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中图分类号:TQ325.1+2
目前生产成纤用聚乙烯醇都是聚醋酸乙烯在甲醇或氢氧化钠作用下进行醇解反应而得。当反应体系含水较多时,反应明显加速,反应消耗的催化剂量也随之增加。工业生产中,根据醇解反应体系中所含水分或碱催化剂用量的多少,分为高碱醇解法和低碱醇解法两种不同的生产工艺。聚乙烯是目前全球产量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、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯等。
聚乙烯是结构最简单高分子,也是应用最广泛高分子材料。聚乙烯性能取决于它的聚合方式。在中等压力有机化合物 催化条件下进行聚合而成的是高密度聚乙烯。这种条件下聚合聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达十万。如果是在高压力,高温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。高碱醇解法的反应体系中含水量约9%,每摩尔聚醋酸乙烯链节需加碱。氢氧化钠是以水溶液的形式加入,称湿法醇解。该法特点是醇解反应速度快,设备生产的能力大,副反应较多,碱催化剂耗量较多,醇解残液回收比较复杂。聚乙烯物理性质聚乙烯树脂无毒、无味白色粉末或颗粒,外观乳白色,有似蜡手感,吸水率低,小于1%,随着聚乙烯膜透晶度的提高而降低。聚乙烯膜透水率低但透气性较大,不适于保鲜包装适于防潮包装。易燃、氧指数为 4.7,燃烧低烟,少量熔融落滴,火焰黄蓝,有气味。聚乙烯耐水性较好。聚乙烯有优异化学稳定性,室温下耐盐酸、磷酸、甲酸、胺类、 氢氧化钠、等各种化学物质,硝酸和硫酸有较强的破坏作用。 聚乙烯容易光氧化、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光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链基团等反映。聚乙烯抗有机溶剂,抗酸碱腐蚀,但不抗氧化性酸。在氧化性环境聚乙烯会被氧化。低碱醇解法每摩尔聚醋酸乙烯链节仅加碱1摩尔。醇解过程碱以甲醇溶液形式加入。反应体系中水含量控制在1以下,因此也将此法称干法醇解。该方法最大特点是副反应少。醇解残液回收比较简单,反应速度较慢,物料在醇解机中停留时间较长。聚乙烯力学性能一般,拉伸强度低,抗蠕变性好,耐冲击性不好。主要受密度和相对分子质量的影响,随着这几项指标提高,力学性能增大。耐环境应力开裂性好,分子质量增加时耐穿刺性好。聚乙烯耐热性不高,随相对分子质量和结晶度提高有所改善。耐低温性好,脆性温度一般可达0℃以下;并随相对分子质量增大,最低可达-1℃。聚乙烯线膨胀系数大,最高可达3/K。聚乙烯无极性,具有介电损耗低、介电强度大电性能优异,即可以做调频绝缘材料性塑料,又可以做绝缘材料。聚合过程易产生羰基,当日光照射,制品变脆。某些高能射线照射时,发生交联,改变结晶度,长期照射引起变色并变为橡胶状物。会产生环境应力开裂现象,是聚烯烃特有现象。聚乙烯醇应用聚乙烯醇的应用聚乙烯醇的应用聚乙烯醇的应用于制造聚乙烯醇缩醛和维尼纶合成纤维、织物处理剂、纸张涂层、粘合剂等。 聚乙烯醇是一种用途很广泛水溶性高分子聚合物。高密度聚乙烯,是不透明的白色粉末,造粒后乳白色颗粒,分子线型结构,很少支化现象,是较典型结晶高聚物。机械性能优于低密度聚乙烯,熔点低密度高,约112℃,脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100℃。低密度聚乙烯是无色半透明颗粒,分子中有间排列不紧密。
