熔体流动指数mfi(熔喷料，其实你并不懂)

Posted 2023-06-02

篇首语：农村四月闲人少，勤学苦攻把名扬。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了熔体流动指数mfi(熔喷料，其实你并不懂)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

熔体流动指数mfi(熔喷料，其实你并不懂)

浮躁、疯狂，正是现阶段各种乱象、怪象的代名词。

很多呼吁：大家要理性，也有人说政府要引导……

对不对？对！

可是纯洁至臻的理想面对的是巨大的利益、贪婪的欲望！

看看下面的感染人数。目前安全的，就剩下南极的企鹅了吧？

我不想再谈口罩的需求、熔喷布的价格，现在连中国大妈都参与的事儿，已不是秘密。
我只是让大家看看天天戴口罩的你安全否？下面是劣质熔喷布生产车间及收缴的劣质熔喷布。

图1 劣质熔喷布生产车间

图2 收缴的劣质熔喷布

目前熔喷布的价格虽然有所回落，约在40万~50万元，但相比疫情前2万元还是利润巨大。

“受下游熔喷布需求带动，目前大厂高熔指聚丙烯价格为6-8万元左右，而月前只有9000元。现在是一天几个报价，上下午的价格就可能相差万元。”一位从事熔喷专用料销售的经理表示。

劣质熔喷布通过两个方面驱动PP价格上涨:

1）大量投产劣质熔喷布，带动PP纤维价格上涨，石化厂家大量转产纤维料，挤压PP拉丝生产比例，使得PP拉丝货源紧张；

2）因为PP纤维料需求突然扩张，导致PP纤维料一货难求。劣质熔喷布生产转而大量采购PP拉丝替代PP纤维。

我们知道在利润的感召下，大量小作坊开始投产劣质熔喷布。据资讯机构了解，不到2个月有近10万家小型作坊投产。

如果以每家作坊每天0.1吨（4袋标准包装PP，属于低估预设）的PP纤维料使用量，意味着每天PP纤维料需求量达到1万吨。

清明以前，PP纤维料的排产比例不过6%，大部分情况下最多也就14%的排产比例。

当前PP总产能2566万吨，开工率88%左右，全年PP产量2258万吨，平均每天PP产量6.3万吨，如果PP纤维料以10%的中位数排产比例来算，PP纤维料在4月初之前平均每天产量为6300吨。

这些PP纤维料还需要用来生产其他各类无纺布等相关材料。但是10万家小型作坊1天的需求量就达到1万吨以上，因此此前PP纤维料暴涨也就不奇怪了。

在劣质熔喷布转眼获利数十倍的面前，PP纤维料在短短2周时间价格上涨3倍才是正常。在PP纤维料价格大幅上涨后，PP供给端厂家大量转产PP纤维料，PP纤维料排产比例在短短1周上涨了5倍，达到历史最高31%。

对于熔喷料的理解，你错了！

现在我们讲熔喷料，就是熔喷PP。
然而，从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片原料。
除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯等。

聚合物切片原料的性能与熔喷工艺密切相关，主要的参数有：

1) 聚合物种类

2) 分子量及其分布

3) 聚合物降解性能

4) 切片形状

5) 含杂

1、聚合物种类

聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了熔点及流变性能的不同。对于每一种聚合物原料，均有对应的熔喷工艺，如在加热温度、螺杆长径比、螺杆形式、原料干燥工艺等方面都有一定的差异。

烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高，因此加热温度高于其熔点100℃以上方能顺利熔喷，而聚酯加热温度稍高于其熔点就可熔喷。烯烃类聚合物原料几乎不含水，因此熔喷时一般不需要干燥。而聚酯中含有微量水分，加热后由于水分的存在会导致酯类的水解，产生不利于非织造布产品质量的副反应物，因此必须进行切片干燥。

2、分子量及其分布

聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工艺和熔喷法非织造布性能最主要的因素。对熔喷工艺来说，一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利于熔喷纤网的均匀性。

聚合物分子量大小与其熔融流动指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成正比。也即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用

通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物熔喷时考虑用熔体粘度或特性粘度来反映原料的分子量大小。釆用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔喷法非织造布。但目前的趋势是采用较高的MFI切片原料，这样可提高产量，降低加热温度，从而降低能耗。

分子量分布越集中，大分子的分子量均等性好，便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网，因此，熔喷工艺要求聚合物原料的分子量分布尽量集中。

3、聚合物降解性能

聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量分布。通常有三种降解方式：化学、机械剪切和热降解。聚合物熔喷时或熔喷前，可采用氧或过氧衍生物来实现化学降解，增加挤压速率、热量和熔体滞留时间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。

对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解，避免聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，分子量分布离散。同时还要求不能过度降解。

4、含杂

熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能，降低产品生产成本。

聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量高，MFI较低，通常只有12g/l0min。该种聚丙烯在熔喷时必须借助于螺杆挤岀机的高温和剪切作用来降解。

