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聚乙烯(POLYETHYLENE,PE)是由乙烯聚合而成之聚合物,產品發(fā)展至今已有60年左右歷史,全球聚乙烯產量居五大泛用樹脂之首。聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結構之不同,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,材質很軟,主要用在塑膠袋、農業(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,主要應用于吹塑、注塑等領域。 [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構或支結構,為典型的結晶聚合物。在固體狀態(tài)下,結晶部分與無定型共存。結晶度視加工條件和原處理條件而異,一般情況下,密度高結晶度就越大。L.DP E結晶度通常為55 %-- 6 5%,HDPF結晶度為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個側鏈以及少量的和丁基側鏈,由于側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個側鏈,故而結晶高,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、支化度和結晶度,如斷裂伸長率主要取決于PE密度高和結晶度大,其力學性能就好,但延展性就差,所以,了解聚合物結構會對其結構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生產工藝
世界上擁有聚乙烯技術的公司很多,擁有LDPE技術的有7家,LLDPE和全密度技術的企業(yè)有10家,HDPE技術的企業(yè)有12家。從技術發(fā)展情況來看,高壓法生產的LDPE是PE樹脂生產中技術很成熟的方法,釜式法和管式法工藝技術均已成熟,這兩種生產工藝技術同時并存。國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系,可降低反應溫度和壓力。
高壓法生產LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。而低壓法生產HDPE和LLDPE,主要采用鈦系和絡系催化劑,歐洲和日本大多采用鈦系催化劑,而美國大多采用絡系催化劑。
世界上主要應用的聚乙烯生產技術共用11種,我國的PE生產工藝有8種。
(1)高壓管式和釜式反應工藝
(2)三井化學低壓淤液法CX工藝
(3)BP氣相法Innovene生產工藝
(4)雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應器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溶液法生產工藝
催化劑技術:催化劑是PE工工藝關鍵部分,也是其技術開發(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生產技術進入了新的發(fā)展階段。