线型低密度聚乙烯通过在聚乙烯的主链上共聚具有短支链的共聚物生成的。分子中只有短支链存在,机械性能介于两者之间,熔点比普通低密度聚乙烯高5℃,耐低温性能比低密度聚乙烯好,耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高。按生产方法可分低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯,聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体指数也不同。按分子量可分低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯,分子量达到1000000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯的强度高。由于其性能在塑料和橡胶之间,具有独特强力粘接性、皮膜柔韧性、耐油性、耐溶剂性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有耐水性,且无毒无害,因此作纤维原料外,还被大量用于生产涂料、纸品加工剂、分散剂、薄膜等产品,应用范围遍及纺织、医药、建筑、造纸、印刷、农业、高分子化工等行业。高压聚合法以高纯度乙烯为原料,在150MPa压力、17温度下,以氧气、有机过氧化物、偶氮化合物作引发剂进行自由基聚合,制得密度较低、结晶度为55%的LDPE。 LDPE也称为高压聚乙烯,游离聚合反应,产品存在大量支链结构,分子结构缺乏规整性,因此结晶度大,它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差;但是它电绝缘性优良,柔软性好,耐冲击性能透明性也比较好;具有良好透气性。主要做成用于食品包装、商业和工业包装、垃圾袋等,特别是用于农用、家用器皿、医用注射器;牛奶及果汁饮料包装盒涂覆等;各种电线电缆绝缘和护套。在化纤工业中应用 聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶,维纶纤维是一种很有价值功能性差别化纤维,水溶性维纶纤维有长丝和短水溶温度,供各种用途使用。它具有理想水溶温度和强伸度,良好的耐酸、耐干热性能,溶予水后无味、无毒,水溶液呈透明状,在较短时间内能生物降解。中压聚合法乙烯为原料在8.0MPa压力、130的条件下,以过渡金属催化剂,烷烃溶剂,按配位机理制得密度为1g/cm3。但因催化剂催化效率和工艺流程都不及现在的高效催化剂,故中压法也退出生产线。其主要应用以下几种无捻毛巾、渔网。在造纸工业中的应用具有应用极为方便、利用率高、增强效果、环境无污染等特点。除在纸中可应用外,在印刷纸、水泥袋纸上也有广阔的前景。目前已在医疗器械包装纸、成型纸上大量应用,在电池隔膜纸、汽车用纸板、扬声器专用纸、包装纸板、液体过滤纸板、水溶纸、培草纸、地膜纸上的应用也取得了较大进展。低压聚合法以高纯度乙烯为原料,用高效载体钛系作为催化剂,催化剂组成TiCl4、MgCl2、Al(C2H5)3,H2做分子量调节剂,在汽油溶剂进行配位聚合反应,制得密度为1g/cm3的HDPE。 HDPE也称低压聚乙烯,由于它的分子量较高,支链短少,密度较高,拉伸强度、弯曲模量、硬度等性能都优于LDPE,但冲击强度不如LDPE。总体面言PVA易水溶性和环保性是其最大的优势。在越来越注重环保今天,其用途将会进一步的扩展。在建筑业中应用高强度PVA 纤维在建材中应用已日益广泛,已被用于建筑物中混凝土加强,如水泥板、下水道、停车场等;也可用于水泥和玻璃纤维理想替代物,室内装潢的纤维补张等中,而且在内墙涂料胶黏剂上,PVA 也开始得到越来越广泛应用。耐热性较高,最高使用温度200℃,最低使用温度-50℃。透气性为LDPE的一半,特别适用于防潮物品。HDPE可制塑制品,用于日用医用药瓶、化学品储罐等;饮料和食品箱、机器零件等制品;食品和工农业产品包装、购物袋等;制成管材类天然气管、固体输送管、城市排水管、农用灌溉管、建筑用安全网、民用纱窗网,可作合成木材和合成纸。在高温时热稳定性良好,成型温度范围宽,吸水率小,成型前需要对物料干燥,可以适用所有成型加工方法,但不采用压延成型,成型收缩率大,与此相关的二次加工成型困难,为适应涂装、印刷、金属喷镀等要求必须极性化处理,但脱模性好。发泡倍率高,可制高发泡制品。和普通泡沫材料相比,柔软性,耐化学药品性好,环境问题不多。
