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聚乙烯树脂简介
聚乙烯树脂是结构最简单的高分子化合物,也是应用最广泛的高分子材料。
聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2)的加成聚合而成的,它是由重复的-CH2-CH2C单
元连接而成的。聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力MPA),有机化
合物催化条件下进行Ziegler-NatTa聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件
下聚合的聚乙烯分子是线型的,且分子链很长,分子量可高达几十万。如果在高
压力(150-300MPA),高温度(190C330℃)和在有机过氧化物或氧气的引发条件下进
行自由基聚合,生产出具有线团型低密度结构聚乙烯(LDPE)。
.聚乙烯树脂分类及性能
聚乙烯的种类:
(1)LDPE:低密度聚乙烯(又称高压聚乙烯)
(2)LLDPE:线形低密度聚乙烯
(3)MDPE:中密度聚乙烯
(4)HDPE:高密度聚乙烯(又称低压聚乙烯)
(5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯:氯化聚乙烯(CPE)、交联聚乙烯(PEX)
(7)乙烯共聚物:乙烯-共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它
烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、EMAA、
EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子
量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
LDPE树脂
性质:无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度约cm3,熔
点130℃~145℃。不溶于水,微溶于烃类、等。能耐大多数酸碱的侵蚀,吸水
性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种。从目前发展状况看,为降低反
应温度和压力,管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系,以高纯度乙
烯为主要原料,以丙烯/丙烷等为密度调整剂,使用高活性引发剂在约200℃~
330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。反应器中引发聚合的熔融聚合物,必
须要经过高压、中压和低压冷却、分离,高压循环气体经过冷却、分离后送入超
高压(300MPa)压缩机入口,中压循环气体经过冷却、分离后送入高压(30MPa)
压缩机入口,而低压循环气体经过冷却、分离后送入低压()压缩机循环利用,
而熔融聚乙烯经过高压、低压分离后送入造粒机,进行水中切粒,在造粒时,企
业可以根据不同应用领域,加入适宜的添加剂,颗粒经包装出厂。
用途:可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法。主要用作农膜、工业用包装
膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂
层和合成纸等。
LLDPE树脂
性质:由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同,性能也有所不同。与LDPE
相比,LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性,较高的耐热性能,抗
冲和耐穿刺性能等。
生产工艺:LLDPE树脂主要利用全密度聚乙烯装置生产,代表性的生产工艺为
Innovene工艺和UCC的Unipol工艺。
用途:通过注塑、挤出、吹塑等成型方法,生产薄膜、日用品、管材、电线
电缆等。
HDPE树脂
性质:本色、圆柱状或扁圆状颗粒,颗粒光洁,粒子的尺寸在任意方向上应
为2mm~5mm,无机械杂质,具热塑性。粉料为本白色粉末,合格品允许有微
黄色。常温下不溶于一般,但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀,
在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。
能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
生产工艺:采用气相法和淤浆法二种生产工艺。其中,淤浆法环管生产工艺
以菲利浦斯公司、Basell公司和北欧的北星环管工艺技术为代表。釜式淤浆法则
以日本三井公司CX工艺为代表。
用途:采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法,生产薄膜制品、日用品及
工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带,绳缆、鱼网和编
织用纤维、电线电缆等。
2聚乙烯树脂生产方法及工艺
聚乙烯生产方法
聚乙烯按聚合压力可以分为高压法、中压法、低压法;按介质来分可以分为
淤浆法、溶液法、气相法。
主要生产工艺
目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有LDPE技术的有7家,LLDPE和
全密度技术的企业有10家,HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况来看,
