1、案例背景
某企业生产的PE/碳酸钙透气膜表面出现了不同程度的晶点缺陷，导致薄膜的静水压，薄膜拉伸强度出现明显的下降，严重影响材料使用性能，需要找到该缺陷产生的原因，并调整相关生产工艺及配方。
图1 背光灯下薄膜晶点图片
2、异常分析
PE/碳酸钙透气膜的生产工艺流程为：
共混造粒→单螺杆挤出→纵向拉伸→收卷成膜
取透气膜两处不同缺陷位置，通过DSC、SEM、徕卡光学显微镜等方法，逐步分析缺陷产生原因。
3、分析步骤
3.1 光学显微镜分析
图2 背光灯下晶点
在徕卡光学显微镜下观察，该晶点外观呈现为黄色的圆形，这是由于晶点，具有较高的黏度，在薄膜进行拉伸过程中该区域位置不随周围树脂进行拉伸从而形成圆形缺陷。
3.2 扫描电子显微镜分析
图3 晶点断面扫描电镜图
对材料的断面进行分析研究，从扫描电镜的结果来看，断面处无颗粒团聚点，但是存在明显的界面，说明晶点不是由于碳酸钙团聚引起的。
图4 晶点电子能谱结果
对该区域进行电子能谱扫描，从能谱图上来看，该区域只含C、O两种元素。推测由于透气粒子在挤出机中停留时间过长，树脂受到高温和强剪切应力作用，部分聚乙烯C-H键或C-C主键发生断裂产生自由基，这些自由基团比较活泼，在微量氧存在下生成过氧化物自由基，向聚乙烯碳链转移，树脂相对分子质量成倍增长或形成交联网状结构，从而导致了晶点的产生。
3.3 DSC结晶曲线分析
将类似区域的薄膜缺陷，用锋利的刀片取样收集，通过差示扫描量热仪测量材料的熔融温度以及结晶温度，如图5所示。
图5 薄膜正常区域及薄膜缺陷处材料的DSC结晶曲线、二次升温熔融曲线
结果显示薄膜缺陷处材料的熔融温度以及结晶温度与正常区域树脂的温度是一致的，表明薄膜缺陷区域的材料不是其他树脂或者高分子量的PE树脂导致的。
图6 热台偏光显微镜下材料异常区域
为进一步证明该异常区域是否是由凝胶/过度交联引起，对该区域的树脂进行显微热台加热。从图中我们可以观察到薄膜缺陷处材料从120℃缓慢升至180℃的过程中，树脂材料慢慢融化并和周围树脂融为一体，材料冷却降温至80℃后，该异常区域消失和周围保持一致，这再次表明该缺陷不是由于凝胶/过度交联引起的，而是由于基体树脂塑化不良导致的。
4、处理意见
PE/碳酸钙透气膜产生塑化不良的因素有很多，在加工生产过程中机器温度不够或者材料在机器中的塑化时间太短均可能会出现这种问题，因此在生产过程中应注意机器的温度能达到材料的塑化要求同时保证材料在机器中有充足的塑化时间。另一种容易忽略的原因是在停机转产过程中，工厂一般会使用低熔指的树脂材料进行清洗机器，生产过程中这种低熔指的树脂若未能充分过渡也会容易出现塑化不良的问题。