塑料工业是世界上发展最迅速的工业领域之一,是产量大、用途广的热塑性通用材料,它由乙烯加聚而成的高分子。 聚乙烯按其生产方法不同,有高压聚乙烯、中压聚乙烯和低法聚乙烯三种之分。三种各有优缺点。聚乙烯的性能不同,于分子结构有关,可分为低密度和高密度。由高压制得的聚乙烯叫做低密度 ,而由中或低压法制得的聚乙烯叫做高密度聚乙烯。还有低分子量聚乙烯,高分子量聚乙烯。随着各种改性技术和复合技术的要求,聚乙烯正在向一些新的应用发展
目前生产成纤用聚乙烯醇都是聚醋酸乙烯在甲醇或氢氧化钠作用下进行醇解反应而得。当反应体系含水较多时,反应明显加速,反应消耗的催化剂量也随之增加。工业生产中,根据醇解反应体系中所含水分或碱催化剂用量的多少,分为高碱醇解法和低碱醇解法两种不同的生产工艺。聚乙烯是目前全球产量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、高密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯等。
聚乙烯是结构最简单高分子,也是应用最广泛高分子材料。聚乙烯性能取决于它的聚合方式。在中等压力有机化合物 催化条件下进行聚合而成的是高密度聚乙烯。这种条件下聚合聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达十万。如果是在高压力,高温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。高碱醇解法的反应体系中含水量约9%,每摩尔聚醋酸乙烯链节需加碱。氢氧化钠是以水溶液的形式加入,称湿法醇解。该法特点是醇解反应速度快,设备生产的能力大,副反应较多,碱催化剂耗量较多,醇解残液回收比较复杂。聚乙烯物理性质聚乙烯树脂无毒、无味白色粉末或颗粒,外观乳白色,有似蜡手感,吸水率低,小于1%,随着聚乙烯膜透晶度的提高而降低。聚乙烯膜透水率低但透气性较大,不适于保鲜包装适于防潮包装。易燃、氧指数为 4.7,燃烧低烟,少量熔融落滴,火焰黄蓝,有气味。聚乙烯耐水性较好。聚乙烯有优异化学稳定性,室温下耐盐酸、磷酸、甲酸、胺类、 氢氧化钠、等各种化学物质,硝酸和硫酸有较强的破坏作用。 聚乙烯容易光氧化、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光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链基团等反映。聚乙烯抗有机溶剂,抗酸碱腐蚀,但不抗氧化性酸。在氧化性环境聚乙烯会被氧化。低碱醇解法每摩尔聚醋酸乙烯链节仅加碱1摩尔。醇解过程碱以甲醇溶液形式加入。反应体系中水含量控制在1以下,因此也将此法称干法醇解。该方法最大特点是副反应少。醇解残液回收比较简单,反应速度较慢,物料在醇解机中停留时间较长。聚乙烯力学性能一般,拉伸强度低,抗蠕变性好,耐冲击性不好。主要受密度和相对分子质量的影响,随着这几项指标提高,力学性能增大。耐环境应力开裂性好,分子质量增加时耐穿刺性好。聚乙烯耐热性不高,随相对分子质量和结晶度提高有所改善。耐低温性好,脆性温度一般可达0℃以下;并随相对分子质量增大,最低可达-1℃。聚乙烯线膨胀系数大,最高可达3/K。聚乙烯无极性,具有介电损耗低、介电强度大电性能优异,即可以做调频绝缘材料性塑料,又可以做绝缘材料。聚合过程易产生羰基,当日光照射,制品变脆。某些高能射线照射时,发生交联,改变结晶度,长期照射引起变色并变为橡胶状物。会产生环境应力开裂现象,是聚烯烃特有现象。聚乙烯醇应用聚乙烯醇的应用聚乙烯醇的应用聚乙烯醇的应用于制造聚乙烯醇缩醛和维尼纶合成纤维、织物处理剂、纸张涂层、粘合剂等。 聚乙烯醇是一种用途很广泛水溶性高分子聚合物。高密度聚乙烯,是不透明的白色粉末,造粒后乳白色颗粒,分子线型结构,很少支化现象,是较典型结晶高聚物。机械性能优于低密度聚乙烯,熔点低密度高,约112℃,脆化温度比低密度聚乙烯低,约-100℃。低密度聚乙烯是无色半透明颗粒,分子中有间排列不紧密。
