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[摘 要]聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等。
[关键词]聚乙烯;分类;性质;用途
中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)20-0341-01
一、化学分类
聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成的聚合物,产品发展至今已有60年左右历史,全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构的不同,分高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)、低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)及线性低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE)。
二、性质
2.1低密度聚乙烯
LDPE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。
2.2线性低密度聚乙烯
LLDPE性质:由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同,性能也有所不同。与LDPE相比,LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性,较高的耐热性能,抗冲和耐穿刺性能等。
2.3高密度聚乙烯
HDPE性质:本色、扁圆状或圆柱状颗粒,颗粒光洁,粒子的尺寸在任意方向上应为2mm~5mm,具热塑性,无机械杂质。粉料为本白色粉末,合格品允许有微黄色。常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。能耐大多数酸碱的侵蚀。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。在低温时仍能保持柔软性,吸水性小,电绝缘性高。
三、生产工艺
世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有HDPE技术的企业有12家,LDPE技术的有7家,LLDPE和全密度技术的企业有10家。从技术发展情况来看,釜式法和管式法工艺技术均已成熟,高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,这两种生产工艺技术同时并存。为降低反应温度和压力,国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系。
低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本大多采用钛系催化剂,而美国大多采用络系催化剂。而高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。
世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种,我国的PE生产工艺有8种。
(1)高压管式和釜式反应工艺
(2)三井化学低压淤液法CX工艺
(3)BP气相法Innovene生产工艺
(4)雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺
(5)北欧化工北星(Bastar)双峰工艺
(6)低压气相法Unipol工艺
(7)巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺
(8)Sclartech溶液法生产工艺
催化剂技术:催化剂是PE生产工艺关键部分,也是其技术开发的焦点。特别是1991年茂金属催化剂在美国实现了工业化,使得PE生产技术进入了新的发展阶段。
我国非常重视PE生产技术,PE生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。国内PE生产企业纷纷开展了以现有聚乙烯生产技术改造为依托,气相法聚乙烯冷凝、超冷凝工艺和淤浆法聚乙烯外循環工艺的开发工作,改善了国内PE生产以气相法工艺为主,产品牌号切换困难、过渡料多的问题并取得实效。
3.1低密度聚乙烯
LDPE生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种。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,从而达到降低反应温度和压力的目的。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。
3.2线性低密度聚乙烯
LLDPE生产工艺:LLDPE树脂主要利用全密度聚乙烯装置生产,代表性的生产工艺为Innovene工艺和UCC的Unipol工艺。
3.3高密度聚乙烯
HDPE生产工艺:采用气相法和淤浆法二种生产工艺。其中,淤浆法环管生产工艺以菲利浦斯公司、Basell公司和北欧的北星环管工艺技术为代表。釜式淤浆法则以日本三井公司CX工艺为代表。
四、用途
4.1低密度聚乙烯
LDPE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。
4.2线性低密度聚乙烯
LLDPE用途:通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。
4.3高密度聚乙烯
HDPE用途:采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。
五、结语
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,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。
[关键词]聚乙烯;分类;性质;用途
中图分类号:TM247 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)20-0341-01
一、化学分类
聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成的聚合物,产品发展至今已有60年左右历史,全球聚乙烯产量居五大泛用树脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构的不同,分高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)、低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)及线性低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE)。
二、性质
2.1低密度聚乙烯
LDPE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。
2.2线性低密度聚乙烯
LLDPE性质:由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同,性能也有所不同。与LDPE相比,LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性,较高的耐热性能,抗冲和耐穿刺性能等。
2.3高密度聚乙烯
HDPE性质:本色、扁圆状或圆柱状颗粒,颗粒光洁,粒子的尺寸在任意方向上应为2mm~5mm,具热塑性,无机械杂质。粉料为本白色粉末,合格品允许有微黄色。常温下不溶于一般溶剂,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。能耐大多数酸碱的侵蚀。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。在低温时仍能保持柔软性,吸水性小,电绝缘性高。
三、生产工艺
世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有HDPE技术的企业有12家,LDPE技术的有7家,LLDPE和全密度技术的企业有10家。从技术发展情况来看,釜式法和管式法工艺技术均已成熟,高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,这两种生产工艺技术同时并存。为降低反应温度和压力,国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系。
低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本大多采用钛系催化剂,而美国大多采用络系催化剂。而高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。
世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种,我国的PE生产工艺有8种。
(1)高压管式和釜式反应工艺
(2)三井化学低压淤液法CX工艺
(3)BP气相法Innovene生产工艺
(4)雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺
(5)北欧化工北星(Bastar)双峰工艺
(6)低压气相法Unipol工艺
(7)巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺
(8)Sclartech溶液法生产工艺
催化剂技术:催化剂是PE生产工艺关键部分,也是其技术开发的焦点。特别是1991年茂金属催化剂在美国实现了工业化,使得PE生产技术进入了新的发展阶段。
我国非常重视PE生产技术,PE生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。国内PE生产企业纷纷开展了以现有聚乙烯生产技术改造为依托,气相法聚乙烯冷凝、超冷凝工艺和淤浆法聚乙烯外循環工艺的开发工作,改善了国内PE生产以气相法工艺为主,产品牌号切换困难、过渡料多的问题并取得实效。
3.1低密度聚乙烯
LDPE生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种。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,从而达到降低反应温度和压力的目的。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。
3.2线性低密度聚乙烯
LLDPE生产工艺:LLDPE树脂主要利用全密度聚乙烯装置生产,代表性的生产工艺为Innovene工艺和UCC的Unipol工艺。
3.3高密度聚乙烯
HDPE生产工艺:采用气相法和淤浆法二种生产工艺。其中,淤浆法环管生产工艺以菲利浦斯公司、Basell公司和北欧的北星环管工艺技术为代表。釜式淤浆法则以日本三井公司CX工艺为代表。
四、用途
4.1低密度聚乙烯
LDPE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。
4.2线性低密度聚乙烯
LLDPE用途:通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。
4.3高密度聚乙烯
HDPE用途:采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。
五、结语
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,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。