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1、聚乙烯（Polyethylene ，PE）： 催化剂 由乙烯单体经自由基聚合而成，是典型的热塑性结晶型聚合物，外观呈乳白色半透明的蜡质状，无毒无味，质轻，易燃烧，良好的耐化学腐蚀性， 电绝缘性及耐低温性。,一. 聚乙烯的概述,1,第一次实验合成：1935年英帝国化学公司（ICI）， 高压低密度聚乙烯（LDPE），1939年工业化生产。,2,生产与消费,聚乙烯( PE) 是合成树脂中产量最大的品种,约占世界塑料总量的1/3。 由于生产工艺条件不同, 可分为高密度聚乙烯( HDPE ,低压聚乙烯)、低密度聚乙烯(LDPE ,高压聚乙烯) 和线性低密度聚乙烯(LLDPE) 等。 PE具有良好的机械性
2、能和化学稳定性,加工性能好,广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用。,3,2009年全世界的聚乙烯产能为9020万吨，已经接近一亿吨。亚洲和中东的产能增加较快，欧美及其他地区基本保持平衡。,生产与消费,4,2003以来，中国的聚乙烯产能快速增长，但消费量的增加更快，致使进口量也不断增加。2009年国内聚乙烯产量813万吨，进口量714万吨，表观消费量1554万吨,生产与消费,5,按照聚乙烯的结构性能可以分为： 1.高密度聚乙烯（HDPE）,俗称低压料。 2.中密度聚乙烯（MDPE)，进口为主。 3.低密度聚乙烯（LDPE），俗称高压料，比较软。 4.线性低密度聚乙烯（LLDPE），俗称线性
3、料。 5.茂金属聚乙烯（mPE），进口为主。 6.超低密度聚乙烯（ULLDPE)，进口为主。 7.超高分子量聚乙烯UHMWPE,主要用作工程材料。,二.聚乙烯树脂分类及性能介绍,6,高密度聚乙烯HDPE,以乙烯为主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用淤浆聚合或气相聚合工艺，所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造粒等工序，获得颗粒均匀的成品。 高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130，相对密度为0.9410.960。分子量40 000300 000， HDPE是一种支链少结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状
4、 具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。,7,HDPE的应用,应用范围： 中空制品包括大型、中小型、多层共挤压等类型。大型中空制品包括化学工业中的各种容器制品，中小型中空制品包括日用品器皿、药用瓶、儿童用品等。多层挤压中空制品用于药品、食品包装，汽车油箱等。 注塑制品包括制作饮料，啤酒周转箱、工程用机械零部件等。 薄膜制品方面包括有微薄膜（725微米），薄膜、重型包装膜、多孔膜、地膜。 管材制品方面包括有大口径管、双壁波纹管、固体输送管、天然气管等。 单丝制品包括渔用网具、网绳、网箱等，其使用寿命是麻网的三倍，其价格远低于
5、尼龙网。单丝还是制作纱窗的材料。,8,中密度聚乙烯MDPE,中密度聚乙烯（MDPE）其性能介于高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）两者之间，既保持了HDPE的刚性，又有LDPE的柔性、耐蠕变性，集两者优点于一身。 MDPE，为乙烯-辛烯的共聚树脂，具有特殊的线型乙烯主链和辛烯支链，具有优越的韧性和杰出的长期耐水压性能。 目前国内石化厂没有专门的中密度聚乙烯牌号，所以国内的中密度聚乙烯料都是各材料厂家以高密度聚乙烯（HDPE)和线性低密度聚乙烯（LLDPE)进行互配加工而成。,9,线性低密度聚乙烯LLDPE,线性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-
6、1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物 线性低密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等 密度为0.9150.93，熔点108-125 应用领域：适用于制作农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。,10,低密度聚乙烯LDPE,低密度聚乙烯LDPE也叫高压聚乙烯，是由乙烯单体聚合而成，具有很多的长支链，所以结晶度低。 低密度聚乙烯呈乳白色半透明蜡状固体颗粒，无毒无味，透明度
