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高密度聚乙烯知識介紹

  HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴。雖然HDPE在1956年就已推出,但這種塑料還沒達到成熟水平。這種通用材料還在不斷開發其新的用途和市場。

    生產和催化劑:PE最通常的生產方法是通過淤漿或氣相加工法,也有少數用溶液相加工生產。所有這些加工過程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體係(可能是不止一種化合物)和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應。氫氣和一些催化劑用來控製分子量。淤漿反應器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環形反應器,在其中料漿可以循環攪拌。當乙烯和共聚單體(根據需要)和催化劑一接觸,就會形成聚乙烯顆粒。除去稀釋劑後,聚乙烯顆粒或粉粒被幹燥並按劑量加入添加劑,就 生產出粒料。帶有雙螺杆擠出機的大型反應器的現代化生產線,可每小時生產PE40000磅以上。新的催化劑的開發為改進新等級HDPE的性能作出貢獻。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎的催化劑和鈦化合物一烷基鋁催化劑。菲利浦型催化劑生產的HDPE有 中寬度分子量分布;鈦一烷基鋁催化劑 生產的分子量分布窄。用複式反應器生產窄MDW的聚合物所用催化劑也可用於生產寬MDW品級。舉例來說,生產顯著不同分子量產品的兩個串聯反應器可以生產出雙峰分子量聚合物,這種聚合物具有全寬域的分子量分布。

    主要特性:HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態HDPE的外表呈乳 白色,在微薄截麵呈一定程度的半透明狀。PE具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸),芳香烴(二甲苯)和鹵化烴(四氯化碳)。該聚合物不吸濕並具有好的防水蒸汽性,可用於包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強度高,使其很適用於電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗衝擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級HDPE的獨有特性是四種基本變量的適當結合:密度、分子量、分子量分布和添加劑。不同的催化劑被用於生產定製特殊性能聚合物。這些變量相結合生產出不同用途的HDPE品級;在性能上達到最佳的平衡。

    密度:這是決定HDPE特性的主要變量,雖然被提到的4種變量確實起到相互影響作用。乙烯是聚乙烯主要原料,少數的其它共聚單體,如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯,也經常用於改進聚合物性能,對HDPE,以上少數單體的含量一般不超過1%-2%。共聚單體的加入輕微地減小了聚合物的結晶度。這種改變一般由密度來衡量,密度與結晶率呈線性關係。美國一般分類按 ASTM D1248規定, HDPE的密度在 0.940g/。C以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度範圍0.926~0.940g/CC。其它分類法有時把MDPE歸類於HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的剛度,良好的防滲透性和最高的熔點,但一般具有很差抗環境應力開裂性(ESCR)。ESCR是PE抗由機械或化學應力所引起的開裂性的能力。更高的密度一般改進了機械強度性能,例如拉伸強度、剛度和硬度;熱性能如軟化點溫度和熱變形溫度;防滲透性,如透氣性或水蒸氣透過性。較低的密度改進其衝擊強度和E-SCR。聚合物密度主要是受共聚單體加入的影響,但較少程度也受分子量影響。高分子量百分數使密度略有降低。例如,在一個較寬分子量範圍內均聚物具有不同的密度。

    分子量(MW):較高的分子量導致較高的聚合物粘度,不過粘度也與測試所用的溫度和剪切速率有關。用流變或分子量測量對材料的分子量進行表征。HDPE的品級一般具有的分子量範圍是40 000~300 000,重均分子量大致與熔融指數範圍相對應,即從100~ 0. 029/10min。通常地,更高的MW(更低的熔融指數MI)增強了熔體強度、更好韌性和ESCR,但是更高MW使加工過程更難或且需要更高的壓力或溫度。分子量分布(MWD):PE的WD根據使用的催化劑和加工過程而有從窄到寬的不同。

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