聚乙烯知識培訓(xùn)

1、聚乙烯（聚乙烯（Polyethylene Polyethylene ，PEPE）：）： 催化劑催化劑 由乙烯單體經(jīng)自由基聚合而成，是典型的熱塑性結(jié)晶型聚合物，外觀呈乳白色由乙烯單體經(jīng)自由基聚合而成，是典型的熱塑性結(jié)晶型聚合物，外觀呈乳白色半透明的蠟質(zhì)狀，無毒無味，質(zhì)輕，易燃燒，良好的耐化學(xué)腐蝕性，半透明的蠟質(zhì)狀，無毒無味，質(zhì)輕，易燃燒，良好的耐化學(xué)腐蝕性，電絕緣性及耐低溫性。電絕緣性及耐低溫性。 一一. . 聚乙烯的概述聚乙烯的概述第一次實驗合成：第一次實驗合成：19351935年英帝國化學(xué)公司（年英帝國化學(xué)公司（ICIICI），）， 高壓低密度聚乙烯（高壓低密度聚乙烯（LDPELDPE），）

2、，19391939年工業(yè)化生產(chǎn)。年工業(yè)化生產(chǎn)。五十年代五十年代Ziegler-NattaZiegler-Natta型，低壓型，低壓HDPEHDPE，產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化七十年代末七十年代末低壓低壓LLDPELLDPE迅速發(fā)展迅速發(fā)展近幾年近幾年茂金屬為催化劑，合成新一代茂金屬為催化劑，合成新一代m-PEm-PE生產(chǎn)與消費生產(chǎn)與消費 聚乙烯( PE) 是合成樹脂中產(chǎn)量最大的品種,約占世界塑料總量的1/3。 由于生產(chǎn)工藝條件不同, 可分為高密度聚乙烯( HDPE ,低壓聚乙烯)、低密度聚乙烯(LDPE ,高壓聚乙烯) 和線性低密度聚乙烯(LLDPE) 等。 PE具有良好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性,加工性能好

3、,廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、衛(wèi)生和日常生活用。薄膜薄膜51%51%包裝箱及容器13%管材6%絲及編織品7%零件6%其他17%20072007年我國聚乙烯消費結(jié)構(gòu)年我國聚乙烯消費結(jié)構(gòu)亞洲亞洲, 2900, 2900北美北美, 1910, 1910西歐西歐, 1640, 1640中東中東, 1410, 1410其他其他, 1160, 116020092009年世界聚乙烯產(chǎn)能分布年世界聚乙烯產(chǎn)能分布/ /萬噸萬噸20092009年全世界的聚乙烯產(chǎn)能為年全世界的聚乙烯產(chǎn)能為90209020萬噸，已經(jīng)接近一億噸。萬噸，已經(jīng)接近一億噸。亞洲和中東亞洲和中東的產(chǎn)能增的產(chǎn)能增加較快，歐美及其他地區(qū)基本保持平衡

4、。加較快，歐美及其他地區(qū)基本保持平衡。生產(chǎn)與消費生產(chǎn)與消費41344152959969268981346948052648945345074188292110551088114611401554474850556061520102030405060700400800120016002003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年%萬萬噸噸我國我國PEPE市場消費情況市場消費情況產(chǎn)量進(jìn)口量表觀消費量自給率%20032003以來，中國的聚乙烯產(chǎn)能快速增長，但消費量的增加更快，致使進(jìn)口以來，中國的聚乙烯產(chǎn)能快速增長，但消費量的增加更快，致使進(jìn)口量也不斷增加。量也不斷增加。200

