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聚乙烯
英文名
polyethylene(PE)
化學式
(C2H4)n
CAS登錄號
9002-88-4
熔 點
92 ℃
沸 點
270 ℃
水溶性
差
密 度
0.95
是以乙烯單體聚合而成的聚合物。聚乙烯乃1922年由英國ICI合成，1939年開始工業(yè)生產，在美國正式工業(yè)性生產，大戰(zhàn)中為重要的雷達用絕緣材料和軍需用品，戰(zhàn)后，日本三井石油化學、住友化學（1958年）開始正式生產，1975年14年廠年產140.7萬噸，僅次于美國。
1933年，英國卜內門化學工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工業(yè)化，通稱為高壓法。1953年聯(lián)邦德國K.齊格勒發(fā)現(xiàn)以TiCl4-Al(C2H5)3為催化劑，乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯(lián)邦德國赫斯特公司于1955年投入工業(yè)化生產，通稱為低壓法聚乙
聚乙烯
烯。50年代初期，美國菲利浦石油公司發(fā)現(xiàn)以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑，乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年實現(xiàn)工業(yè)化生產。60年代，加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α-烯烴用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美國聯(lián)合碳化物公司和陶氏化學公司先后采用低壓法制成低密度聚乙烯，稱作線型低密度聚乙烯，其中以聯(lián)合碳化物公司的氣相法最為重要。線型低密度聚乙烯性能與低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生產中能量消耗低，因此發(fā)展極為迅速，成為最令人注目的新合成樹脂之一。
低壓法的核心技術在于催化劑。德國齊格勒發(fā)明的TiCl4-Al(C2H5)3體
聚乙烯結構式系為聚烯烴的**代催化劑，催化效率較低，每克鈦約得數(shù)千克聚乙烯。1963年比利時索爾維公司首創(chuàng)以鎂化合物為載體的第二代催化劑，催化效率達每克鈦得數(shù)萬至數(shù)十萬克聚乙烯。采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘渣的后處理工序。以后又發(fā)展了氣相法高效催化劑。1975年，意大利蒙特愛迪生集團公司研制成可省去造粒而直接生產球狀聚乙烯的催化劑，被稱作第三代催化劑，是高密度聚乙烯生產的又一變革。
聚乙烯是結晶熱塑性樹脂。它們的化學結構、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結晶度取決件分子鏈的規(guī)整程度與其所經歷的熱歷史。
聚乙烯對于環(huán)境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差于聚合物的化學結構和加工條。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途**廣泛，主要用來制造薄膜、包裝材料、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產得到迅速發(fā)展，產量約占塑料總產量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。2011年**統(tǒng)計結果，全球產能達到96Mt，聚乙烯生產的發(fā)展趨勢顯示，生產消費逐步向亞洲地區(qū)轉移，中國日漸成為最重要的消費市場。
在核物理，天體物理，反應堆運行中運用聚乙烯作為漫化劑來測
聚乙烯
量中子。對核物理的研究做出了自己的貢獻.
聚乙烯(PE)塑料一種，我們常常提的方便袋就是聚乙烯(PE)。聚乙烯是結構最簡單的高分子，也是應用最廣泛的高分子材料。它是由重復的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯（CH2=CH2 ）的發(fā)生加成聚合反應而成的。
聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長，分子量高達幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210C)，過氧化物催化條件下自由基聚合，生產出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支鏈化合結構的。
化學分類
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，材質最軟，主要用在塑膠袋、農業(yè)用膜等。[2]
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。[2]
線型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE，LLDPE)，則是乙烯與少量高級
-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。[2]
LLDPE應用領域幾乎已滲透到所有LDPE市場?，F(xiàn)階段LLDPE和HDPE處于生命周期的成長階段；LDPE則在1980代末逐漸進入發(fā)展成熟期，世界上已少有LDPE設備投產。聚乙烯可用擠出、注射、模塑、吹塑和熔紡等方法成型，廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、包裝及日常工業(yè)中，在中國應用相當廣泛，薄膜是其**的用戶，約消耗低密度聚乙烯77%，高密度聚乙烯的18%，另外，注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費結構中占有較大的比例，在塑料工業(yè)中占有舉足輕重的地位。
鑒定
聚乙烯材料難以印刷（除非進行本體改性或表面改性），故大多是無色或淺色制品，當然又由于其具有良好的耐環(huán)境老化性能，運動場上的人造草皮大多由聚乙烯制造。最簡單的鑒別方法就是用煤氣火焰（例如打火機）點燃一小塊樣品，樣品會持續(xù)燃燒，有煙，且具有燒蠟燭的味道。用指甲在其上劃一下，有劃痕的為低密度聚乙烯(LDPE)，否則則是高密度聚乙烯(HDPE)。
結構特點
CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······
簡寫：nCH2=CH2→—[CH2—CH2]n—
聚合壓力大?。焊邏?、中壓、低壓；
聚合實施方法：淤漿法、溶液法 、氣相法；