高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,釜式法和管式法工艺技
术均已成熟,目前这两种生产工艺技术同时并存。国外各公司普遍采用低温高活
性引发聚合体系,可降低反应温度和压力。
高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。而低压法生产HDPE和LLDPE,
主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本大多采用钛系催化剂,而美国大多采用
络系催化剂。
目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种,我国的PE生产工艺有8种。
(1)高压管式和釜式反应工艺
(2)三井化学低压淤液法CX工艺
(3)BP气相法Innovene生产工艺
(4)雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺
(5)北欧化工北星(Bastar)双峰工艺
(6)低压气相法Unipol工艺
(7)巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺
(8)Sclartech溶液法生产工艺
催化剂技术
聚丙烯PP知识介绍
聚丙烯PP知识介绍—
聚丙烯最突出的性质是多面性,它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来
自于优良的耐化学品性能、在大宗热塑性塑料中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。
聚丙烯(简称PP)与聚乙烯(PE)不同之处在于,前者每隔一个碳原子上就有一个甲基,
这起到使链硬化的作用。除非这些甲基处于链的同一侧位置上,聚合物不会结晶。在Natta
和Ziegler(互相独立地)开发出立体定向催化剂之前,只能生产出软且粘连的无规立构聚丙
烯。商业塑料的硬度和耐溶齐小胜自结晶性。源PP的链比PE的硬,因而PP有较高的熔化
温度和抗张强度,但结晶度较低。PP均聚物的熔点约为330°F,取决于加热速度和热历史。
在PP链上间隔地插入乙烯(无规共聚),链会变得更缺乏规则和更柔软,从而降低聚合
物的结晶度、模量、熔点和熔点锐度。典型的无规共聚物是比较透明的,熔点在293—305°F
范围内。当乙烯含量升高时,聚合物的结晶度越来越低,最后变成乙烯一丙烯橡胶(EPR)。
另一类重要的共聚物是抗冲击非均相共聚物。这些产品是由橡胶(有时为PE)在均聚物
基体中聚合而制得的。所用橡胶通常为EPR,它生成一个与均聚物基体分离的相态,形成有
光雾。半透明的外观。这些材料并非真正的嵌段共聚物,因为其中的橡胶相可被溶剂所革取。
用EPR与PP共混可得类似的产品,抗冲击共聚物具有和均聚体物相似的熔点。
分子量和分子量分布在PP加工过程中很重要。
熔体粘度的一个指数,该指数与重均分子量相关。/
10分钟到高达800克/10分钟。分子量分布用重均分子量与数均分子量的比值来表示,高
结晶度PP的这个比值可以高达11;。这个比值在纤维
纺丝过程中极为重要,而且影响到挤压、挤出物胀大、模塑内应力和定向过程。
象大多数聚合物一样,聚丙烯会氧化,特别是在熔化加工过程中。就PP而论,采取清除
攻击叔氢的自由基来保护聚合物。对于在高温下长期使用的PP,则采用复杂的多组分稳定
剂体系;对于限制气味或味道的场合,稳定体系必须非常简单。如果用于防阳光(紫外线)
可加入炭黑或用专门的稳定方法。
,弯曲模量约为1723MPa。有抗张强度为100MPa,弯
曲模量为9650MPa的玻璃填充级PP。矿物填充级PP的弯曲模量可高达约4480MPa,但抗
张强度增加不多。在低于一75°F时仍保持延展性。抗张强度低至186MPa和弯曲模量低至
689MPa的抗冲击共聚物已经不是最近出现的品种了。现代聚合反应过程能生产出可填补聚
丙烯与烯烃橡胶之间空白的材料。
除了强氧化剂和非极性溶剂外,PP对化学侵蚀有很强的抵抗力。例如,发烟硝酸或热的
浓硫酸能使PP降解,但浓度较低的溶液则对PP无害。液体如汽油、二甲苯和氯代烃能使
PP溶胀并变软。共聚物溶胀程度比均聚物高。PP从这类溶剂中取出后,其尺寸又会恢复原
状。由于PP表面惰性极大,如果不采用火焰处理或类似技术,很难在PP上进行印刷、涂
漆及粘合。
聚丙烯的燃烧热很高,很难制成阻燃级产品,但市场上有几种牌号的阻燃级PP出售。PP
还是优秀的电绝缘体,其介电常数和损耗因数很低。它的耐湿性很好,但不是良好的阻隔氧
气的材料。
用途:纤维是PP的一个主要市场。通过拉伸或定向,可使其抗张强度提高15倍之多。抽丝
产品包括衣物、尿布、非织品。家具革、农用袋、线绳、铺地织物、带。地毯和地毯背村。
PP还可以铸造或定向拉伸成为薄膜。定向薄膜可作为香烟。糖果及许多物品的包装材料;
非定向膜用于电容器或包装材料。
PP片材用于制热成型的食品容器,这连同隔潮和传气传味性能必须符合FDA规定。新型极
低模量级产品可以用压延机压延,并与软质乙烯基树脂争夺市场。
通过注射吹塑法、挤压吹塑法或拉伸吹塑法,可以把PP加工成中空制品。为了提高吹塑
和热成型性能,已开发出高熔体强度级PP。
市场上有快速加工挤压贴胶级PP;聚丙烯卓越的电性能,使其适合于作电话线和数据传
输电缆的绝缘材料。
许多同不类型的注塑部件是由PP或它的抗冲击共聚物制成的。在汽车市场。,共聚物被用
作内部装演和面板、外部组件和蓄电池等;均聚物和填充级用于发动机箱罩或作仪表板。
玻璃填料级PP用作装饰品或器具的部件。所有无填料的PP树脂均可作家用品,医疗器
具,包括一次性放射性杀菌用品,主要使用低成本的均聚物和无规共聚物。薄壁模塑容器扩
大了PP传统包装市场的范围,如防窜改的密封器和配料器。