5、92009年國內(nèi)聚乙烯產(chǎn)量年國內(nèi)聚乙烯產(chǎn)量813813萬噸，進(jìn)口量萬噸，進(jìn)口量714714萬噸，表觀消萬噸，表觀消費量費量15541554萬噸萬噸生產(chǎn)與消費生產(chǎn)與消費按照聚乙烯的結(jié)構(gòu)性能可以分為：按照聚乙烯的結(jié)構(gòu)性能可以分為：1.1.高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPEHDPE）, ,俗稱低壓料。俗稱低壓料。2.2.中密度聚乙烯（中密度聚乙烯（MDPE)MDPE)，進(jìn)口為主。，進(jìn)口為主。3.3.低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPELDPE），俗稱高壓料，比較軟。），俗稱高壓料，比較軟。4.4.線性低密度聚乙烯（線性低密度聚乙烯（LLDPELLDPE），俗稱線性料。），俗稱線性料。5.5.茂金屬

6、聚乙烯（茂金屬聚乙烯（mPEmPE），進(jìn)口為主。），進(jìn)口為主。6.6.超低密度聚乙烯（超低密度聚乙烯（ULLDPE)ULLDPE)，進(jìn)口為主。，進(jìn)口為主。7.7.超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯UHMWPE,UHMWPE,主要用作工程材料。主要用作工程材料。以乙烯為主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯為共聚體，在催化劑的作用下，采用淤漿聚合或氣相聚合工藝，所得到的聚合物經(jīng)閃蒸、分離、干燥、造粒等工序，獲得顆粒均勻的成品。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點約為130，相對密度為0.9410.960。分子量40 000300 000，HDPE是一種支鏈少結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HD

7、PE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀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。應(yīng)用范圍：中空制品包括大型、中小型、多層共擠壓等類型。大型中空制品包括化學(xué)工業(yè)中的各種容器制品，中小型中空制品包括日用品器皿、藥用瓶、兒童用品等。多層擠壓中空制品用于藥品、食品包裝，汽車油箱等。注塑制品包括制作飲料，啤酒周轉(zhuǎn)箱、工程用機(jī)械零部件等。薄膜制品方面包括有微薄膜（725微米），薄膜、重型包裝膜、多孔膜、地膜。管材制品方面包括有大口徑管、雙壁波紋管、固體輸送管、天然氣管等。單絲制品包括漁用網(wǎng)具、網(wǎng)繩、網(wǎng)箱等，其使用壽命是麻網(wǎng)的三

8、倍，其價格遠(yuǎn)低于尼龍網(wǎng)。單絲還是制作紗窗的材料。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。目前國內(nèi)石化廠沒有專門的中密度聚乙烯牌號，所以國內(nèi)的中密度聚乙烯料都是各材料廠家以高密度聚乙烯（HDPE)和線性低密度聚乙烯（LLDPE)進(jìn)行互配加工而成。線性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯與少量高級-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)

9、高壓或低壓聚合而成的一種共聚物線性低密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的乳白色顆粒，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，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)溶劑等密度為0.9150.93，熔點108-125應(yīng)用領(lǐng)域：適用于制作農(nóng)膜、包裝薄膜、復(fù)合薄膜、管材、中空容器、電線、電纜絕緣層等。低密度聚乙烯LDPE也叫高壓聚乙烯，是由乙烯單體聚合而成，具有很多的長支鏈，所以結(jié)晶度低。低密度聚乙烯呈乳白色半透明蠟狀固體顆粒，無毒無味，透明度較好，密度低等。韌性好，耐低溫，絕緣性能好性能：密度0.910.93，分子量：25000

10、左右，熔點：105126應(yīng)用領(lǐng)域： 做成薄膜用于食品包裝、商業(yè)和工業(yè)包裝、購物袋、垃圾袋等，特別是用于農(nóng)用薄膜（5060）；家用器皿、玩具、醫(yī)用注射器；牛奶及果汁飲料包裝盒的涂覆等；各種電線電纜的絕緣和護(hù)套。 茂金屬聚乙烯(MLDPE或mPE)即用茂金屬作催化劑，另外再加上廣泛的助催化劑，使乙烯及其它a烯烴聚合而成的聚乙烯。性能：具有極好的透明性，支鏈少而短，密度低，純度高，高拉伸強(qiáng)度，耐沖擊性能及熱封性能好，耐穿刺性，其韌性、剛性比聚乙烯好，無毒、無味密度：0.8650.935g/3，熱分解溫度315以上應(yīng)用范圍：適用于一系列軟包裝薄膜應(yīng)用，包括：收縮包裝薄膜、托盤收縮包裝薄膜、手工流涎纏繞

