【陜西同輝石油化工】分享：聚乙烯的五種常見類型
聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。
聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。
聚乙烯是半結(jié)晶性高分子化合物，乙烯單體聚合有高壓法、中壓法、低壓法。此外，尚有流化床氣相法、漿料法、溶液法生產(chǎn)支鏈少的線性低密度聚乙烯。
按密度的不同，可分為超低密度聚乙烯（ULDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）、線型低密度聚乙烯（LLDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）等類型。
按聚合物合成方法分類，可分為高壓聚乙烯（在101.3~354.6MPa下制得的聚乙烯）、中壓（2.1~7.1MPa）和低壓聚乙烯（0.1~2.1MPa）。
按相對分子質(zhì)量的不同，可分為中等相對分子質(zhì)量(5~25萬，工業(yè)上常見，通用產(chǎn)品使用)、高相對分子質(zhì)量(50萬左右)、超高相對分子質(zhì)量（100~150萬)，超低相對分子質(zhì)量（1萬左右，主要用作塑料成型的潤滑劑、分散劑）等。
按聚合物分子鏈結(jié)構(gòu)分類可分為線性聚乙烯（如HDPE、MDPE、LLDPE、VLLDPE、ULLDPE、MLLDPE、EPPE、UHMWPE）和支化聚乙烯（LDPE）等。
一、超低密度聚乙烯 ULDPE
超低密度聚乙烯，簡稱ULDPE，其聚合機(jī)理與LLDPE相似，都是線型結(jié)構(gòu)，沒有長鏈分支，所以又稱第二代LLDPE。超低密度聚乙烯（ULDPE）的短支鏈數(shù)量高于LLDPE，而支鏈分支比LDPE短而且較規(guī)整，不存在長鏈分支。其分子量分布較窄，晶相結(jié)構(gòu)和纏繞程度與LDPE不同，ULDPE薄膜中大量短鏈分支的存在，削弱了聚合物主鏈上結(jié)晶區(qū)的形成，且當(dāng)形成結(jié)晶區(qū)時，結(jié)晶區(qū)會變形從而產(chǎn)生缺陷，在結(jié)晶相同的情況下，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)明顯不同，這導(dǎo)致制品的物理力學(xué)性能截然不同。
ULDPE具有以下特性：
1. 具有優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度，沖擊強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度，耐穿刺強(qiáng)度。
2. 熱性能。由于VLPDE，ULDPE為短支鏈的線型結(jié)晶，相比長鏈分支的LDPE，其晶體結(jié)構(gòu)的缺陷沒有那么明顯，故其熔點(diǎn)較高，約比EVA共聚物高20℃，這樣其制品的使用溫度也較高。
3. 模量。U/VLDPE的模量較小，比LDPE，LLDPE，HDPE都低，其薄膜韌性好，柔軟，手感好。
4. 相溶性能。U/VLDPE與其他聚烴烯混合，有良好的相容性。
5. 其他性能。U/VLDPE具有**的減薄性能（達(dá)10-12.7um），良好的絕緣性，較好的光學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕性能，耐油性，密封性等。
在應(yīng)用方面：
1.在國防軍需裝備方面，由于其耐沖擊性能好，比能量吸收大，在軍事上可以制成防護(hù)衣料、頭盔、防彈材料，如直升飛機(jī)、坦克和艦船的裝甲防護(hù)板、雷達(dá)的防護(hù)外殼罩、導(dǎo)彈罩、防彈衣、防刺衣、盾牌、降落傘等
2.在航天工程中，由于其輕質(zhì)高強(qiáng)和抗沖擊性能好，適用于各種飛機(jī)的翼尖結(jié)構(gòu)、飛船結(jié)構(gòu)和浮標(biāo)飛機(jī)等
3.在民用領(lǐng)域，制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級油輪、海洋操作平臺、燈塔等的固定錨繩。
4.在工業(yè)應(yīng)用中，可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，它在機(jī)械制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，可制作各種齒輪、凸輪、葉輪、滾輪、滑輪、軸承、軸瓦、軸套、削軸、墊片、密封墊、彈性聯(lián)軸節(jié)、螺釘?shù)葯C(jī)械零部件。
