聚乙烯分成哪几类?它们分别是如何合成的?它们的结构和哪些性能有所不同?这些不同与生产方法有何关系?
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/05 16:10:33
聚乙烯分成哪几类?它们分别是如何合成的?它们的结构和哪些性能有所不同?这些不同与生产方法有何关系?
聚乙烯分成哪几类?它们分别是如何合成的?它们的结构和哪些性能有所不同?这些不同与生产方法有何关系?
聚乙烯分成哪几类?它们分别是如何合成的?它们的结构和哪些性能有所不同?这些不同与生产方法有何关系?
生产方法
分为高压法(由高压工艺从乙烯合成,其合成压力100~300MPa,温度为150~275℃,0.05%~0.1%的氧或过氧化物作为催化剂;合成或在搅拌罐中间歇发生,或在管式反应器中连续发生)、低压法、中压法三种.高压法用来生产低密度聚乙烯,这种方法开发得早,用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展,其增长速度已大大落后于低压法.低压法就其实施方法来说,有淤浆法、溶液法和气相法.淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯,而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯,还可通过加共聚单体,生产中、低密度聚 聚乙烯乙烯,也称为线型低密度聚乙烯.近年来,各种低压法工艺发展很快.中压法仅菲利浦公司至今仍在采用,生产的主要是高密度聚乙烯.
编辑本段
聚乙烯特性
聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差.
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度.
编辑本段
种类
(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯
(2)LLDPE:线形低密度聚乙烯
(3)MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂
(4)HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯
(5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX)
(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
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).超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣.
主要方法: 聚乙烯液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型).我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法.
条件与过程描述:纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆.经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品.
化学名称:聚乙烯
英文名称:Polyethylene(简称PE)
比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度:140-220℃
特点:耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.
编辑本段
成型特性
1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.
2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.
3.加热时间不宜过长,否则会发生分解.
4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.
5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂
编辑本段
聚乙烯类产品
产品类别
聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品.
聚乙烯物理性能
聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能.易燃烧且离火后继续燃烧.透水率低,对有机蒸汽透过率则较大.聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下,透明度随分子量增大而提高.高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC,低密度聚乙烯熔点较低(112oC)且范围宽.
常温下不溶于任何已知溶剂中,70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊 聚乙烯酯、三氯乙烯
等溶剂中
聚乙烯化学性能
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.
各类聚乙烯产品用途
高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等
中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主.
超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用.
熔点 140摄氏度
熔化焓292.88J/g
编辑本段
不同密度的聚乙烯
概况
LDPE是低密度聚乙烯的英文缩写,即低密度高压聚乙烯
HDPE是高密度聚乙烯的英文缩写,即高密度低压聚乙烯.
二者密度不同,一般密度大于0.94的为HDPE,小于0.925的为LDPE,在此之间的为MDPE(中密度聚乙烯).
LDPE(低密度高压聚乙烯): 感官鉴别:手感柔软:白色透明,但透明度一般,燃烧鉴别:燃烧火焰上黄下蓝;燃烧时无烟,有石蜡的气味,熔融滴落,易拉丝
HDPE(高密度聚乙烯):HDPE是一种结晶度高、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.PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性.某些种类的化学品会产生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃 (四氯化碳).该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途.HDPE具有很好的电性能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电线电缆.中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40℃低温度下均如此.
低密度聚乙烯( LDPE)
通常用高压法(147.17-196.2MPa)生产,故又称为高压聚乙烯.由于用高压法生产的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链(每1000个碳链原子中含有的支链平均数21),所以结晶度较低(45%-65%),密度较小(0.910-0.925),质轻,柔性,耐低温性、耐冲击性较好.LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等.
高密度聚乙烯(HDPE)
主要是采用低压生产,故又称低压聚乙烯.HDPE分子中支链少,结晶度高(85%-90%),密度高(0.941-0.965),具有较高的使用温度,硬度、力学强度和耐化学药品性较好. 聚乙烯适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品(硬),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.
聚乙烯树脂分类及性能
聚乙烯的种类:
(1) LDPE:低密度聚乙烯(又称高压聚乙烯)
(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯
(3) MDPE:中密度聚乙烯
(4) HDPE:高密度聚乙烯(又称低压聚乙烯)
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6) 改性聚乙烯:氯化聚乙烯(CPE)、交联聚乙烯(PEX)
(7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH).分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE).超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣.
编辑本段
LDPE树脂
性质:无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度约0.920g/cm3,熔点130℃~145℃.不溶于水,微溶于烃类、甲苯等.能耐大多数酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高.
生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种.从目前发展状况看,为降低反应温度和压力,管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系,以高纯度乙烯为主要原料,以丙烯/丙烷等为密度调整剂,使用高活性引发剂在约200℃~330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应.反应器中引发聚合的熔融聚合物,必须要经过高压、中压和低压冷却、分离,高压循环气体经过冷却、分离后送入超高压(300MPa)压缩机入口,中压循环气体经过冷却、分离后送入高压(30MPa)压缩机入口,而低压循环气体经过冷却、分离后送入低压(0.5MPa)压缩机循环利用,而熔融聚乙烯经过高压、低压分离后送入造粒机,进行水中切粒,在造粒时,企业可以根据不同应用领域,加入适宜的添加剂,颗粒经包装出厂.
用途:可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法.主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等.
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