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    UPE行業新聞

    聚乙烯種類大全

    時間:2016年04月15日 信息來源:本站原創 點擊: 加入收藏 】【 字體:


    聚乙烯是最結構簡單的高分子,也是應用最廣泛的高分子材料。
    它是由重復的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。
    聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓),有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的,且分子鏈很長,分子量高達幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210°C),過氧化物催化條件下自由基聚合,生產出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化結構的。

    聚乙烯是塑料包裝制品使用量最大的一類包裝原料,由于它是由石油加工過程中產生的裂介氣體中的乙烯為原料聚合而成的,乙烯單體無毒,因而各類聚乙烯原料中,即使含有200~300ppm的乙烯單體,仍舊是無毒的聚合物,可使用于同各種食品及藥品直接接觸的包裝場合。各類聚乙烯的熔融溫度和熱分介溫度(315℃以上)之間相差較大;熔融流動性較好,因而各類聚乙烯的熔融可加工成型性較好,可以使用塑料成型的擠壓、注射、壓縮、吹塑等方法來生產各種包裝制品。各類聚乙烯都是非極性聚合物,它們之間有良好的相容性,可以互相間以任何比例組合成共混物,以改善性能。由于各類聚乙烯的熔融溫度都比較低,且有高度的熱粘合性,因此,在軟塑包裝中,常使用聚乙烯作包裝的熱封材料。
    聚乙烯有很多種,通常按工業化出現的年代來分有1939年工業化的第一代聚乙烯,即:高壓法聚乙烯(低密度聚乙烯)、1953年工業化的第二代聚乙烯,即:低壓法聚乙烯(高密度聚乙烯)、1977年工業化的第三代聚乙烯,即:線性低密度聚乙烯(LLDPE)、1984年工業化的第四代聚乙烯,超低密度聚乙烯(VLDPE),以及1958年工業化的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和20世紀90年代出現的茂金屬聚乙烯(MPE)。嚴格說來上述聚乙烯在生產過程中,有的添加了少量的4碳或8碳的α烯烴作為共聚單體,但由于α烯烴使用量很少,所以還保持了聚乙烯的不少特性。
    聚合壓力大?。焊邏?、中壓、低壓;
    聚合實施方法: 淤漿法、溶液法 、氣相法 ;
    產品密度大?。焊呙芏?、中密度、低密度、線性低密度;
    產品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。

    聚乙烯特性
    聚乙烯無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良;但聚乙烯對于環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。
    聚乙烯的性質因品種而異,主要取決于分子結構和密度。

    聚乙烯的種類
    (1) LDPE:低密度聚乙烯、高壓聚乙烯
    (2) LLDPE:線形低密度聚乙烯
    (3) MDPE:中密度聚乙烯、雙峰樹脂
    (4) HDPE:高密度聚乙烯、低壓聚乙烯
    (5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
    (6)改性聚乙烯:CPE、交聯聚乙烯(PEX)
    (7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)


    (一)低密度聚乙烯(LDPE)
    LDPE的特性是:(1)LDPE是密度為0.91~0.925g/cm3的白色蠟狀顆粒狀固體,無味無嗅無毒;(2)LDPE是典型的結晶型聚合物,結晶度為55%~65%,熔點為105~126℃;(3)LDPE是非極性材料,易帶靜電,表面能低,因而在印刷、復合前應進行電暈處理,以提高表面能,加工過程中,應注意防靜電,避免靜電積累影響制品質量或電火花放電,引起火災;(4)LDPE透明性優良,熱封性優良,可廣泛用于透明低溫冷凍包裝制品的生產;(5)LDPE阻濕性優良,是制作干燥食品或需要良好防潮物品包裝的優質原料。但LDPE阻氣性大,易透過各類氣體;(6)LDPE雖有一定的耐油脂性,但其耐油脂性和耐有機溶劑性不如聚丙烯,因此,當厚度小時,不適宜長期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE時,最好厚度應超過50mm;(7)LDPE具有易燃性,燃燒時,火焰無煙無色,且有燒滴現象并有蠟燭氣,是鑒別的一個特點。
    LDPE擠出吹膜時應選擇熔融指數(MI)為2~6g/10min的吹膜級粒子,不僅有良好開口性,還有良好熱封性。擠出機均化段溫度在150~180℃,吹脹比2~3。牽引比應與吹脹比平衡。擠吹或注吹中空容器時,選擇MI小于2g/10min的擠吹級或注吹級的LDPE粒子,大于2g/10min的粒子易產生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。擠出流涎LDPE膜時,一般選用8~15g/10min的MI,太高的MI膜強度太低,擠出溫度視流涎膜用途而定,如果為熱封用,則溫度不要超過200℃,如果為復合用,為了提高PE同其它基材的擠復牢度,可提高到300℃甚至更高的溫度,但超過315℃以上時,時間不能太長,避免分介加大,性能降低。

    (二)中密度聚乙烯(MDPE)
    中密度聚乙烯是密度為0.926~0.94g/cm3,與LDPE有相同性能的一種聚乙烯,由于密度的提高,MDPE的結晶度高達70%~80%,而密度和結晶度的提高,則提高了MDPE熔融溫度、制品的硬度和強度。MDPE處于LDPE和HDPE之間。應當指出PE也有用壓延方法成型成片材和薄膜的,但是由于LDPE熔融流動性太好,因此,壓延加工都用于PE的填充改性材料中,如:片材用于真空吸塑包裝制品時。