线型低密度聚乙烯通过在聚乙烯的主链上共聚具有短支链的共聚物生成的。分子中只有短支链存在,机械性能介于两者之间,熔点比普通低密度聚乙烯高5℃,耐低温性能比低密度聚乙烯好,耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高。按生产方法可分低压法聚乙烯、中压法聚乙烯和高压法聚乙烯,聚乙烯的生产方法不同,其密度及熔体指数也不同。按分子量可分低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯,分子量达到1000000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯。超高分子量聚乙烯的强度高。由于其性能在塑料和橡胶之间,具有独特强力粘接性、皮膜柔韧性、耐油性、耐溶剂性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有耐水性,且无毒无害,因此作纤维原料外,还被大量用于生产涂料、纸品加工剂、分散剂、薄膜等产品,应用范围遍及纺织、医药、建筑、造纸、印刷、农业、高分子化工等行业。高压聚合法以高纯度乙烯为原料,在150MPa压力、17温度下,以氧气、有机过氧化物、偶氮化合物作引发剂进行自由基聚合,制得密度较低、结晶度为55%的LDPE。 LDPE也称为高压聚乙烯,游离聚合反应,产品存在大量支链结构,分子结构缺乏规整性,因此结晶度大,它的耐热性、耐溶剂性、硬度也较差;但是它电绝缘性优良,柔软性好,耐冲击性能透明性也比较好;具有良好透气性。主要做成用于食品包装、商业和工业包装、垃圾袋等,特别是用于农用、家用器皿、医用注射器;牛奶及果汁饮料包装盒涂覆等;各种电线电缆绝缘和护套。在化纤工业中应用 聚乙烯纤维在化纤行业中又称为维纶,维纶纤维是一种很有价值功能性差别化纤维,水溶性维纶纤维有长丝和短水溶温度,供各种用途使用。它具有理想水溶温度和强伸度,良好的耐酸、耐干热性能,溶予水后无味、无毒,水溶液呈透明状,在较短时间内能生物降解。中压聚合法乙烯为原料在8.0MPa压力、130的条件下,以过渡金属催化剂,烷烃溶剂,按配位机理制得密度为1g/cm3。但因催化剂催化效率和工艺流程都不及现在的高效催化剂,故中压法也退出生产线。其主要应用以下几种无捻毛巾、渔网。在造纸工业中的应用具有应用极为方便、利用率高、增强效果、环境无污染等特点。除在纸中可应用外,在印刷纸、水泥袋纸上也有广阔的前景。目前已在医疗器械包装纸、成型纸上大量应用,在电池隔膜纸、汽车用纸板、扬声器专用纸、包装纸板、液体过滤纸板、水溶纸、培草纸、地膜纸上的应用也取得了较大进展。低压聚合法以高纯度乙烯为原料,用高效载体钛系作为催化剂,催化剂组成TiCl4、MgCl2、Al(C2H5)3,H2做分子量调节剂,在汽油溶剂进行配位聚合反应,制得密度为1g/cm3的HDPE。 HDPE也称低压聚乙烯,由于它的分子量较高,支链短少,密度较高,拉伸强度、弯曲模量、硬度等性能都优于LDPE,但冲击强度不如LDPE。总体面言PVA易水溶性和环保性是其最大的优势。在越来越注重环保今天,其用途将会进一步的扩展。在建筑业中应用高强度PVA 纤维在建材中应用已日益广泛,已被用于建筑物中混凝土加强,如水泥板、下水道、停车场等;也可用于水泥和玻璃纤维理想替代物,室内装潢的纤维补张等中,而且在内墙涂料胶黏剂上,PVA 也开始得到越来越广泛应用。耐热性较高,最高使用温度200℃,最低使用温度-50℃。透气性为LDPE的一半,特别适用于防潮物品。HDPE可制塑制品,用于日用医用药瓶、化学品储罐等;饮料和食品箱、机器零件等制品;食品和工农业产品包装、购物袋等;制成管材类天然气管、固体输送管、城市排水管、农用灌溉管、建筑用安全网、民用纱窗网,可作合成木材和合成纸。在高温时热稳定性良好,成型温度范围宽,吸水率小,成型前需要对物料干燥,可以适用所有成型加工方法,但不采用压延成型,成型收缩率大,与此相关的二次加工成型困难,为适应涂装、印刷、金属喷镀等要求必须极性化处理,但脱模性好。发泡倍率高,可制高发泡制品。和普通泡沫材料相比,柔软性,耐化学药品性好,环境问题不多。
塑料工业是世界上发展最迅速的工业领域之一,是产量大、用途广的热塑性通用材料,它由乙烯加聚而成的高分子。 聚乙烯按其生产方法不同,有高压聚乙烯、中压聚乙烯和低法聚乙烯三种之分。三种各有优缺点。聚乙烯的性能不同,于分子结构有关,可分为低密度和高密度。由高压制得的聚乙烯叫做低密度 ,而由中或低压法制得的聚乙烯叫做高密度聚乙烯。还有低分子量聚乙烯,高分子量聚乙烯。随着各种改性技术和复合技术的要求,聚乙烯正在向一些新的应用发展