聚乙烯性能汇总.docx

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聚乙烯性能汇总

聚丙烯（polypropylene）是由丙烯单体经聚合作用而局部结晶的聚合物,英文缩写为PP。

其聚合方法有4种，即溶液法、溶剂淤浆法、液相本体法和气相法。

由于聚合方法的不同，所得到的聚丙烯树脂性能有差异。

据资料，聚丙烯最主要的两个性能是熔体质量流动速率和立体等规度。

1.熔体流动速率〔MFR〕——热塑性材料在一定的温度和压力下，熔体每10min通过标准口模的质量，单位为g/10min.塑料熔体流动速率〔MFR〕，以前又称为熔体流动指数〔MFI〕和熔融指数〔MI〕。

一般说来，我们在聚丙烯加工的时候，以MFR来表示它的流动性能，熔融指数是与聚合物的分子量相对应的，与聚合物的相对分子质量成反比而与粘度成反比。

MFR的测量一般由一台挤出式塑度仪完成。

其具体的操作方法参考GB/T3682-2000,可以在方法A或者B中任选一种，选择方法B时，熔体的密度值为0.7386g/cm3。

试验条件为M（温度：

230℃，负荷：

2.16kg）或P（温度：

230℃，负荷：

5.0kg），试验前，应用氮气吹扫料筒5s-10s，氮气压力为0.05MPa。

2.立体规整度〔等规度〕——等规度（tacticity）指的是有规异构体（tacticitypolymer）占有全部高分子的百分数。

在缩聚反响中，大分子构造中甲基基团的立体位置根本以等规体、无规体、间规体三种构造形式存在，其中，间规体的数量甚微，可以忽略，而等规度即是描述有规异构所占比例的物理量。

这样，聚丙烯的性质主要取决于等规构造分子在均聚物中的百分数。

由于无规异构体的溶解度较强，故此聚丙烯分子可以被萃取，所以，其等规度我们可以用萃取法来测得。

3.分子量及分子量分布——化学式中各原子的相对原子质量的总和，就是相对分子质量〔Relativemolecularmass〕，而分子量分布则是用分子量分布系数来表示的，分子量分布表示聚合物的相对分子质量在其平均值周围扩展的程度。

分子量测定有端基分析法、溶液依数性法、渗透压法、气相渗透法、粘度法等许多方法，根据不同的分子量范围采用不同的方法。

而高聚物具有一样的化学组成，是由聚合度不等的同系物的混合物组成，所以高聚物的分子量只有统计的意义，用实验方法测定的分子量只是统计平均值，假设要确切描述高聚物分子量，除了给出统计平均值外，还应给出试样的分子量分布，分子量分布是由计算而得出。

4.颗粒外观——据中华人民**国石油化工行业标准（SHT1541-2006热塑性塑料颗粒外观），我们所指的是再PP颗粒中黑粒、色粒、大粒、小粒、色皮粒、拖尾粒、絮状物、杂质等是否到达要求。

将1000g树脂粒料经试验用套筛筛出定义中的大粒、小粒。

在不少于10min的时间内，用镊子拣净1000g粒料中的各色粒子，并分类统计。

5.粉末灰分——衡量树脂中残留催化剂等物质含量的指标。

我们可以使聚丙烯颗粒经过850煅烧后，来测量它所所残留的无机物灰分含量。

6.结晶度——用聚合物中结晶局部的质量占总质量的百分比来表示。

据现在的研究来看，我们一般通过衍射仪测试的数据来进展定性的分析，之后我们可以直接得到结晶度的数值。

7.拉伸强度——拉伸强度（tensilestrength）是指在特定温度和湿度环境中，材料产生最大均匀塑性变形的应力。

用聚丙烯片材在拉伸机上在做断裂实验时的我们可以得到其具体的数值。

聚乙烯由乙烯进展加聚而成的高分子化合物，根据聚合条件的不同实际分子量从一万至几百万不等，聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，稍能伸长，无毒，易燃，燃烧时熔融滴落，发出石蜡燃烧时的味道，聚乙烯的性能与其分子量有关，也与其结晶度有关。