    (三)高密度聚乙烯(HDPE)
    高密度聚乙烯(0.94~0.965g/cm3)的剛性、強韌性、機械強度、耐溶劑性、耐應力開裂性都比LDPE好。由于MI<1g/10mm的HDPE有很高的強度,因此,用于垃圾袋是吹膜級HDPE的重要用途之一,熔點126~136℃,結晶度超過90%?;剞D成型用HDPE可以選用MI3~20g/10min的粒子或粉末,生產大型高強度的包裝容器。注射周轉箱可以用MI為30~50g/10min的HDPE。HDPE成型溫度為180~250℃。HDPE特點是強度很高,透明性差。

    (四)線性低密度聚乙烯(LLDPE)
    LLDPE除了具有LDPE的一些特性外,它還有以下幾個特點:(1)LLDPE具有極好的熱封性,雖然LLDPE的熔融溫度比LDPE要高5℃左右,但LLDPE的熱封性具有良好的似離子性能,即:像離子型聚合物surlyn那樣,熱封面即使有嚴重的污染,仍舊有高度的熱封強度;熱封時溫度只要高于起始熱封溫度就可有高熱封強度,而一般的塑料,如:LDPE熱封溫度愈高,熱封強度愈大,因此,如用LLDPE為熱封材料,可只需使用較低的熱封溫度就可達到高度可靠的熱封強度,適宜于高速熱合機使用;(2)LLDPE的熔融粘度相當地大,是LDPE的10倍,而且LLDPE的熔融粘度對溫度不敏感,而對加工應力的敏感性則很強,這就是說LLDPE不能用提高溫度的方法來降低粘度,而只能用提高加工的速度,即:提高剪切應力的方法來提高熔融流動性,因此,加工LLDPE的螺桿設計是特殊的,主電機的功率往往是LDPE的2倍以上。我們常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料來改善二者的性能,并使之可以在加工LDPE的設備上加工LLDPE。

    (五)茂金屬聚乙烯(mPE)
    mPE同以上的各類PE不一樣,它不是用一般的ziegler-Natta催化劑聚合而成的,而是用二茂基氯鋯和甲基鋁氧化物組成的新型催化劑生成的。特點是具有LLDPE同樣的性能,同時也可以用提高溫度,或提高剪切力的方法來提高流動性。它在塑料包裝上一問世就得到廣泛的應用。

    (六)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)
    超高分子量聚乙烯ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)是粘均分子量達到300萬以上的線性聚乙烯,由于分子量特別高,其熔融流動性幾乎為零,不適宜一般加工設備來加工,而只適宜于采用熱壓法或者冷壓燒結法加工,UHMWPE除耐熱性外,其綜合性能超過“塑料王”聚四氟乙烯,故被歐美稱為“令人驚異的塑料”。超高分子量聚乙烯的強度非常高,耐磨性優越,自潤滑,可用于機械耐磨零件,鏈條導軌,且可以用于做防彈衣。大量應用于紡織、造紙、包裝、運輸、機械、化工、采礦、石油、農業、建筑、電氣、食品、醫療、體育及制冷技術等眾多領域。


    在聚乙烯的配方設計上應注意以下幾點:
    (1)各類聚乙烯及其乙烯共聚物。如:乙烯同醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯同乙烯醇的共聚物等均有良好的相容性,因此可以共混改性以改善共混物的性能;
    (2)同一種產品型式,例如:薄膜,可以用多種生產工藝制造。同一種原料,因生產工藝的不同,制得的產品性能上是會有很大差異的;即使同一種產品同一種原料和生產工藝,使用的工藝參數不同,產品的性能也會有差異,因此,在注意生產配方、工藝外還應注意到生產中的溫度,剪切應力,拉伸比等參數;
    (3)當使用橡膠與塑料共混改性時,最好使用粉末狀的橡膠,或者應使用雙輥煉膠機充分與塑料混煉,后切粒再生產,否則橡膠不易分散入塑料中,而在使用功能性材料如:填充劑,抗氧劑,抗靜電劑等改性時,最好使用母料,以達到更加均勻的添加效果;
    (4)配方的重要原則是在全面滿足制品使用要求的情況下使用價格最便宜,生產方法最簡單的工藝。
    塑料的改性有化學改性和物理改性,共混配方是一種物理改性,層合(Lamination)也是一種改性。即使是二種完全相容的材料,也應當充分混合均勻才能有良好效果。共混物的性能是二個完全相容的物質的性能同它在共混物中的重量百分數的乘積之和。


    主要方法:
    液相法(又分為溶液法和淤漿法)和氣相法(物料在反應器中的相態類型)。我國主要采用齊格勒催化劑的淤漿法。
    條件與過程描述:純度99%以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下,在壓力0.1-0.5MPa和溫度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤漿。經醇解破壞殘余的催化劑、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,經干燥、造粒得到產品。

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    (作者:佚名 編輯:taigela)

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