【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 態(tài)下可以被認(rèn)為是透明的，但是在塊狀存在的時(shí)候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個(gè)數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈 個(gè)數(shù)的影響，分布于從 90 攝氏度到 130 攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在 130 攝氏度以上的環(huán)境中溶于 二甲苯 中制備。 聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對(duì)有機(jī)蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨 9 結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量 增大而提高。高密度聚乙烯熔點(diǎn)范圍為 132135oC，低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低（ 112oC）且范圍寬。常溫下不溶于任何已知溶劑中， 70oC 以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯 等溶劑中 。 聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能 (最低使用溫度可達(dá) 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，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良；但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力 (化學(xué)與機(jī)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。 聚乙烯化學(xué)性質(zhì) 聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)，硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，碳黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。 聚乙烯抗多種有機(jī)溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如 硝酸 。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會(huì)被氧化。 【 CH2CH2】 n 簡(jiǎn)稱 PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α－烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒 ,手感似蠟 ,具有優(yōu)良的耐低溫性能 (最低使用溫度可達(dá) 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(duì)于環(huán)境應(yīng)力 (化學(xué)與機(jī)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。采用不同 的生產(chǎn)方法可得不同密度 (～ ／ cm3）的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法 (見塑料加工 )加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為 電視 、 雷達(dá)等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的 1/4。 1983 年世界聚乙烯總生產(chǎn)能力為 ，在建裝置能力為 。 聚乙烯種類 10 聚乙烯 有多種分類方法 ,主要按密度分類 :① 高密度聚乙烯，是不透明的白色粉末 ,造粒后為乳白色顆粒 ,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(jī)械性能均優(yōu)于低密度聚乙 烯，熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高，約 126～ 136℃ ，其脆化溫度比低密度聚乙烯低 ,約100～ 140℃ 。 ② 低密度聚乙烯 ,是無色、半透明顆粒，分子中有長(zhǎng)支鏈，分子間排列不緊密。 ③ 線型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支鏈存在，機(jī)械性能介于高密度和低密度聚乙烯兩者之間，熔點(diǎn)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。 此外，按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯，聚乙烯的生產(chǎn)方法不同，其密度及熔體指數(shù)（表示流動(dòng)性）也不同。按分子量可分為低分子量聚 乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯 ， 分子量達(dá)到 3， 000， 0006， 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(qiáng)度非常高，可以用來做防彈衣。 在這里我們主要介紹高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯。 [2] 高密度聚乙烯（ HDPE） 高密度聚乙烯（ HDPE， High Density Polyethylene） 又稱低壓聚乙烯，因?yàn)樵诘蛪合律a(chǎn)，含有較多長(zhǎng)鍵，因此密度高。主要用于制造各種 注塑 、 吹塑 和擠出成型制品。 高密度聚乙烯通常使用 ZieglerNatta（ 齊格勒 納塔催化劑 ）聚合法制造，其特點(diǎn)是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規(guī)整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料，用氧或有機(jī)過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。高密度乙烯屬環(huán)保材質(zhì)，加熱達(dá)到熔點(diǎn)，即可回收再利用。須知塑膠原料可大分為兩大類：“熱塑性塑膠”（ Thermoplastic）及“熱固性塑膠”（ Thermosetting），“熱固性塑膠”是加熱到 一定溫度后變成固化狀態(tài)，即使繼續(xù)加熱也無法改變其狀態(tài)，因此，有環(huán)保問題的產(chǎn)品是“熱固性塑膠”的產(chǎn)品（如輪胎），并非是“熱塑性塑膠”的產(chǎn)品（如：夾板），所以并非所有“塑膠”皆不環(huán)保。 