11、包裝膜、農(nóng)用溫室大棚膜、中型及重型包裝袋以及復(fù)合包裝薄膜等。分子鏈結(jié)構(gòu)對性能的影響分子鏈結(jié)構(gòu)對性能的影響 各類各類PEPE鏈結(jié)構(gòu)的示意圖鏈結(jié)構(gòu)的示意圖 支鏈存在會影響分子鏈的反復(fù)折疊和堆砌程度，導(dǎo)致密度降低，結(jié)晶度減小支鏈存在會影響分子鏈的反復(fù)折疊和堆砌程度，導(dǎo)致密度降低，結(jié)晶度減小。密度密度密度即單位體積的質(zhì)量，可以用來比較聚合物的堆積密度即單位體積的質(zhì)量，可以用來比較聚合物的堆積緊密（高結(jié)晶）區(qū)域和無規(guī)（非結(jié)晶）區(qū)域。緊密（高結(jié)晶）區(qū)域和無規(guī)（非結(jié)晶）區(qū)域。結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài)非晶態(tài)非晶態(tài) 結(jié)晶態(tài)結(jié)晶態(tài) 非晶態(tài)非晶態(tài)聚合物分子鏈高度定向聚合物分子鏈高度定向 分子鏈長且無規(guī)排列分子鏈長且無規(guī)排列剛度

12、高剛度高 高抗沖且柔韌性好高抗沖且柔韌性好軟化點溫度高軟化點溫度高 軟化溫度低軟化溫度低熔點最高可到熔點最高可到135 熔點熔點105135 短支鏈少短支鏈少 短支鏈多短支鏈多緩慢冷卻可導(dǎo)致更多的結(jié)晶緩慢冷卻可導(dǎo)致更多的結(jié)晶 快速冷卻可產(chǎn)生較多快速冷卻可產(chǎn)生較多霧度值高霧度值高 X-rayX-ray顯示，顯示，PEPE分子中結(jié)晶結(jié)構(gòu)和無定型結(jié)構(gòu)相互穿插：分子中結(jié)晶結(jié)構(gòu)和無定型結(jié)構(gòu)相互穿插：一般結(jié)晶度順一般結(jié)晶度順序：序：LDPELDPE LLDPELLDPE HDPEHDPE。 結(jié)晶度與性能關(guān)系結(jié)晶度與性能關(guān)系 依分子在空間排列的規(guī)整性可將高聚物分為：依分子在空間排列的規(guī)整性可將高聚物分為：

13、晶態(tài)晶態(tài) 部分晶態(tài)部分晶態(tài) 非晶態(tài)非晶態(tài) 結(jié)晶度與性能的關(guān)系：結(jié)晶度與性能的關(guān)系：結(jié)晶度越高，分子間作用力越強(qiáng)，高分子化合結(jié)晶度越高，分子間作用力越強(qiáng)，高分子化合物的強(qiáng)度、硬度和熔點越高，耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性也越好；而與鍵運物的強(qiáng)度、硬度和熔點越高，耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性也越好；而與鍵運動有關(guān)的性能，如彈性、伸長率、沖擊韌性則降低動有關(guān)的性能，如彈性、伸長率、沖擊韌性則降低。 相對分子質(zhì)量越高，大分子間纏結(jié)點和引點越多，拉伸強(qiáng)度、表相對分子質(zhì)量越高，大分子間纏結(jié)點和引點越多，拉伸強(qiáng)度、表面硬度、耐磨性、耐蠕變性、耐老化和耐溶劑性都會有所提高，耐面硬度、耐磨性、耐蠕變性、耐老化和耐溶劑性都會有所提高，