随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35的所取代，同时出现了为熔喷工艺所用的聚丙烯，其MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出机的工作温度，提高熔体流动速率，有利于减少过度降解聚合物的形成，延长熔喷模头寿命，减少能耗，同时给选用添加剂以更大的灵活性。

聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点：

1、聚合物熔体粘度可以按需控制

熔体粘度控制方法主要有：

使用氧化剂或过氧化剂；
依靠螺杄挤岀机的机械剪切作用；
控制工作温度进行热降解。

对于MFI较低的聚丙烯，通常同时采用以上三种方法来控制熔体粘度，以便熔喷形成超细纤维。

2、分子量分布(MWD)可控制

熔喷工艺要求聚丙烯分子量分布较窄，以便加工岀超细纤维。新的催化技术使聚合物生产商可以生产出MFI极高而MWD极窄的聚丙烯原料，前述的三种降解措施可进一步降低分子量分布。

图4 聚丙烯切片的MFI、MWD与牵伸空气温度的关系

3、较宽的熔融温度范围

聚丙烯具有较宽的熔融温度范围，对非织造工艺中常用的热粘合加工工艺较为有利。常规应用中，聚丙烯的耐热性已足够。

4、有利于制成超细纤维

与其他聚合物原料相比，如果聚丙烯熔体的粘度很低、分子量分布很窄，则熔喷时，同样的能耗和同样的牵伸条件下可得到较细的纤维。聚丙烯熔喷非织造布纤维细度通常为2~5μm，极端条件下可达到0.3um。较窄的分子量分布降低了熔体的弹性，因此，熔喷模头喷丝孔挤岀的熔体细丝可在热空气流牵伸作用下变得更细。

熔喷工艺中，必须根据最终产品的质里、性能要求以及工艺特性来选择聚丙烯切片原料。重点应考虑以下几方面：

添加剂

为了保证聚合物切片的贮存、加工和最终应用的稳定性，聚合物切片生产时般都加入一些添加剂。根据熔喷非织造布的最终应用要求，熔喷加工时，可在挤岀机加料阶段再放入适当的添加剂。例如，如生产用于卫生材料的熔喷法非织造布，则可加入一些耐γ射线照射的添加剂，以便使产品在医院或其他使用场所中可耐射线消毒照射。

均匀性

要求切片每包、毎桶或毎箱的MFI和添加剂等指标保持一致，以保证熔喷生产工艺和产品质里稳定。

MFI

美国熔喷工艺常用的聚丙烯切片的MFI达到400、800、1200等。聚丙烯切片的MFI越高，则熔喷时能耗越小。如要求熔喷法非织造布的强度高，一般可使用MFI30~35的聚丙烯切片但生产能耗要高一些。对于吸油材料以及保暖材料等，仅考虑纤维细度的话，可使用高MFI的切片，产量高，能耗低。

图5聚丙烯MFI与熔喷能耗的关系

造粒

普通造粒工艺会造成高MFI切片的特性不均匀性。目前，由于改进了催化剂和添加剂的良好分布，可以直接从反应金制得具有较窄分子里分布的球粒状切片。这种高MFI的切片具有更好的熔融指数均匀性，而且越过了造粒阶段，减少了树脂受热时间，因此其应用迅速增长。

分子量分布宽度MWD

分子量分布宽度对熔体流动性能有明显影响，分子量分布越窄，越容易制得细纤维。分子量分布宽，造成熔体切变速率下降，增加了熔体的弹性，会影响热空气流对熔体细丝的牵伸，从而影响纤维细度和产品的手感。某些高MFI的树脂中还加入了降解添加剂，以便在挤出机中降低熔体粘度和缩小分子量分布范围，因此较适合熔喷加工工艺。

切片的清洁性

减少切片的含杂量，有利于延长熔喷模头更换周期，降低生产成本。熔喷工艺中，聚合物熔体进入模头之前，应经过过滤，以滤去杂质和聚合反应后残留的催化剂。

国外熔喷布用树脂原料

茂金属催化聚合聚烯烃树脂，其特点为：分子量分布窄，纺丝性好，不易断丝，纤维更细，韧性更好。
高柔性共聚树脂：加入1～4%的乙烯无规共聚或更高乙烯含量的嵌段共聚物，具有更好的柔性、贴服性，适用于与皮肤接触的医疗、卫生、擦拭等个人护理用非织造材料。
高卫生品质树脂：采用含有邻苯塑化剂的催化剂，所制成的纺熔非织造材料，在使用过程中会存在析出危害，无法满足高端医疗、卫生用非织造材料的卫生性能要求。

（1）ExxonMobil公司：Achieve™ 6936G2树脂是一种基于茂金属催化技术生产的超高熔体流动速率的均聚物树脂，通常MFR1550g/10min，分子量分布窄，不含过氧化物。