一、聚乙烯的物理性能

聚乙烯的很多机械性能都决定于材料的密度和熔融指数。

其密度在范围内的变化。

聚乙烯的熔融指数〔熔体流动指数〕变化范围很大，可从以上。

聚乙烯的很多重要性能都随着密度和熔融指数而变化。

参见图表〔1〕

工程

测试方式

单位

性能值

聚乙烯〔PE）密度

ASTMD-1505

g/cm3

熔融指数

ASTMD-1238

G/10min

聚乙烯〔PE）图表〔1〕物理性能

二、聚乙烯的机械性能

聚乙烯的很多机械性能都取决于材料的强度，断裂，变曲，拉伸，冲撞有关，也与材料的热性能有关。

详细见图表〔2〕

工程

测试方式

单位

性能值

弯曲模量

ASTMD790

MPA

≤750

冲击强度

ASTMD638

KJ/m2

≥23

拉伸强度

ASTMD638

MPA

15.3-23

伸长率

ASTMD638

%

800-1200

硬度

ASTMD2240

度

55

聚乙烯〔PE）图表〔2〕机械性能

三、聚乙烯的热性能

聚乙烯材料的玻璃化温度较低，为125℃，但在较宽的温度范围内，能保持它的机械性能，线性高分子量聚乙烯的平衡熔点为137℃，但一般很难到达平衡点，通常在加工时的熔点范围为132-135℃。

聚乙烯的着火温度是340℃，自燃温度是349℃，其尘埃的着火温度是450℃，聚乙烯的熔融指数决定于其分子量的大小，不同分子量的聚乙烯材料混合时，其熔融指数也按一定的规律取其一定的值。

参见图表〔3〕

工程

测试方式

单位

性能值

熔点

ASTMD2117

℃

123-125

结晶点

ASTMD2117

℃

110-115

热变形温度

ASTMD648

℃

80

脆化温度

ASTMD746

℃

≤-60

维卡软化温度

ASTMD1525

℃

110-125

聚乙烯〔PE）图表〔3〕热性能

PE=Polyethylene，聚乙烯，是构造最简单的高分子有机化合物，当今世界应用最PE聚乙烯广泛的高分子材料，由乙烯聚合而成，根据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

聚乙烯有很多种，通常按工业化出现的年代来分有1939年工业化的第一代聚乙烯，即：

高压法聚乙烯〔低密度聚乙烯〕、1953年工业化的第二代聚乙烯，即：

低压法聚乙烯〔高密度聚乙烯〕、1977年工业化的第三代聚乙烯，即：

线性低密度聚乙烯〔LLDPE〕、1984年工业化的第四代聚乙烯，超低密度聚乙烯〔VLDPE〕，以及1958年工业化的超高分子量聚乙烯〔UHMWPE〕和20世纪90年代出现的茂金属聚乙烯〔MPE〕。

严格说来上述聚乙烯在生产过程中，有的添加了少量的4碳或8碳的α烯烃作为共聚单体，但由于α烯烃使用量很少，所以还保持了聚乙烯的不少特性。

〔一〕低密度聚乙烯〔LDPE〕

LDPE的特性是：

〔1〕LDPE是密度为0.91~0.925g/cm3的白色蜡状颗粒状固体，无味无嗅无毒；〔2〕LDPE是典型的结晶型聚合物，结晶度为55%~65%，熔点为105~126℃；〔3〕LDPE是非极性材料，易带静电，外表能低，因而在印刷、复合前应进展电晕处理，以提高外表能，加工过程中，应注意防静电，防止静电积累影响制品质量或电火花放电，引起火灾；〔4〕LDPE透明性优良，热封性优良，可广泛用于透明低温冷冻包装制品的生产；〔5〕LDPE阻湿性优良，是制作枯燥食品或需要良好防潮物品包装的优质原料。

但LDPE阻气性大，易透过各类气体；〔6〕LDPE虽有一定的耐油脂性，但其耐油脂性和耐有机溶剂性不如聚丙烯，因此，当厚度小时，不适宜长期放置汽油、酒精、油脂等。

使用LDPE时，最好厚度应超过50mm；〔7〕LDPE具有易燃性，燃烧时，火焰无烟无色，且有烧滴现象并有蜡烛气，是鉴别的一个特点。

LDPE挤出吹膜时应选择熔融指数〔MI〕为2～6g/10min的吹膜级粒子，不仅有良好开口性，还有良好热封性。

挤出机均化段温度在150~180℃，吹胀比2~3。

牵引比应与吹胀比平衡。

挤吹或注吹中空容器时，选择MI小于2g/10min的挤吹级或注吹级的LDPE粒子，大于2g/10min的粒子易产生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。