14、耐斷裂伸長率則會降低。斷裂伸長率則會降低。 聚乙烯的相對分子質(zhì)量大小常用熔體流動速率（聚乙烯的相對分子質(zhì)量大小常用熔體流動速率（MFRMFR）來表示：加）來表示：加熱到熱到190190的聚乙烯熔體在的聚乙烯熔體在21.2N21.2N的壓力下從一定孔徑模孔中每的壓力下從一定孔徑?？字忻?0min 10min 擠出的質(zhì)量（擠出的質(zhì)量（g g），單位為），單位為g/10ming/10min。MFRMFR越小，說明聚合物越小，說明聚合物相對分子質(zhì)量越高，強(qiáng)度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能越好。相對分子質(zhì)量越高，強(qiáng)度和耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能越好。相對分子質(zhì)量與性能關(guān)系相對分子質(zhì)量與性能關(guān)系 性能性能密度上升密度上升M

15、FRMFR上升上升拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度上升上升略微下降略微下降拉伸斷裂強(qiáng)度拉伸斷裂強(qiáng)度上升上升下降下降斷裂伸長率斷裂伸長率下降下降下降下降硬度硬度上升上升略微下降略微下降耐環(huán)境應(yīng)力開裂耐環(huán)境應(yīng)力開裂下降下降下降下降軟化溫度軟化溫度上升上升介電常數(shù)介電常數(shù)下降下降略微上升略微上升成型收縮率成型收縮率上升上升上升上升加工性能加工性能下降下降上升上升擠出外觀擠出外觀上升上升密度、熔體流動速度、相對分子質(zhì)量對密度、熔體流動速度、相對分子質(zhì)量對PEPE性能的影響性能的影響 1 1 力學(xué)性能力學(xué)性能 PEPE是一種典型的軟而韌的聚合物材料：拉伸強(qiáng)度較低，硬度不高，抗是一種典型的軟而韌的聚合物材料：拉伸強(qiáng)度較低

16、，硬度不高，抗蠕變性差，只有抗沖擊性能較好，故力學(xué)性能一般。蠕變性差，只有抗沖擊性能較好，故力學(xué)性能一般。 影響影響PEPE力學(xué)性能的因素力學(xué)性能的因素 （1 1）密度：密度增大，結(jié)晶度增大，除抗沖擊力以外的）密度：密度增大，結(jié)晶度增大，除抗沖擊力以外的 力學(xué)性能會提高。力學(xué)性能會提高。 例：HDPE其結(jié)晶度高，密度大，各項力學(xué)性能均較高，但韌性差 LDPE其結(jié)晶度低，密度小，各項力學(xué)性能較低， 但抗沖擊性能較好 （2 2）相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量增大，）相對分子質(zhì)量：相對分子質(zhì)量增大， 所有力學(xué)性能均提高。所有力學(xué)性能均提高。LDPELDPE材料材料聚乙烯的性能聚乙烯的性能 2 2 熱性能

17、熱性能 耐熱性不高：耐熱性不高：PE熱變形溫度在塑料中是很低的，故PE制品使用溫度不高，會隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高而改善。 例：LDPE使用溫度約為70，HDPE長期使用溫度約為90 耐低溫性很好：耐低溫性很好：脆化溫度可達(dá)-50以下，相對分子量越高，支化越多，其脆化點越低。 導(dǎo)熱率較高：導(dǎo)熱率較高：不宜作良好的絕熱材料。 導(dǎo)熱順序：HDPELLDPELDPE PEPE地暖管地暖管聚乙烯的性能聚乙烯的性能4 4 電性能電性能PEPE無極性，且吸濕性很低，電性能十分優(yōu)異。無極性，且吸濕性很低，電性能十分優(yōu)異。 介電損耗很低，且介電損耗和介電常數(shù)與溫度和頻率無關(guān)，可用于高頻絕緣； 耐電暈性好，

