/mg
起始熔融温度/℃ 熔融温度/℃
试验前试验后
1 号4.5 4.5 116.30 127.17
2 号6.0 6.0 114.61 124.89
3 号4.0 4.0 122.09 130.76
4 号4.4 4.4 139.70 162.50
5 号8.6 8.6 130.51 150.54
2.3 配方设计及吹膜试验
为考察不同熔点的聚烯烃对包装袋沥青灌装
温度的影响，分别以表1 中的聚烯烃类材料单独
或两两复配，设计包装袋配方，其中3 号聚乙烯
原料的MFR 值太大，不适合单独吹制薄膜。另外，
每个配方中均外加0.3% 硬脂酸作为润滑剂，以
及0.03% 的抗氧剂。具体各配方如表5 所示。
为保证配方5 ～ 8 中的聚烯烃能够混合均匀，
将配方原料分别经过称量，初步混合后，在上文
1.2（2）所述平行双螺杆挤出机上进行挤出造粒，
挤出造粒机各区工艺控制温度设定见表6。
其中配方5 按温度Ⅰ设定，配方6 按温度Ⅱ
设定，配方7、配方8 按温度Ⅲ设定。然后在小型
试验吹膜机上分别将各配方粒子吹膜，试制包装袋
小样，试验中各塑料熔体连续通过膜口挤出，由压
缩空气上吹吹胀、风环冷却和变频牵引获得双折塑
料包装袋，包装膜厚度为（0.06±0.01） mm，宽度
为（18±2） cm。为保证各配方塑料熔体熔化均匀，
以避免薄膜呈现树皮状、薄厚不均等现象，需设
定合适的吹膜工艺温度，具体如表7 所示。
表6 挤出造粒机各区工艺控制温度
℃
温度一区二区三区四区五区机头
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 按温度Ⅳ设定，配方3 按温度Ⅴ
设定，配方4 按温度Ⅵ设定，配方5 按温度Ⅶ设
定，配方6 按温度Ⅷ设定，配方7、配方8 按温
度Ⅸ设定。其中由4 号聚丙烯材料单独吹制的配
方3 薄膜硬，单向易撕裂，4 号聚丙烯复配1 号
聚乙烯的配方6 薄膜性能得到改善，其它配方薄
膜均较好。最后，将所吹制的各配方包装膜封切
石 油 沥 24 青 2020 年第 34 卷
制袋，完成包装袋的制备。
2.4 热灌试验
对9 个配方所试制的包装袋小样按照1.2（3）
中的方法进行沥青热灌试验，试验结果如表8 所
示。其中包装袋发黏、不漏袋的状况视为可以灌
装的最高温度，即耐热温度。
表7 吹膜机各区工艺控制温度
℃
温度
料筒四个区膜头三个区
一区二区三区四区五区六区七区（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 包装袋热灌试验
配方配方1 配方2 配方3
不同温度灌装情况
115 ℃，不发黏，不漏袋115 ℃，略发黏，不漏袋150 ℃，不发黏，不漏袋
120 ℃，略发黏，不漏袋120 ℃，发黏，不漏袋153 ℃，发黏，不漏袋
123 ℃， 发黏，不漏袋123 ℃，漏袋155 ℃， 漏袋
125 ℃， 漏袋
耐热温度/℃ 123 120 153
配方配方4 配方5 配方6
不同温度灌装情况
130 ℃，不发黏，不漏袋120 ℃，不发黏，不漏袋133 ℃，略发黏，不漏袋
133 ℃，略发黏，不漏袋125 ℃，略发黏，不漏袋135 ℃，发黏，不漏袋
135 ℃，漏袋127℃， 漏袋137 ℃， 漏袋
耐热温度/℃ 133 125 135
配方配方7 配方8
不同温度灌装情况
125 ℃，不发黏，不漏袋127 ℃，不发黏，不漏袋
127 ℃，发黏，不漏袋130 ℃，发黏，不漏袋
130 ℃， 漏袋133 ℃，漏袋
耐热温度/℃ 127 130
和配方8 的热灌温度分别为127 ℃、130 ℃。可
以看出，两种不同耐热温度的聚烯烃复配后，所
制备包装袋的耐热温度，不是简单的线性关系，
而是更接近耐热温度低的那种材料；同时，由灌
装过程中包装袋由发黏到漏袋的变化情况可以看
出，聚烯烃材料MFR 值大，或复配MFR 值大的
聚烯烃材料，包装袋由发黏到漏袋的变化会更快。
3 结论
（1）自行设计的耐热试验可以很好的反应聚
烯烃材料的耐热温度，测试结果与差示扫描量热
由表8 中的试验结果可以看出，一种聚烯烃
单独吹膜，配方1、2 薄膜的热灌温度分别为123 ℃、
120 ℃，略低于原料的耐热温度；配方3 热灌温
度为153 ℃，配方4 为133 ℃，分别比原料耐热
温度低10 ℃和17 ℃ ；两种聚烯烃复配吹膜，由
3 号和1 号聚乙烯复配后的配方5，可以吹膜制
袋，并且沥青热灌温度比单独1 号材料的配方1
高2 ℃，为125 ℃ ；由1 号聚乙烯复配4 号聚丙
烯的配方6 热灌温度为135 ℃ ；由2 号、3 号聚
乙烯材料分别与5 号聚丙烯材料复配后的配方7
第 2 期 25
法（DSC）所测试熔融温度有很好的一致性，并
且更为直观。
（2）如聚烯烃适合单独吹膜制袋，由该材料
所制备的包装袋薄膜的沥青热灌温度会比原料的
耐热温度低，并且有些材料吹膜后耐热温度比原
料低很多。
（3）可以通过聚烯烃材料之间的复配，改变
材料的吹膜性能以及耐热温度，以满足不同沥青
对热灌温度的需要，但两种材料复配后的耐热温
度不是简单的线性关系，而是更接近于耐热温度
低的那种材料。
（4）由灌装过程中包装袋由发黏到漏袋的变
化情况可以看出，聚烯烃材料MFR 值大，或复
配MFR 值大的聚烯烃材料，包装袋由发黏到漏
袋的变化会更快。
参考文献
[ 1 ] 牛春革，罗来龙，韩韫，等. 环保型道路沥青软包装袋
的研制及应用，石油炼制与化工，2005,36（12）：37-40.
[ 2 ] 包世星，张立军，赵平，等.GB/T 19466 塑料 差示扫
描量热法（DSC）. 中华人民共和国国家标准，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
张艳莉等. 聚烯烃熔点对沥青包装袋灌装性能的影响
特别声明
为了实现期刊编辑、出版工作的网络化、我刊现已进入同方数据库、万方数据库、维普数据库、
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