（2）JPP公司（日本聚丙烯株式会社）：WINTEC™ 茂金属无规共聚聚丙烯，极少的抽出物和气味，优越的热封性能，相对于使用传统齐格勒-纳塔催化剂制造的无规共聚聚丙烯，熔体强度优化，延展性高。WSX03和WMG03两个牌号，其熔体流动指数分别为25和30g/10min。

（3）LG化学公司：Lucene茂金属均聚聚丙烯具有窄分子量分布、高韧性、优良的可纺性、低挥发性有机化合物等特点，适用于纺熔非织造材料。

下面是一些公司及生产的牌号，供大家参考：

正宗的熔喷料应该这样做！

国内公司做聚丙烯熔喷料的企业目前很多，主要有：金发科技、中石化、北京伊士通、国立科技、南京聚隆、道恩、普利特、东华能源等。此外，无数中小厂如雨后春笋一样出现。

他们大部分之前做改性材料的，因为疫情的原因而转产熔喷PP。

不过，在使用过程中客户发现，除了中石化及几个主要大厂之外，其他家的材料真是不敢恭维啊！

这是为什么呢？

为此，我们采访了福建华塑的技术专家，为你揭开熔喷PP工艺中的秘密。

黑点杂质问题

熔喷布企业都知道，材料中如果有杂质，在生产熔喷布时容易堵塞喷丝孔，断丝，增加拆卸喷丝板频率，布面均匀性差。国内多数企业生产熔喷PP的产线以前是做其他改性料的，尤其你在做一些增强改性的材料时，必须加玻纤或碳纤，这些纤维硬度高，把炮筒内壁及螺杆表面划得是伤痕累累，出现了无数的小坑，这叫做麻点。塑胶陷入这些小坑内，无法出来，经过常时间的受热，出现碳化，这就形成料中的黑点。尤其当客户的喷头为0.1时，极易被堵住。客户不得不频繁更换滤网。华塑产线之前生产是光学级产品的，炮筒内壁及螺杆表面为镜面，没有麻点，材料生产中自然不产生黑点杂质。从而，生产出的熔喷料品质极高。客户反馈，华塑的料不会堵塞喷丝孔，极大减少了他们拆卸喷丝板的频率，提高了熔喷布的产量。熔喷布1吨50万，多生产一吨，就多赚50万呀！一天产量多个几吨，上百万的利润呀！这个道理，地球人都明白呀！

熔喷布气味问题

很多厂家做的熔喷布（尤其是不少小厂），气味很大。当然，这个气味主要来自小分子物质。其中有布在加工过程中材料的降解。

不过作为原料的熔喷PP也是需要检讨的。比如改性塑料厂商采用最多的方法是化学降解法来生产熔喷PP。这个方法是使聚丙烯和化学降解剂如有机过氧化物等在螺杆挤出机中进行反应，使聚丙烯分子链发生断裂而降低其分子量。

有机过氧化物有许多种，比较常用的是阿克苏的101。这个原料的价格在高峰时高达1000元/公斤，有些企业就换成国产的，只有200元/公斤。这就导致生产出的材料气味大，残留多。

华塑的专家具有多年的经验，他们知道这些高残留的过氧化物会刺激面部皮肤导致过敏，影响人体健康。从PP-RP1500这个熔喷材料的物性表中可以看出，它的挥发分是极低的，这很好的体现出华塑材料的高品质。

材料流动性不好的问题

熔喷材料的熔指是极为关键的一个指标。看起来极为简单，做起来并容易。有些企业的熔指只能做到300，有些做到七八百，都敢在外卖。更有些黑心的中间商骗熔喷布企业说2040也可以。天呀，2040的熔指为38，做无纺布可以，做熔喷布不能啊！我们知道材料的熔指高，流动性就好，容易制得细纤维，提高过滤效率。

一个好的熔指及稳定的品质不光靠材料，设备也极为重要。

1) 计量设备的精度要高

2) 补料料位的选择合适，避免补料时冲击产生喂料波动

3) 液体喂料需要在短时间内达到连续稳定的输出

没有高精度的喂料设备，熔指波动很大。对于熔指±200的差别，对生产布的企业很头疼的。华塑的PP-RP1500这个熔喷材料熔指稳定，1500；客户使用这个熔喷材料做成熔喷布后，测试盐性颗粒物过滤效率(PFE)达95%以上。

尾声

随着4月份中石化、中石油等企业新建的20条生产线陆续达产，央企熔喷布产能预计将提升至每天70吨以上。
5月底，中石化16条熔喷布生产线全部投产后，加上控股企业的5吨/天产能，将形成万吨熔喷布年产能，每年可用来加工一次性医用口罩超过100亿只。届时，中石化有望成为中国乃至世界最大的熔喷布生产商。
中石化、中石油熔喷布的批量上市，一定会打压熔喷布价格；另一方面，大量进口聚丙烯货源到场也会冲击国内市场。
熔喷布价格下跌，劣质口罩套利空间被挤压殆尽，聚丙烯价格将会迎来暴跌。
最后，能在市场留下的玩家，一定是真正有实力的人。

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