7、较好，密度低等。韧性好，耐低温，绝缘性能好 性能：密度0.910.93，分子量：25000左右，熔点：105126 应用领域： 做成薄膜用于食品包装、商业和工业包装、购物袋、垃圾袋等，特别是用于农用薄膜（5060）；家用器皿、玩具、医用注射器；牛奶及果汁饮料包装盒的涂覆等；各种电线电缆的绝缘和护套。,11,茂金属聚乙烯 mPE,茂金属聚乙烯(MLDPE或mPE)即用茂金属作催化剂，另外再加上广泛的助催化剂，使乙烯及其它a烯烃聚合而成的聚乙烯。 性能：具有极好的透明性，支链少而短，密度低，纯度高，高拉伸强度，耐冲击性能及热封性能好，耐穿刺性，其韧性、刚性比聚乙烯好，无毒、无味 密度：0.8650
8、.935g/3，热分解温度315以上 应用范围：适用于一系列软包装薄膜应用，包括：收缩包装薄膜、托盘收缩包装薄膜、手工流涎缠绕包装膜、农用温室大棚膜、中型及重型包装袋以及复合包装薄膜等。,12,分子链结构对性能的影响 各类PE链结构的示意图 支链存在会影响分子链的反复折叠和堆砌程度，导致密度降低，结晶度减小。,二.性能及影响因素,13,密度 密度即单位体积的质量，可以用来比较聚合物的堆积 紧密（高结晶）区域和无规（非结晶）区域。,结晶态,非晶态,14,结晶态 非晶态,聚合物分子链高度定向 分子链长且无规排列 刚度高 高抗冲且柔韧性好 软化点温度高 软化温度低 熔点最高可到135 熔点10513
9、5 短支链少 短支链多 缓慢冷却可导致更多的结晶 快速冷却可产生较多 雾度值高,15,X-ray显示，PE分子中结晶结构和无定型结构相互穿插：一般结晶度顺序：LDPE LLDPE HDPE。,结晶度与性能关系,依分子在空间排列的规整性可将高聚物分为：,晶态 部分晶态 非晶态,结晶度与性能的关系：结晶度越高，分子间作用力越强，高分子化合物的强度、硬度和熔点越高，耐热性和化学稳定性也越好；而与键运动有关的性能，如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。,16,相对分子质量越高，大分子间缠结点和引点越多，拉伸强度、表面硬度、耐磨性、耐蠕变性、耐老化和耐溶剂性都会有所提高，耐断裂伸长率则会降低。 聚乙烯的相对分
10、子质量大小常用熔体流动速率（MFR）来表示：加热到190的聚乙烯熔体在21.2N的压力下从一定孔径模孔中每10min 挤出的质量（g），单位为g/10min。MFR越小，说明聚合物相对分子质量越高，强度和耐环境应力开裂性能越好。,相对分子质量与性能关系,17,密度、熔体流动速度、相对分子质量对PE性能的影响,18,1 力学性能 PE是一种典型的软而韧的聚合物材料：拉伸强度较低，硬度不高，抗蠕变性差，只有抗冲击性能较好，故力学性能一般。 影响PE力学性能的因素 （1）密度：密度增大，结晶度增大，除抗冲击力以外的 力学性能会提高。 例：HDPE其结晶度高，密度大，各项力学性能均较高，但韧性差 LD
11、PE其结晶度低，密度小，各项力学性能较低， 但抗冲击性能较好 （2）相对分子质量：相对分子质量增大， 所有力学性能均提高。,LDPE材料,聚乙烯的性能,19,2 热性能 耐热性不高：PE热变形温度在塑料中是很低的，故PE制品使用温度不高，会随相对分子质量和结晶度的提高而改善。 例：LDPE使用温度约为70，HDPE长期使用温度约为90 耐低温性很好：脆化温度可达-50以下，相对分子量越高，支化越多，其脆化点越低。 导热率较高：不宜作良好的绝热材料。 导热顺序：HDPELLDPELDPE,PE地暖管,聚乙烯的性能,20,4 电性能 PE无极性，且吸湿性很低，电性能十分优异。 介电损耗很低，且介电
12、损耗和介电常数与温度和频率无关，可用于高频绝缘； 耐电晕性好，且介电强度高，可做高压绝缘材料； PE在氧化时会产生羰基，使介电损耗有所提高，如做电气材料使用，需加入抗氧化剂。,PE电缆线皮,聚乙烯的性能,21,聚乙烯的性能,5 环境性能 不耐日光及紫外线照射： 如日光照射会使制品变脆，紫外线照射会引起PE变色、降解、表面 氧化，对力学性能不利。 改善：向PE中加入炭黑或紫外线吸收剂，在进行紫外线照射，可提高聚乙烯的力学性能。 环境应力开裂： PE在许多活性物质（如酯类、硫化或磺化醇类、潮湿土壤等）的作用 下回产生应力开裂现象，称为环境应力开裂，是聚烯烃类塑料特有的现 象，故其不宜用来制备这些物
13、质的容器，也不宜单独用于制备埋入地下 的电缆包皮。 改善：提高相对分子质量，降低材料结晶度和相对分子质量的分散性。,22,聚乙烯性能比较,23,聚乙烯用途简介,24,聚乙烯的用途,25,制品表面或底部有带箭头的三角型 ,里面有一个数字，HDPE数字为02，LDPE为04，关注这两个字。 PE及其制品一般密度小于水，在水中会漂浮在水面 PE及其制品都极易燃烧，燃烧时火焰上端为黄色、下部为蓝色，发烟量很小，有燃烧石蜡的气味，并有熔融滴落物，熔融后容易拉丝，丝线细长光滑。 若拉丝不长或丝线表面有颗粒状物质，表明材料中含有复合成分或本身为交联PE，不适合作为我们的原材料。 PP的燃烧和拉丝与PE现象完全一样，很难区分，但PP熔融拉出的丝会回缩打卷，这是区分PE和PP拉丝的有效途径。,聚乙烯的鉴别,26,
