【20xx年整理】一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師專(zhuān)業(yè)考試備考經(jīng)驗(yàn)(已改無(wú)錯(cuò)字)
2023-07-07 18:40:42 本頁(yè)面
【正文】 低密度聚乙烯中的一種，是工業(yè)上常用的聚乙烯，其他分類(lèi)法有時(shí)把MDPE歸類(lèi)于HDPE或LLDPE。按相對(duì)分子質(zhì)量可分為低相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、普通相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯、超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯。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。英文名稱(chēng)： Low density polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)LDPE低密度聚乙烯，又稱(chēng)高壓聚乙烯。無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、表面無(wú)光澤、乳白色蠟狀顆粒，～，質(zhì)輕，柔性，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐70℃），但力學(xué)強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度較低（55%～65%），熔點(diǎn)105～115℃。LDPE可采用熱塑性成型加工的各種成型工藝，如注射、擠出、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等，成型加工性好。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線(xiàn)、電纜絕緣、吹塑中空成型制品、涂層和人造革等。英文名稱(chēng)：High Density Polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)HDPE高密度聚乙烯，又稱(chēng)低壓聚乙烯。無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭，白色顆粒，分子為線(xiàn)型結(jié)構(gòu)，很少有支化現(xiàn)象,是典型的結(jié)晶高聚物。力學(xué)性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高，約125～137℃，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約100～70℃，～。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長(zhǎng)時(shí)間接觸時(shí)能溶脹，在70℃以上時(shí)稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。吸水性小，具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，介電性能、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性亦較好。HDPE可采用注射、擠出、吹塑、滾塑等成型方法，生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶，繩纜、魚(yú)網(wǎng)和編織用纖維、電線(xiàn)電纜等。英文名稱(chēng)：Linear Low Density Polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)LLDPE線(xiàn)形低密度聚乙烯被認(rèn)為是“第三代聚乙烯”的新品種，是乙烯與少量高級(jí)α烯烴(如丁烯己烯辛烯四甲基戊烯1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，為無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的乳白色顆粒，～。與LDPE相比，具有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn)，且軟化溫度和熔融溫度較高，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性，耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。LLDPE可通過(guò)注射、擠出、吹塑等成型方法生產(chǎn)農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線(xiàn)、電纜絕緣層等。由于不存在長(zhǎng)支鏈，LLDPE的 65％～70％用于制作薄膜。英文名稱(chēng)：Medium density polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)MDPE中密度聚乙烯是在合成過(guò)程中用α烯烴共聚，控制密度而成?！?，結(jié)晶度為70％～80％，平均相對(duì)分子質(zhì)量為20萬(wàn)，拉伸強(qiáng)度為8～24MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為50％～60％，熔融溫度126～135℃，～35g／10min，熱變形溫度()49～74℃。MDPE最突出的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性及強(qiáng)度的長(zhǎng)期保持性。MDPE可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法，生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。英文名稱(chēng)：ultrahigh molecular weight polyethylene，簡(jiǎn)稱(chēng)UHMWPE超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨，是一種線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的具有優(yōu)異綜合性能的熱塑性工程塑料。其相對(duì)分子質(zhì)量達(dá)到300～600萬(wàn)，～，熱變形溫度()85℃，熔點(diǎn)130～136℃。UHMWPE因相對(duì)分子質(zhì)量高而具有其他塑料無(wú)可比擬的優(yōu)異性能，如耐沖擊、耐磨損、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)腐蝕等性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、運(yùn)輸、紡織、造紙、礦業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工及體育運(yùn)動(dòng)器械等領(lǐng)域，其中以大型包裝容器和管道的應(yīng)用最為廣泛。另外，由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯優(yōu)異的生理惰性，已作為心臟瓣膜、矯形外科零件、人工關(guān)節(jié)等在臨床醫(yī)學(xué)上使用，而且，超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯耐低溫性能優(yōu)異，在40℃時(shí)仍具有較高的沖擊強(qiáng)度，甚至可在269℃下使用。超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯纖維的復(fù)合材料在軍事上已用作裝甲車(chē)輛的殼體、雷達(dá)的防護(hù)罩殼、頭盔等；體育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。由于超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯熔融狀態(tài)的粘度高達(dá)108Pas，流動(dòng)性極差，其熔體流動(dòng)速率幾乎為零，所以很難用一般的機(jī)械加工方法進(jìn)行加工。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)普通加工設(shè)備的改造，已使超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯由最初的壓制燒結(jié)成型發(fā)展為擠出、吹塑和注射成型以及其他特殊方法的成型。茂金屬聚乙烯(mPE)是近年來(lái)迅速發(fā)展的一類(lèi)新型高分子樹(shù)脂，其相對(duì)分子質(zhì)量分布窄，分子鏈結(jié)構(gòu)和組成分布均一，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和光學(xué)性能，已被廣泛應(yīng)用于包裝、電氣絕緣制品等。PE的熔體粘度比PVC低，流動(dòng)性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。前文已介紹了各類(lèi)聚乙烯可采用的成型加工方法，下面主要介紹在成型過(guò)程中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。①聚乙烯屬于結(jié)晶性塑料，吸濕小，成型前不需充分干燥，熔體流動(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。②PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對(duì)分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180℃左右， HDPE在220℃左右，最高成型加工溫度一般不超過(guò)280℃。③熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時(shí)間。④PE的熔體粘度對(duì)剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率超過(guò)臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動(dòng)缺陷。⑤制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對(duì)冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻，應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低制品的力學(xué)性能。⑥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)。⑦軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模。聚乙烯屬非極性聚合物，與無(wú)機(jī)物、極性高分子相容性弱，因此其功能性較差，采用改性可提高PE的耐熱老化性、高速加工性、沖擊強(qiáng)度、粘接性、生物相容性等性質(zhì)。常用的改性方法包括物理改性和化學(xué)改性。物理改性是在PE基體中加入另一組分(無(wú)機(jī)組分、有機(jī)組分或聚合物等)的一種改性方法。常用的方法有增強(qiáng)改性、共混改性、填充改性。（1）增強(qiáng)改性 增強(qiáng)改性是指填充后對(duì)聚合物有增強(qiáng)效果的改性。加入的增強(qiáng)劑有玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、合成纖維、棉麻纖維、晶須等。自增強(qiáng)改性也屬于增強(qiáng)改性的一種。①自增強(qiáng)改性。所謂自增強(qiáng)就是使用特殊的加工成型方法，使得材料內(nèi)部組織形成伸直鏈晶體，材料內(nèi)部大分子晶體沿應(yīng)力方向有序排列，材料的宏觀強(qiáng)度得到大幅度提高，同時(shí)分子鏈有序排列將使結(jié)晶度提高，從而使材料的強(qiáng)度進(jìn)一步提高，由于所形成的增強(qiáng)相與基體相的分子結(jié)構(gòu)相同，因而不存在外增強(qiáng)材料中普遍存在的界面問(wèn)題。如采用超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMPE)纖維增強(qiáng)LDPE，在加熱加壓成型的條件下，可以形成良好的界面，最大限度發(fā)揮基體和纖維的強(qiáng)度。②纖維增強(qiáng)改性。纖維增強(qiáng)聚合物基復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度高、比剛度高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。如采用經(jīng)KH550偶聯(lián)劑處理的長(zhǎng)玻璃纖維
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