挤出流涎LDPE膜时，一般选用8～15g/10min的MI，太高的MI膜强度太低，挤出温度视流涎膜用途而定，如果为热封用，则温度不要超过200℃，如果为复合用，为了提高PE同其它基材的挤复牢度，可提高到300℃甚至更高的温度，但超过315℃以上时，时间不能太长，防止分介加大，性能降低。

〔二〕中密度聚乙烯〔MDPE〕中密度聚乙烯是密度为0.926～0.94g/cm3，与LDPE有一样性能的一种聚乙烯，由于密度的提高，MDPE的结晶度高达70%～80%，而密度和结晶度的提高，则提高了MDPE熔融温度、制品的硬度和强度。

MDPE处于LDPE和HDPE之间。

应当指出PE也有用压延方法成型成片材和薄膜的，但是由于LDPE熔融流动性太好，因此，压延加工都用于PE的填充改性材料中，如：

片材用于真空吸塑包装制品时。

〔三〕高密度聚乙烯〔HDPE〕高密度聚乙烯〔0.94～0.965g/cm3〕的刚性、强韧性、机械强度、耐溶剂性、耐应力开裂性都比LDPE好。

由于MI<1g/10mm的HDPE有很高的强度，因此，用于垃圾袋是吹膜级HDPE的重要用途之一，熔点126～136℃，结晶度超过90%。

回转成型用HDPE可以选用MI3～20g/10min的粒子或粉末，生产大型高强度的包装容器。

注射周转箱可以用MI为30～50g/10min的HDPE。

HDPE成型温度为180～250℃。

HDPE特点是强度很高，透明性差。

〔四〕线性低密度聚乙烯〔LLDPE〕

LLDPE除了具有LDPE的一些特性外，它还有以下几个特点：

〔1〕LLDPE具有极好的热封性，虽然LLDPE的熔融温度比LDPE要高5℃左右，但LLDPE的热封性具有良好的似离子性能，即：

像离子型聚合物surlyn那样，热封面即使有严重的污染，仍旧有高度的热封强度；热封时温度只要高于起始热封温度就可有高热封强度，而一般的塑料，如：

LDPE热封温度愈高，热封强度愈大，因此，如用LLDPE为热封材料，可只需使用较低的热封温度就可到达高度可靠的热封强度，适宜于高速热合机使用；〔2〕LLDPE的熔融粘度相当地大，是LDPE的10倍，而且LLDPE的熔融粘度对温度不敏感，而对加工应力的敏感性则很强，这就是说LLDPE不能用提高温度的方法来降低粘度，而只能用提高加工的速度，即：

提高剪切应力的方法来提高熔融流动性，因此，加工LLDPE的螺杆设计是特殊的，主电机的功率往往是LDPE的2倍以上。

我们常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料来改善二者的性能，并使之可以在加工LDPE的设备上加工LLDPE。

〔五〕茂金属聚乙烯〔mPE〕

mPE同以上的各类PE不一样，它不是用一般的ziegler-Natta催化剂聚合而成的，而是用二茂基氯锆和甲基铝氧化物组成的新型催化剂生成的。

特点是具有LLDPE同样的性能，同时也可以用提高温度，或提高剪切力的方法来提高流动性。

它在塑料包装上一问世就得到广泛的应用。

〔六〕超高分子量聚乙烯〔UHMWPE〕

UHMWPE是分子量超过100万的一种聚乙烯，由于分子量特别高，其熔融流动性几乎为零，不适宜一般加工设备来加工，而只适宜于采用热压法或者冷压烧结法加工，现在利用其参加其它PE的掺混法用挤出法也可挤出，目前除了使用于包装容器外，还很少作其他用途。

在聚乙烯的配方设计上应注意以下几点：

〔1〕各类聚乙烯及其乙烯共聚物。

如：

乙烯同醋酸乙烯酯〔EVA〕、乙烯同乙烯醇的共聚物等均有良好的相容性，因此可以共混改性以改善共混物的性能；〔2〕同一种产品型式，例如：

薄膜，可以用多种生产工艺制造。

同一种原料，因生产工艺的不同，制得的产品性能上是会有很大差异的；即使同一种产品同一种原料和生产工艺，使用的工艺参数不同，产品的性能也会有差异，因此，在注意生产配方、工艺外还应注意到生产中的温度，剪切应力，拉伸比等参数；〔3〕当使用橡胶与塑料共混改性时，最好使用粉末状的橡胶，或者应使用双辊炼胶