什么是聚乙烯

　　聚乙烯是結(jié)構(gòu)簡單的高分子，也是應(yīng)用廣泛的高分子材料。

　　它是由重復(fù)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(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化結(jié)構(gòu)的。

　　聚合壓力大小：高壓、中壓、低壓；

　　聚合實施方法： 淤漿法、溶液法 、氣相法 ； 

　　產(chǎn)品密度大?。焊呙芏?、中密度、低密度、線性低密度；

　　產(chǎn)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(yōu)良的耐低溫性能(低使用溫度可達-70～-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。

　　聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。

　　聚乙烯的種類

　?。?/span>1） LDPE：低密度聚乙烯、高壓聚乙烯

　　（2） LLDPE：線形低密度聚乙烯

　?。?/span>3） MDPE：中密度聚乙烯、雙峰樹脂

　?。?/span>4） HDPE：高密度聚乙烯、低壓聚乙烯

　　（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯

　?。?/span>6）改性聚乙烯：CPE、交聯(lián)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(huán)烯烴）的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物（EAA、 EMAA、EEA、EMA、EMMA、EMAH）

　　分子量達到3，000，000-6，000，000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強度非常高，可以用來做防彈衣。

　　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(yīng)器中的相態(tài)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(jīng)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(jīng)干燥、造粒得到產(chǎn)品。

　　HDPE

　?。?/span>1）淤漿法HDPE的生產(chǎn)流程

　　（2）HDPE的特性

　　基本性能：無臭、無味、無毒的不透明的白色粉末，造粒后為乳白色顆粒；

　　玻璃化溫度： -78℃；

　　熔點：比低密度聚乙烯高，約126～136℃ ；

　　密度：0.942-0.950（無定型態(tài)密度(25℃): 0.855 g/cm3，晶體密度(25℃): 1.00 g/cm3。）；

　　是分子為線型結(jié)構(gòu)，很少支化現(xiàn)象，是較典型的結(jié)晶高聚物。機械性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100～-140℃。

　　優(yōu)點： 

　?。?/span>1）良好的耐熱性（軟化點120-125℃）和耐寒性（脆化溫度：-70℃）、使用溫度可達100℃。

　?。?/span>2）機械性能（拉伸、彎曲、壓縮、剪切強度和硬度均優(yōu)于LDPE，耐磨性好。

　?。?/span>3）介電性能優(yōu)良（絕緣材料！）。

　?。?/span>4）化學(xué)穩(wěn)定性良好，室溫下不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿、鹽。

　?。?/span>5）吸水性和水蒸汽透過率很低（包裝好材料?。?/span>

　　缺點：

　?。?/span>1）耐老化性能（熱氧老化）較差——抗氧劑和紫外吸收劑；

　?。?/span>2）在受力作用下，熱變形溫度很低。 

　　線形低密度聚乙烯（LLDPE）

　　線形低密度聚乙烯的生產(chǎn)工藝主要通過溶液法和氣相法，將乙烯與帶有烷基的支化烯烴，如4-甲基-戊烯(4-methyl-1-pentene)、己烯、辛烯等共聚可以得到線性低密度聚乙烯(LLDPE)。也可以是其他共聚單體LLDPE的特性? 線型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支鏈存在；機械性能介于高密度和低密度聚乙烯兩者之間；熔點比普通低密度聚乙烯高15℃；耐低溫性能也比低密度聚乙烯好；耐環(huán)境應(yīng)力開裂性比普通低密度聚乙烯高數(shù)十倍。

　　低密度聚乙烯（LDPE）

　　低密度聚乙烯（LDPE）的生產(chǎn)工藝用氧或過氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。

　　乙烯經(jīng)二級壓縮后進入反應(yīng)器，在壓力100～300MPa、溫度200～300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應(yīng)物經(jīng)減壓分離，使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。

　　LDPE的特性：低密度聚乙烯，是無色、半透明顆粒，分子中有長支鏈，分子間排列不緊密；低溫韌性很高。

　　聚乙烯的加工與應(yīng)用

　　聚乙烯可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應(yīng)用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。

　　（1）聚乙烯應(yīng)用薄膜

　　 低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜，這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強度，廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。

　　1975年以來，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。

　　線型低密度聚乙烯的大用途也是制成薄膜，其強度、韌性均優(yōu)于低密度聚乙烯，耐刺穿性和剛性也較好，透明性雖較差，仍稍優(yōu)于高密度聚乙烯。

　　此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復(fù)合材料。 

　?。?/span>2）聚乙烯應(yīng)用中空制品

　　高密度聚乙烯強度較高，適宜作中空制品。如牛奶瓶、去污劑瓶；可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。 

　?。?/span>3）聚乙烯應(yīng)用管板材

　　擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設(shè)；擠出的板材可進行二次加工；也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料；防護套（例如纜索護套）。

　?。?/span>4）聚乙烯應(yīng)用纖維

　　中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。

　　目前已研制出超高強度聚乙烯纖維（強度可達3～4GPa），可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。

　?。?/span>5）聚乙烯應(yīng)用雜品

　　用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱、小型容器、自行車和拖拉機的零件等；電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等；制造結(jié)構(gòu)件時要用高密度聚乙烯。