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聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成之聚合物,產(chǎn)品發(fā)展至今已有60年左右歷史,全球聚乙烯產(chǎn)量居五大泛用樹脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結(jié)構(gòu)之不同,分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯。低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)俗稱高壓聚乙烯,因密度較低,材質(zhì)很軟,主要用在塑膠袋、農(nóng)業(yè)用膜等。 [3] 高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)俗稱低壓聚乙烯,與LDPE及LLDPE相較,有較高之耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性及抗環(huán)境應(yīng)力開裂性,此外電絕緣性和抗沖擊性及耐寒性能很好,主要應(yīng)用于吹塑、注塑等領(lǐng)域。 [3] 線型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE),則是乙烯與少量烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外觀與LDPE相似,透明性較差些,惟表面光澤好,具有低溫韌性、高模量、抗彎曲和耐應(yīng)力開裂性,低溫下抗沖擊強度較佳等優(yōu)點。
聚乙烯(PE)的分子是長鏈線型結(jié)構(gòu)或支結(jié)構(gòu),為典型的結(jié)晶聚合物。在固體狀態(tài)下,結(jié)晶部分與無定型共存。結(jié)晶度視加工條件和原處理條件而異,一般情況下,密度高結(jié)晶度就越大。L.DP E結(jié)晶度通常為55 %-- 6 5%,HDPF結(jié)晶度為80%-90%。
PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000個碳原子中含有15 ^-25個側(cè)鏈以及少量的和丁基側(cè)鏈,由于側(cè)鏈或支鏈降低了分子的規(guī)整度,所以,會含大量支鏈的PE結(jié)晶度、密度和剛性均低。HDPE的支化低,每1000個碳原子的主鏈上只有5-7個側(cè)鏈,故而結(jié)晶高,密度、剛性和硬度等性能均較好。度上依賴于聚合物的分子量、支化度和結(jié)晶度,如斷裂伸長率主要取決于PE密度高和結(jié)晶度大,其力學(xué)性能就好,但延展性就差,所以,了解聚合物結(jié)構(gòu)會對其結(jié)構(gòu)改性和其他改性有很大幫助·一般來說H DPE拉伸強度為20一25MPa,而LDPE拉伸強度僅為10-2f5MPa。這一數(shù)值距離工程材料的拉伸強度(100 -200MPa)
還相差很大的距離。
聚乙烯pe生產(chǎn)工藝
世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多,擁有LDPE技術(shù)的有7家,LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家,HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況來看,高壓法生產(chǎn)的LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)很成熟的方法,釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟,這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)同時并存。國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系,可降低反應(yīng)溫度和壓力。
高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。而低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE,主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑,歐洲和日本大多采用鈦系催化劑,而美國大多采用絡(luò)系催化劑。
世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)共用11種,我國的PE生產(chǎn)工藝有8種。
(1)高壓管式和釜式反應(yīng)工藝
(2)三井化學(xué)低壓淤液法CX工藝
(3)BP氣相法Innovene生產(chǎn)工藝
(4)雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應(yīng)器LPE工藝
(5)北歐化工北星(Bastar)雙峰工藝
(6)低壓氣相法Unipol工藝
(7)巴賽爾聚烯烴公司Hostalen工藝
(8)Sclartech溶液法生產(chǎn)工藝
催化劑技術(shù):催化劑是PE工工藝關(guān)鍵部分,也是其技術(shù)開發(fā)的焦點。特別是1991年茂金屬催化劑在美國實現(xiàn)了工業(yè)化,使得PE生產(chǎn)技術(shù)進入了新的發(fā)展階段。