聚乙烯是什么

小嘿QA2020-11-02 01:37:18阅读(...)

聚乙烯是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。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-100~-70°C),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)。

聚乙烯是以乙烯为原料经催化剂催化聚合而得的一种化合物。

聚乙烯是什么

聚乙烯的种类及其性能特点

聚乙烯有很多种类,按工业化年代来分有:最早工业化生产的第一代聚乙烯(高压法聚乙烯),这是由炼油厂中的热裂化和催化裂化生成的石油气体,经精馏塔提炼出纯度达 99.999%的乙烯,在 150~200MPa 的高压下聚合而成的、密度为 0.91~0.925g/cm3 的低密度聚乙烯(LDPE);第二代聚乙烯是低压法聚合而成的高密度聚乙烯(HDPE);1977 年工业生产了性能上具有不少特色的线性低密度聚乙烯(LLDPE);1984 年工业化的、用茂金属为催化剂聚合而成茂金属聚乙烯(mPE)。此外,还有超低密度聚乙烯(VLDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。

1.LDPE

LDPE 的性能特点如下:

1)LDPE 是无色、无臭、无味、无毒的热塑性结晶性(结晶度 55%~65%)聚合物,熔点为 105~126℃。

2)LDPE 是非极性塑料,易带静电,其体积电阻率达 1016Ω·cm,电绝缘性优,表面能低,表面张力为 3.1×10 − 4N/cm,因此印刷、涂装前应预先进行电晕处理,以提高表面能。

3)LDPE 透明性好、耐寒性好,脆化温度为-80~-55℃。

4)LDPE 有良好的热封性,是复合薄膜良好的内封层材料。

5)LDPE 的热分解温度是 315℃。LDPE 易燃,氧指数为 17.5。

说明:氧指数 21 以下属易燃材料,21~27 属难燃材料,>27 的为不燃材料。

6)LDPE 有良好的阻湿性,而透气性大,是良好的干燥食品的包装材料。

2.HDPE

HDPE 的性能特点有许多与 LDPE 相同,如:易燃,燃烧时有烧滴现象;良好的耐寒性;无臭、无色、无味、无毒;表面能低,阻湿性好,但透气性大;是结晶性聚合物(结晶度为 75%~90%);HDPE 电绝缘性优,体积电阻率达 1017Ω·cm。

HDPE 的突出特点是韧性好,强度大。尤其是 MI<1g/10min、相对分子质量高的 HDPE,在应力开裂性得到改善后,常用作长距离输送石油和天然气的管道材料。但 HDPE 的透明性不如 LDPE,其薄膜呈半透明状,密度为 0.941~0.970g/cm3。

3.MDPE

MDPE 是中密度聚乙烯,其密度为 0.925~0.940g/cm3,其性能处于 LDPE 和 HDPE 之间。聚乙烯随密度的提高,结晶度增加,各种物理机械性能提高,熔点提高。

4.LLDPE

LLDPE 是 20 世纪 70 年代工业化生产的聚乙烯,其密度虽在 0.914-0.931g/cm3 的低密度范围内,但具有不少有价值的特性。

1)LLDPE 的熔体粘度与温度的依存关系较小,而与剪切速率有很大的关系,而且 LLDPE 的熔体粘度是 LDPE 同一温度下的 10 倍以上。因此,要降低 LLDPE 的熔体粘度以完成成型,不是用提高温度的方法,而是通过提高剪切速率,即使用提高成型速度的方法来完成熔体加工成型。由于 LLDPE 的熔体粘度大,因此成型机械的动力大。例如:用 65mm 直径的螺杆加工 LDPE 时,需要 15~20kW 的电动机,但在加工 LLDPE 时,需要 50kW 的电动机。螺杆必须是专门设计的混炼型螺杆,以满足快速塑化的要求。

2)LLDPE 的另一个特性是具有似离子型聚合物的性能,即像离子型聚合物那样具有极好的夹杂物热封性,故即使在 LLDPE 表面有油污灰尘,仍旧能热封制袋且热封可靠,防止被包装商品漏出。

此外,LLDPE 还有比 LDPE 高的拉伸强度和冲击强度,脆化温度比 LDPE 低 20~30℃,耐环境应力开裂性比 LDPE 高 1000 倍。因此,HDPE 煤气管道的材料是 LLDPE(用来改善 HDPE 耐环境应力开裂性)和 HDPE 的共混物(煤气管道用 HDPE 要求 1000h 的耐环境应力开裂性)。LLDPE 的粘弹性比其它聚乙烯好,因此,LLDPE 是缠绕包装膜的主要材料。

5.VLDPE

超低密度聚乙烯(Very Low-Density Polyethylene,VLDPE)的密度比 LDPE 低。密度低则单位质量所得到包装面积或包装体积(称得率,Yield)就大,成本就低。此外,VLDPE 同 LLDPE 一样,耐环境应力开裂性优,低温冲击强度高,且与 LDPE 一样,是优良的包装热封层材料。

6.UHMWPE

聚合度大于 3.7×104,相对分子质量超过 1.5×106,叫超高分子量聚乙烯(Ultrahigh Molecular Weight PE,UHMWPE)。其性能特点是熔融指数(Melting Index,MI)几乎是零,即使熔融也不流动。因此,它的成型只能用粉末冶金的方法——烧结成型法。UHMWPE 有突出的耐摩擦性,具自润滑性,噪声阻尼性极好。它还有突出的耐低温冲击性,电绝缘性极好(体积电阻率达 1016-1017Ω·cm),耐高温蠕变性好,有卓越的耐化学药品性,耐环境应力开裂性可达 2000h,是 PE 中最好的。经过改性,UHMWPE 现在也可以通过挤出、压制成型。

7.mPE

茂金属聚乙烯是最新开发的一种聚乙烯,称 mPE。它是在二茂基氯锆催化剂下聚合而成的,同传统的 Ziegler-Natta 催化剂聚合不同,对 mPE 的相对分子质量、相对分子质量分布、立体规整结构、共聚单体含量及分布都可以精确地控制,因而 mPE 有优异的性能。mPE 同 LLDPE 一样,有良好的夹杂物热封性;透明性优;熔体粘度高。但是 mPE 熔体粘度的降低既可以通过提高温度,也可以通过提高剪切速率来达到,因此较 LLDPE 易成型。mPE 的强韧性比 LLDPE 好,耐环境应力开裂性优,同其它聚烯烃(如 PE、PP 等)的相容性好。

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