HDPE 是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài) HDPE 的外表呈乳 白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。 PE 具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴 （四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。 HDPE 具有很好的電性能 ，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。中 11 到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在 40F 低溫度下均如此 。 主要是采用低壓生產(chǎn)，故又稱低壓聚乙烯。 HDPE 分子中支鏈少，結(jié)晶度高(85%90%)，密度高 ()，具有較高的使用溫度，硬度、力學(xué)強(qiáng)度和耐化學(xué)藥品性較好。適用于中空吹塑、注塑和擠出各種制品 (硬 )，如各種容器、網(wǎng)、打包帶，并可用作電纜覆層、管材、異型材、片材等。 以注射成型制品及中空制品為主。 低密度聚乙烯（ LDPE） 低密度聚乙烯（ LDPE， Low Density Polyethylene）又稱高壓聚乙烯， 用高壓法（ — ）生產(chǎn)，支鏈較多，強(qiáng)度低，多用來生產(chǎn)薄膜制品。 由氧氣或有機(jī)過氧化物引發(fā)，由乙烯聚合而成。結(jié)晶度低 (4O%~60%)，其密度范圍為 ~。透明性好，易加工，熱變形溫度及熔點(diǎn)低 (112℃ )，廣泛應(yīng)用于各種薄膜、電線、電纜等領(lǐng)域。它在 1941年工業(yè)化成功，在各種聚乙烯中歷史最悠久。 高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等 。 低密度聚乙烯通常使用高溫高壓下的 自由基 聚 合生成，由于在反應(yīng)過程中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，因此密度較低，在高溫下容易產(chǎn)生致癌物質(zhì)，故保鮮膜不宜進(jìn)入微波爐，塑膠分類標(biāo)志中，低密度聚乙烯（ LDPE）代碼是 4。 LDPE 感官鑒別：手感柔軟：白色透明，但透明度一般， 燃燒鑒別：燃燒火焰上黃下藍(lán)；燃燒時(shí)無煙，有石蠟的氣味，熔融滴落，易拉絲 。 通常用高壓法()生產(chǎn)，故又稱為高壓聚乙烯。由于用高壓法生產(chǎn)的聚乙烯分子鏈中含有較多的長(zhǎng)短支鏈 (每 1000 個(gè)碳鏈原子中含有的支鏈平均數(shù) 21)，所以結(jié)晶度較低 (45%65%)，密度較小 ()，質(zhì)輕，柔性，耐低溫性、耐沖擊性較好。 LDPE廣泛用于生產(chǎn)薄膜、管材 (軟 )、電纜絕緣層和護(hù)套、人造革等。 線性低密度聚乙烯（ LLDPE） 線性低密度聚乙烯（ LLDPE， Linear Low Density Polyethylene）線性低密度聚乙烯是通過在聚乙烯的主鏈上共聚一 些具有短支鏈的共聚物生成的。 12 聚乙烯特點(diǎn) 耐腐蝕性 ,電絕緣性 (尤其高頻絕緣性 )優(yōu)良 ,可以氯化 ,化學(xué)交聯(lián) 、輻照交聯(lián)改性 ,可用玻璃纖維增強(qiáng) .低壓聚乙烯的熔點(diǎn) ,剛性 ,硬度和強(qiáng)度較高 ,吸水性小 ,有良好的電性能和耐輻射性 。高壓聚乙烯的柔軟性 ,伸長(zhǎng)率 ,沖擊強(qiáng)度和滲透性較好 。超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高 ,耐疲勞 ,耐磨 . 低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件 。高壓聚乙烯適于制作薄膜 等 。超高分子量聚乙烯適于制作減震 ,耐磨及傳動(dòng)零件 。 成型特性 （ 1） 結(jié)晶料 ,吸濕小 ,不須充分干燥 ,流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感 ,成型時(shí)宜用高壓注射 ,料溫均勻 ,填充速度快 ,保壓充分 .不宜用直接澆口 ,以防收縮不均 ,內(nèi)應(yīng)力增大 .注意選擇澆口位置 ,防止產(chǎn)生縮孔和變形 . （ 2） 收縮范圍和收縮值大 ,方向性明顯 ,易變形翹曲 .冷卻速度宜慢 ,模具設(shè)冷料穴 ,并有冷卻系統(tǒng) . （ 3） 加熱時(shí)間不宜過長(zhǎng) ,否則會(huì)發(fā)生分解 . （ 4） 軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí) ,可強(qiáng)行脫模 . （ 5） 可能發(fā)生融體破裂 ,不宜與有機(jī)溶劑接觸 ,以防開裂 第三章 聚乙烯生產(chǎn)工藝 聚乙烯制備方法的發(fā)展 1933 年，英國(guó)卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯。此法于1939 年工業(yè)化，通稱為高壓法。 1953 年聯(lián)邦德國(guó) TiCl4Al(C2H5)3為催化劑 ,乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯(lián)邦德國(guó)赫斯特公司于 1955 年投入工業(yè)化生產(chǎn)，通稱為低壓法聚乙烯。 50 年代初期，美國(guó)菲利浦石油公司發(fā)現(xiàn)以氧化鉻 硅鋁膠為催化劑 ,乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯 ,并于 1957 年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生 13 產(chǎn)。 60 年代 ,加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α －烯烴 用溶液法制成低密度聚乙烯。1977 年， 美國(guó)聯(lián)合碳化物公司 和 陶氏化學(xué)公司先后采用低壓法制成低密度聚乙烯，稱作線型低密度聚乙烯，其中以聯(lián)合碳化物公司的氣相法最為重要。線型低密度聚乙烯性能與低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生產(chǎn)中能量消耗低，因此發(fā)展極為迅速，成為最令人注目的新合成樹脂之一 。 低壓法的核心技術(shù)在于催化劑。德國(guó)齊格勒發(fā)明的 TiCl4Al(C2H5)3 體系為 聚烯烴 的第一代催化劑 ,催化效率較低，每克鈦約得數(shù)千克聚乙烯。 1963 年比利時(shí)索爾維公司首創(chuàng)以鎂化合物為載體的第二代催化劑，催化效率達(dá)每克鈦得數(shù)萬至數(shù)十萬克聚乙烯。采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘?jiān)暮筇幚砉ば颉Ｒ院笥职l(fā)展了氣相