產品密度大?。焊呙芏取⒅忻芏?、低密度、線性低密度、超低密度；
產品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。
結構
聚乙烯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%。圖2-1示出PE結構示意圖。
從圖中可見，PE分子均有**的支化度。而LDPE支化度高。在每1000個碳原子中含有15 ^-25個甲基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個乙基側鏈，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。
特點
聚乙烯為典型的熱塑性塑料，是無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE樹脂均是經擠出造粒的蠟狀顆粒料，外觀呈乳白色。其分子量在1萬一loa萬范圍內。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高，其物理力學性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點為100-130C·其耐低溫性能優(yōu)良。在-60℃下仍可保持良好的力學性能，但使用溫度在80~110℃。
聚乙烯化學穩(wěn)定性較好，室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀等溶液。但不耐強氧化的腐蝕，如發(fā)煙硫酸·濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液。在室溫下上述溶劑會對聚乙烯產生緩慢的侵蝕作用，而在90-100℃下，濃硫酸和濃硝酸會快速地侵蝕聚乙烯，使其破壞或分解。
聚乙烯在大氣、陽光和氧的作用下，會發(fā)生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學性能。在成型加工溫度下，也會因氧化作用，使其熔體戮度下降，發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋，故而在成型加工和使用過程或選材時應予以注意。正因為聚乙烯擁有如上特質，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深遠的價值
性質
1.聚乙烯有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質腐蝕，但硝酸和硫酸對聚乙烯有較強的破壞作用；
2.聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，炭黑對聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團等反映。
由乙烯均聚以及與少量α-烯烴共聚制得的乳白色、半透明的熱塑性塑料。密度0.86～0.96g/cm3，按密度區(qū)分有低密度聚乙烯(也包括線性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。無味、無毒。耐化學藥品，常溫下不溶于溶劑。耐低溫，**使用溫度-70～-100℃。電絕緣性好，吸水率低。物理機械性能因密度而異。工業(yè)上低密度聚乙烯主要采用高壓(110～200MPa)、高溫(150～300℃)自由基聚合。其他則用低壓配位聚合，有時同一套裝置可生產密度0.87～0.96g/cm3的聚乙烯產品，稱全密度聚乙烯工藝技術。聚乙烯可加工制成薄膜、電線電纜護套、管材、各種中空制品、注塑制品、纖維等。廣泛用于農業(yè)、包裝、電子電氣、機械、汽車、日用雜品等方面。
性能應用
聚乙烯
聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對有機蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結晶度增加而下降在**結晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點范圍為132-135℃，低密度聚乙烯熔點較低（112℃）且范圍寬。
常溫下不溶于任何已知溶劑中，70℃以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中。
化學性能
聚乙烯有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質腐蝕作用，但硝酸和硫酸對聚乙烯有較強的破壞作用。
產品用途
高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及中空制品為主。
超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作為工程塑料使用。
熔點 140℃
熔化焓292.88J/g
印刷方面
適用于抗水、油及化學物品等性能較高的產品標簽，瀚源印刷常將此材料應用于化妝品、洗發(fā)水、洗滌和其他在使用過程中有耐潮、耐擠壓要求的日用化學品標簽。優(yōu)異的柔軟性，尤其適用于塑料袋。也可用于因環(huán)保要求而不能使用PVC標簽材料的情況。
加工方面
聚乙烯可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。
應用薄膜
低密度聚乙烯廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農用薄膜。也可用擠出法加工成復合薄膜用于包裝重物。
1975年以來，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。
此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復合材料。
中空制品
高密度聚乙烯強度較高，適宜作中空制品。如牛奶瓶、去污劑瓶；
管板材
擠出法可生產聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設；擠出的板材可進行二次加工；也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料；防護套（例如纜索護套）。
纖維
中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。
研制出超高強度聚乙烯纖維（強度可達3～4GPa），可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復合材料。
雜品
用注射成型法生產的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉箱、小型容器、自行車和拖拉機的零件等；電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等；制造結構件時要用高密度聚乙烯。