18、且介電強(qiáng)度高，可做高壓絕緣材料； PE在氧化時會產(chǎn)生羰基，使介電損耗有所提高，如做電氣材料使用，需加入抗氧化劑。PEPE電纜線皮電纜線皮聚乙烯的性能聚乙烯的性能聚乙烯的性能聚乙烯的性能5 5 環(huán)境性能環(huán)境性能 不耐日光及紫外線照射：不耐日光及紫外線照射： 如日光照射會使制品變脆，紫外線照射會引起PE變色、降解、表面 氧化，對力學(xué)性能不利。 改善：向改善：向PEPE中加入炭黑或紫外線吸收劑，在進(jìn)行紫外線照射，可提高聚中加入炭黑或紫外線吸收劑，在進(jìn)行紫外線照射，可提高聚乙烯的力學(xué)性能。乙烯的力學(xué)性能。 環(huán)境應(yīng)力開裂：環(huán)境應(yīng)力開裂： PE在許多活性物質(zhì)（如酯類、硫化或磺化醇類、潮濕土壤等）的作用 下

19、回產(chǎn)生應(yīng)力開裂現(xiàn)象，稱為環(huán)境應(yīng)力開裂，是聚烯烴類塑料特有的現(xiàn) 象，故其不宜用來制備這些物質(zhì)的容器，也不宜單獨用于制備埋入地下 的電纜包皮。 改善：提高相對分子質(zhì)量，降低材料結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的分散性。改善：提高相對分子質(zhì)量，降低材料結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的分散性。名稱名稱分子量分子量分布分布密度（密度（g/cmg/cm3 3）拉伸強(qiáng)拉伸強(qiáng)度度 /Mp/Mp斷裂伸長率斷裂伸長率/%/%耐環(huán)境開裂耐環(huán)境開裂加工性能加工性能表面光澤表面光澤HDPEHDPE窄窄0.94-0.980.94-0.98高高高高好好差差較差較差LDPELDPE寬寬0.91-0.920.91-0.92低低低低差差很好很好很好很

20、好LLDPELLDPE窄窄0.91-0.930.91-0.93中中高高很好很好較差較差一般一般mPEmPE很窄很窄0.91-0.920.91-0.92高高高高非常好非常好差差較差較差聚乙烯用途簡介聚乙烯用途簡介用途用途占樹脂的比例占樹脂的比例制品制品薄膜類制品薄膜類制品LDPELDPE的的50%50%HDPEHDPE的的10%10%LLDPELLDPE的的70%70%用于食品、日用品、蔬菜、收縮、自粘、垃圾等用于食品、日用品、蔬菜、收縮、自粘、垃圾等輕質(zhì)包裝膜，地膜、棚膜、保鮮膜等。輕質(zhì)包裝膜，地膜、棚膜、保鮮膜等。重包裝膜，撕裂膜、背心袋等。重包裝膜，撕裂膜、背心袋等。包裝膜，垃圾袋、保鮮袋

21、、超薄地膜等。包裝膜，垃圾袋、保鮮袋、超薄地膜等。注塑制品注塑制品HDPEHDPE的的30%30%LDPELDPE的的10%10%LLDPELLDPE的的10%10%日用品如：盆、筒、簍、盒等，周圍箱、瓦楞箱、日用品如：盆、筒、簍、盒等，周圍箱、瓦楞箱、暖瓶殼、杯、臺、玩具等。暖瓶殼、杯、臺、玩具等。中空制品中空制品以以HDPEHDPE為主為主用于裝食品油、酒類、汽油及化學(xué)試劑的桶，玩用于裝食品油、酒類、汽油及化學(xué)試劑的桶，玩具具管材類制品管材類制品以以HDPEHDPE為主為主給水、輸氣、灌溉、穿線、吸管、筆芯、用的管給水、輸氣、灌溉、穿線、吸管、筆芯、用的管材，化妝品、藥品、鞋油、牙膏等用的管