聚乙烯论文Word文档下载推荐.docx

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Keywords:

polyethylene;

Preparation,modified引言

聚乙烯产品在我们的日常生活中十分普遍，例如食品和药品的包装袋、电线电缆绝缘、管材等。

因此，聚乙烯生产量是非常具大的。

是日常生活中最常用的高分子材料之一，大量用于制造塑料袋，塑料薄膜，牛奶桶等产品。

同时适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。

1.聚乙烯简介

聚乙烯是目前全球产量和消耗量最大的五大合成树脂之首，主要品种有低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）等。

聚乙烯结构式

聚乙烯是结构最简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。

它是由重复的-CH2-单元连接而成的。

聚乙烯是通过乙烯（CH2=CH2）的加成聚合而成的。

聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。

在中等压力（15-30大气压）有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。

这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。

如果是在高压力（100-300MPa）,高温（190-210C）,过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯（LDPE）,它是支化结构的。

2,聚乙烯性能

2-1聚乙烯物理性质

聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感，吸水率低，小于0.01%。

聚乙烯膜透明，并随结晶度的提高而降低。

聚乙烯膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。

易燃、氧指数为17.4,燃烧时低烟，有少量熔融落滴，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。

聚乙烯的耐水性较好。

2-2聚乙烯化学性质

聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。

聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。

受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。

聚乙烯抗多种有机溶剂，抗多种酸碱腐蚀，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。

在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。

2-3力学性能

聚乙烯的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性好。

冲击强度LDPE>

LLDPE>

HDPE,其他力学性能LDPE<

LLDPE<

<

HDPE

主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性能增大。

耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加时，有所改善。

耐穿刺性好，其中LLDPE最好。

2-4热学性能

聚乙烯的耐热性不高，随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。

耐低温性能好，脆性温度一般可达一50°

C以下；

并随相对分子质量增大，最低可达一140°

C。

聚乙烯的线膨胀系数大，最高可达（20〜24）XlO-5/Ko热导率较高。

2-5电学性能

因聚乙烯无极性，所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异，即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，又可以做高压绝缘材料。

2-6环境性能

聚合过程中易产生慌基，当日光照射时，使制品变脆。

某些高能射线照射PE时，使PE发生交联，改变其结晶度，长期照射会引起变色并变为橡胶状物。

PE会产生环境应力开裂现象，是聚烯炷特有的现象。

3,聚乙烯种类及制备方法

3-1聚乙烯种类

聚乙烯有多种分类方法,主要按密度分类:

①高密度聚乙烯，是不透明的白色粉末,造粒后为乳白色颗粒，分子为线型结构，很少支化现象，是较典型的结晶高聚物。

机械性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约126〜136°

C,其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100—140°

Co②低密度聚乙烯，是无色、半透明颗粒，分子中有长支链，分子间排列不紧密。

③线型低密度聚乙烯，是通过在聚乙烯的主链上共聚一些具有短支链的共聚物生成的。

分子中一般只有短支链存在，机械性能介于高密度和低密度聚乙烯两者之间，熔点比普通低密度聚乙烯高15°

C,耐低温性能也比低密度聚乙烯好，耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高数十倍。

此外，按生产方法可分为低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯，聚乙烯的生产方法不同，其密度及熔体指数（表示流动性）也不同。

按分子量可分为低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯，分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯（UHMWPE）o超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。

在这里我们主要介绍高密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯。

3-2制备方法

一.高压聚合法（ICI法）以高纯度乙烯为原料，在150—300MPa压力、170〜200°

C温度下，以氧气、有机过氧化物、偶氮化合物作为引发剂进行自由基聚合,制得密度较低（0.91〜0.93g/cm3）、结晶度为55%〜65%的LDPE。

LDPE,也称为高压聚乙烯，游离基聚合反应，产品中存在大量支链结构，分子结构缺乏规整性，因此结晶度小，导致它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差；

但是它的电绝缘性优良，柔软性好，耐冲击性能和透明性也比较好；

具有良好的透气性。

主要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（50%—60%）；

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。

二.中压聚合法（Philips法）以乙烯为原料在1.5-8.OMPa压力、130〜270°

C的条件下，以过渡金属为催化剂，烷炷为溶剂，按配位机理制得密度为0.93-0.94g/cm3、结晶度为90%的MDPE。

但因催化剂的催化效率和工艺流程都不及现在的高效催化剂，故中压法也逐渐退出生产线。

三.低压聚合法（Ziegler法）以高纯度乙烯为原料，用Ziegler-Natta高效载体钛系作为催化剂[催化剂组成：

主催化剂TiC14、载体MgC12,助催化剂A1（C2H5）3],H2做分子量调节剂，在汽油溶剂中进行配位聚合反应，制得密度为0.94-0.96g/cm3的HDPE。

HDPE,也称为低压聚乙烯，由于它的分子量比较高，支链短而且少，因此密度较高，拉伸强度、拉伸模量、弯曲模量、硬度等性能都优于LDPE,但冲击强度比LDPE差。

耐热性比较高，最高使用温度100°

C,最低使用温度一70°

透气性为LDPE的1/5,特别适用于包装防潮物品。

HDPE可制成吹塑制品，用于日用容器、医用药瓶、汽车油箱、化学品储罐等；

饮料和食品的中转箱、机器零件等塑料制品；

食品和工农业产品的包装、农用地膜、购物袋等；

制成管材类，如天然气管、煤气管、固体输送管、城市排水管、农用灌溉管等；

单丝类，如渔网、建筑用安全网、民用纱窗网等；

用于发泡制品，可作合成木材和合成纸。

4.聚乙烯成型加工特点

1.PE在高温时热稳定性良好，成型温度范围宽

2.吸水率小，成型前不需要对物料干燥

3.几乎可以适用所有成型加工方法，但不采用压延成型和RIM成型

4.成型收缩率大（1.5%—5.0%）

5.一次成型时MFR由小到大的顺序为：

一次烧结成型〈片材、管材挤出成型〈中空成型〈挤出涂布〈薄膜吹塑〈挤出复合〈注射成型〈粉末涂装

6.为非极性聚合物，表面能低，与此相关的二次加工成型困难，为适应涂装印刷、粘结、金属喷镀等要求必须极性化处理，但脱模性好。

7.发泡倍率高（10—80倍），可制得高发泡制品。

与PS泡沫材料相比，柔软性，耐热性，耐化学药品性优良，环境问题少。

结论

塑料工业已是世界上发展最迅速的工业领域之一，是一种产量最大、用途广泛的热塑性通用材料，简称PE。

它是由乙烯加聚而成的高分子。

聚乙烯按其生产方法的不同，有高压法聚乙烯、中压法聚乙烯和低压法聚乙烯三种之分。

三种方法各有优缺点，在工业上是并存的。

聚乙烯的性能随制造方法的不同，于分子结构有关；

可分为低密度与高密度。

通常，由高压法制得的聚乙烯叫做“低密度密度”，而由中压法或低压法制得的聚乙烯叫做“高密度聚乙烯”。

除此之外，还有低分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯，交联聚乙烯，氯化聚乙烯，氯磺化聚乙烯，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等多种聚乙烯及其共聚物。

随着各种改性技术和复合技术的发展，聚乙烯正在向一些新的应用。