5.在體育用品上已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機(jī)零部件等。
6.在醫(yī)學(xué)方面，用于牙托材料、醫(yī)用移植物和整形縫合等領(lǐng)域，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性，不會引起過敏，已作臨床應(yīng)用。還用于醫(yī)用手套和其他醫(yī)療措施等方面。
二、低密度聚乙烯 LDPE
低密度聚乙烯（英文：linear low density polyethylene 簡稱：LDPE）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。低密度聚乙烯為乳白色圓珠形顆粒。無毒、無味、無臭，表面無光澤。密度為0.916~0.930g/cm3。性質(zhì)較柔軟，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70℃），但機(jī)械強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度（55%~65%）低，結(jié)晶熔點(diǎn)（108~126℃）也較低。
LDPE綜合了一些良好的性能：透明、化學(xué)惰性、密封能力好，易于成型加工。這決定了LDPE是當(dāng)今高分子工業(yè)中最廣泛使用的材料之一。
LDPE級別可以滿足大部分熱塑性的各種成型工藝。成型加工性好， 如注塑、擠塑、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等。
LDPE主要用途是作薄膜產(chǎn)品，如農(nóng)業(yè)用薄膜、地面覆蓋薄膜、農(nóng)膜、蔬菜大棚膜等；包裝用膜如糖果、蔬菜、冷凍食品等包裝；液體包裝用吹塑薄膜（牛奶、 醬油、果汁。豆腐、豆奶）；重包裝袋，收縮包裝薄膜，彈性薄膜，內(nèi)襯薄膜；建筑用薄膜，一般工業(yè)包裝薄膜和食品袋等。LDPE還用于注塑制品，如小型容器、蓋子、日用制品、塑料花、注塑拉伸吹塑容器。醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料、擠塑的管材、板材，電線電纜包覆，異型材、熱成型等制品；吹塑中空成型制品，如食品容器有奶制品和果醬類，藥物、化妝品、化工產(chǎn)品容器、槽罐等。
三、線性低密度聚乙烯 LLDPE
線性低密度聚乙烯（ Linear Low Density Polyethylene），英文縮寫為LLDPE。LLDPE通常在更低溫度和壓力下，由乙烯和高級的a烯烴如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚過程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布，同時具有線性結(jié)構(gòu)使其有著不同的流變特性。線性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯與少量高級α-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物。
特性方面，線性低密度聚乙烯LLDPE是無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，密度為0.918～0.935g/cm3。它與LDPE相比，具有較高的軟化溫度和熔融溫度，有強(qiáng)度大、韌性好、剛性大、耐熱、耐寒性好等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性，耐沖擊強(qiáng)度、耐撕裂強(qiáng)度等性能。并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等而廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生和日常生活用品等領(lǐng)域。。
應(yīng)用方面，LLDPE的一些薄膜市場，例如生產(chǎn)袋子、垃圾袋、彈性包裝物、工業(yè)用襯套、巾式襯套和購物袋，這些都是利用改進(jìn)強(qiáng)度和韌性后這種樹脂的優(yōu)點(diǎn)。注塑和滾塑是LLDPE**的兩個模塑應(yīng)用。這種樹脂優(yōu)越的韌性和低溫、沖擊強(qiáng)度理論上適于廢物箱、玩具和冷藏器具。
四、中密度聚乙烯 MDPE
