聚乙烯的用途

【专家解说】：什么是聚乙烯 聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。 它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)，有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210°C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 聚合压力大小:高压、中压、低压; 聚合实施方法: 淤浆法、溶液法 、气相法 ; 产品密度大小:高密度、中密度、低密度、线性低密度; 产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。 聚乙烯特性 聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。 聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。 聚乙烯的种类 (1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯 (2) LLDPE:线形低密度聚乙烯 (3) MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂 (4) HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯 (5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯 (6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(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-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH) 分子量达到3，000，000-6，000，000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。 主要方法: 液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型)。我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法。 条件与过程描述:纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下，在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，经干燥、造粒得到产品。 HDPE (1)淤浆法HDPE的生产流程 (2)HDPE的特性 基本性能:无臭、无味、无毒的不透明的白色粉末，造粒后为乳白色颗粒; 玻璃化温度: -78℃; 熔点:比低密度聚乙烯高，约126~136℃ ; 密度:0.942-0.950(无定型态密度(25℃): 0.855 g/cm3，晶体密度(25℃): 1.00 g/cm3。); 是分子为线型结构，很少支化现象，是较典型的结晶高聚物。机械性能均优于低密度聚乙烯，熔点，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100~-140℃。 优点: (1)良好的耐热性(软化点120-125℃)和耐寒性(脆化温度:-70℃)、使用温度可达100℃。 (2)机械性能(拉伸、弯曲、压缩、剪切强度和硬度均优于LDPE，耐磨性好。 (3)介电性能优良(绝缘材料!)。 (4)化学稳定性良好，室温下不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱、盐。 (5)吸水性和水蒸汽透过率很低(包装好材料!)。 缺点: (1)耐老化性能(热氧老化)较差--抗氧剂和紫外吸收剂; (2)在受力作用下，热变形温度很低。 线形低密度聚乙烯(LLDPE) 线形低密度聚乙烯的生产工艺主要通过溶液法和气相法，将乙烯与带有烷基的支化烯烃，如4-甲基-戊烯(4-methyl-1-pentene)、己烯、辛烯等共聚可以得到线性低密度聚乙烯(LLDPE)。也可以是其他共聚单体LLDPE的特性? 线型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支链存在;机械性能介于高密度和低密度聚乙烯两者之间;熔点比普通低密度聚乙烯高15℃;耐低温性能也比低密度聚乙烯好;耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高数十倍。 低密度聚乙烯(LDPE) 低密度聚乙烯(LDPE)的生产工艺用氧或过氧化物等作引发剂，使乙烯聚合为低密度聚乙烯的方法。 乙烯经二级压缩后进入反应器，在压力100~300MPa、温度200~300℃及引发剂作用下聚合为聚乙烯，反应物经减压分离，使未反应的乙烯回收后循环使用，熔融状的聚乙烯在加入塑料助剂后挤出造粒。 LDPE的特性:低密度聚乙烯，是无色、半透明颗粒，分子中有长支链，分子间排列不紧密;低温韧性很高。 聚乙烯的加工与应用 聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工，广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。 (1)聚乙烯应用薄膜 低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，这种薄膜有良好的透明性和一定的抗拉强度，广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。 1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。 线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性虽较差，仍稍优于高密度聚乙烯。 此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 (2)聚乙烯应用中空制品 高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶;可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。 (3)聚乙烯应用管板材 挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设;挤出的板材可进行二次加工;也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料;防护套(例如缆索护套)。 (4)聚乙烯应用纤维 中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。 目前已研制出超高强度聚乙烯纤维(强度可达3~4GPa)，可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。 (5)聚乙烯应用杂品 用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等;电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等;制造结构件时要用高密度聚乙烯。 LLDPE的应用 薄膜、片材--主要的; 注塑制品; 电线电缆; 滚塑制品--高速公路指示路标桶; 管和管道; 其他。