聚乙烯(PE)是一种轻质耐用的热塑性塑料,具有可变的晶体结构,它是世界上生产最广泛的塑料之一(每年在全球生产数千万吨)。PE用于多个市场(包装,汽车,电气等)中的薄膜,管材,塑料部件,层压板等应用。
PE属于聚烯烃聚合物系列,最常见的聚乙烯类型有:低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、交联聚乙烯(PEX或XLPE)这五胞胎兄弟。一般人不一定全都认识,今天将为大家一一介绍。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种具有线性结构的经济型热塑性塑料。它在温度(70-300°C)和压力(10-80 bar)下制造,来源可以是改性天然气(甲烷,乙烷,丙烷混合物)或原油催化裂解成汽油。
HDPE主要使用两种技术生产:浆料聚合或气相聚合。
性能
HDPE熔点120-140℃,密度0.93至0.97g / cm 3,能耐大多数溶剂、非常好的耐酒精、稀酸和碱,适度耐油和油脂。耐低温性好,可在-50°C至+ 60°C温度范围内保持其优异的性能(电绝缘性、吸水率低)。与其他形式的聚乙烯相比,HDPE拉伸强度更高,生产成本更低,具有良好的加工性。
缺点
HDPE容易发生应力开裂,耐紫外线和低耐热性差,生产时候模具收缩率高,不能实现高频焊接和连接。然而,通过添加炭黑或UV吸收添加剂可以改善HDPE的耐候性,炭黑还有助于增强材料。
应用
高密度聚乙烯的一些主要用途包括:
1、包装应用 - 牛奶和果汁瓶、食品包装瓶、塑料桶、工业散装容器等。
2、消费品 - 低成本和易加工性使HDPE成为垃圾容器、家庭用品、玩具等家居/消费品的首选材料。
3、纤维和纺织品 - 由于其高拉伸强度,HDPE广泛用于绳索、钓鱼和运动网、农业用网,工业和装饰织物等。
HDPE的其他应用包括管道和配件(用于天然气、排水管、工业应用、电缆保护、钢管涂层、大型检查室和管道污水的检修孔等),因为它具有出色的耐化学性水解。
低密度聚乙烯(LDPE)是一种半刚性和半透明的聚合物。与HDPE相比,它具有更高程度的短链和长链支化。在高压(1000-3000bar; 80-300℃)下,通过自由基聚合过程生产。
用于生产低密度聚乙烯的两种基本方法:搅拌式高压釜或管式路线。由于其较高的乙烯转化率,管式反应器已经优于高压釜路线。
性能
LDPE熔点105至115℃,密度0.910-0.940g / cm 3。对醇类、稀碱和酸具有良好的耐受性,对脂族和芳族烃、矿物油、氧化剂和卤代烃的耐受性有限。在80℃一下保持优异性能(冲击强度高、耐候性好、电绝缘性、吸水率极低),低成本聚合物,具有良好的加工性。
缺点
容易发生应力开裂,抗紫外线能力差且高度易燃。由于低强度、刚度和最高80℃使用,这限制了其在极端温度的下使用。
应用
低密度聚乙烯(LDPE)的应用主要围绕制造容器、塑料袋和各种模塑实验室设备。
1、包装 - 由于其低成本和良好的灵活性,LDPE用于包装行业,常用作食品包装的衬里和食品包装薄膜(冷冻,干货等)。
2、管道和配件 - 由于其可塑性和低吸水性而用于制造管道和配件行业的水管和软管。
3、消费品- 家庭用品、柔性玩具、农用薄膜、电线和电缆。
LLDPE通过使用齐格勒 - 纳塔或茂金属催化剂使乙烯(或乙烷单体)与1-丁烯和较少量的1-己烯和1-辛烯聚合来制备。LLDPE的结构具有线性骨架,具有短而均匀的分支(与LDPE的较长分支不同)。这些短枝在伸长时能够相互滑动而不像LPDE那样缠绕在一起。目前,LLDPE在替代LDPE方面非常成功。
性能
良好的应力开裂和抗冲击性,具有高冲击强度。半透明和天然乳白色LLDPE具有良好的耐化学性和良好的水蒸气和酒精阻隔性能,适用于温和缓慢的缓冲剂。
应用
适用于各种薄膜应用,如通用薄膜,拉伸薄膜,服装包装,农用薄膜等。
UHMWPE的分子量比高密度聚乙烯(HDPE)树脂高约10倍(通常在350和750万amu之间)。它使用茂金属催化剂和乙烷单元合成得到的结构,其中乙烷单元键合在一起,导致UHMWPE结构通常每分子具有100,000至250,000个单体单元。
性能
优异的机械性能、几乎完全惰性,高温耐腐蚀性使该产品可用于多种高性能应用。
应用
适用于高磨损应用,如管材,衬里,筒仓,容器和其他设备。
交联聚乙烯由聚乙烯在高压下与有机过氧化物一起制备,产生自由基。自由基再产生聚合物的交联。这导致树脂专门用于关键应用,如化学储存管道系统,水力辐射加热和冷却系统,以及高压电缆的绝缘。