中密度聚乙烯（MDPE）其性能介于高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）兩者之間，既保持了HDPE的剛性，又有LDPE的柔性、耐蠕變性，集兩者優(yōu)點(diǎn)于一身。MDPE，為乙烯-辛烯的共聚樹脂，具有特殊的線型乙烯主鏈和辛烯支鏈，具有優(yōu)越的韌性和杰出的長期耐水壓性能。
MDPE的生產(chǎn)合成工藝采用LLDPE的方法。α烯烴常用丙烯、1-丁烯、1-己烯、l-辛烯等，其用量的多少影響著密度大小，一般烯烴用量為5%(質(zhì)量分)左右。可用擠出、注射、吹塑、滾塑、旋轉(zhuǎn)、粉末成型加工方法，生產(chǎn)工藝參數(shù)與HDPE和LDPE相似。
MDPE分子主鏈中平均每1000個碳原子中引入20個甲基支鏈，或13個乙基支鏈，其性能變化由支鏈多少及長短不同而定。共聚可使其晶體小的片晶之間的連接鏈增多。
MDPE的特點(diǎn)是耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及強(qiáng)度的長期保持性。MDPE的相對密度為0.926-0.953g/cm3，結(jié)晶度為70%-80%，平均分子量為20萬，拉伸強(qiáng)度為8-24兆帕，斷裂伸長率為50%-60%，熔融溫度126-135℃，熔體流動速率為0．1-35克/10分鐘，熱變形溫度(0．46兆帕)49-74℃。
MDPE可用于管材、薄膜、中空容器等。產(chǎn)品用于高速成型各種瓶類、高速自動包裝薄膜、各種注塑制品、旋轉(zhuǎn)成型品、電線電纜包覆層、防水材料、水管、燃?xì)夤?/span>等。
五、高密度聚乙烯 HDPE
高密度聚乙烯(High Density Polyethylene，簡稱為“HDPE”)，是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為130℃，相對密度為0.941~0.960g/cm3。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。熔化溫度120~160℃。對于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。
HDPE是通過離子型反應(yīng)機(jī)理的聚合工藝生產(chǎn)的，根據(jù)其所用引發(fā)劑和反應(yīng)壓力，分為低壓法和中壓法，所得產(chǎn)品分子量高，支鏈短而少，所以結(jié)晶度大，密度高。低壓法的聚合條件為：壓力0.1～1.5MPa，溫度在65～100℃內(nèi)，采用Ziegler-Natta型引發(fā)劑：Al（C2H5）3-TiCl4。聚合反應(yīng)機(jī)理是配位陰離子性質(zhì)。HDPE適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好，如注塑，擠塑，吹塑，旋轉(zhuǎn)成型，涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱封焊、熱焊接等。
它的主要優(yōu)點(diǎn)是：耐酸堿，耐有機(jī)溶劑，電絕緣性優(yōu)良，低溫時，仍能保持**的韌性。表面硬度，拉伸強(qiáng)度，剛性等機(jī)械強(qiáng)度都高于LDPE，接近于PP，比PP韌，但表面光潔度不如PP。主要缺點(diǎn)是機(jī)械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發(fā)脆，脆性低于PP，易應(yīng)力開裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時，需進(jìn)行表面放電處理，不能電鍍，表面無光澤。
高密度聚乙烯HDPE的應(yīng)用：
1、注塑制品：有周轉(zhuǎn)箱、瓶蓋、桶類、帽、食品容器、盤、垃圾箱、盒、以及塑料花。
2、吹塑制品：中空成型制品，如各種系列吹塑桶、容器、瓶類、盛放清潔劑、化學(xué)品、化妝品等，汽油箱、日用品等。還有吹膜制品如食品包裝袋，雜品購物袋，化肥內(nèi)襯薄膜等。
3、擠塑制品：管材、管件主要用在煤氣輸送，公共用水和化學(xué)品輸送，如建材排水管、煤氣管、熱水管等；片材主要用于座椅，手提箱，搬運(yùn)容器等。
4、旋轉(zhuǎn)成型：注塑制品如大型容器、儲藏罐、桶、箱等。
5、可加工制成薄膜、電線電纜護(hù)套、管材、各種中空制品、注塑制品、纖維等。廣泛用于農(nóng)業(yè)、包裝、電子電氣、機(jī)械、汽車、日用雜品等方面。
來源：聚烯烴人
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