第三章精讲 聚烯烃类塑料.
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2% 4%
20%
55% 8%
11%
其它20.0%
薄膜 电线电缆 涂层制品 吹塑 注塑制品 其它
塑料材料学
2.高密度聚乙烯（HDPE）
2.高密度聚乙烯（HDPE）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含支链少，结晶度高达90％，有些品种使用温度可达120度， 耐寒性能良好。由于密度高，结晶度高，故其机械强度、 阻隔性、耐热性等性能均好于低密度聚乙烯。 用途：
多用来制造食品塑料用瓶、罐、桶等中空容器，也可制成 薄膜或复合膜。
世界HDPE消费结构
吹塑27.0% 薄膜20.1% 注塑制品19.8% 管材11.5% 纤维4.7%
1% 5% 16% 27%
11%
电线电缆1.2%
其它15.8%
吹塑 纤维 20%
20%
薄膜 电线电缆
注塑制品 其它
学稳定性。 5. 环境老化性能：含支链、双键，耐候性不好， 环境应力开裂。 6.燃烧性：极易燃烧。
聚乙烯的加工
1. 2.
3.
4. 5.
6.
7. 8.
一、加工性能 吸水性极小 分子链柔性好 熔体的非牛顿性不明显 比热容较大 结晶能力高 收缩率大 熔体易氧化 品级、牌号多
加工工艺
聚乙烯的应用
LLDPE以其优良的拉伸性能和 延展性在薄膜市场逐步取代 LDPE，减少了LDPE在塑料市 场的份额。近年来，LLDPE在 缠绕膜和旋转成型方面的市场 份额不断提高。
74%
薄膜
注塑
滚塑
电线电缆
其它
塑料材料学
二、聚丙烯（Polypropylene，PP）
吹膜、流延、挤出涂布、挤出吹塑和注塑。低密度聚乙烯 的最大产品是薄膜。
用途：
普遍运用于食品、服装塑料袋、阻湿层、农用薄膜、日用 品塑料和收缩缠绕膜等，以及复合薄膜中的热封和粘合层。
世界LDPE消费结构
薄膜55.0% 涂层制品10.8% 注塑制品8.4% 电线电缆3.9% 吹塑1.9%
管材
3.线型低密度聚乙烯（LLDPE）
线型低密度聚乙烯（LLDPE）是在结构上介于高密度聚乙 烯和低密度聚乙烯之间的一种聚乙烯。 LLDPE用途： 特别适宜制作超薄塑料薄膜、容器
世界LLDPE消费结 构
薄膜占74%
14%
注塑6.9%
滚塑3.0% 电线电缆1.7%
7%
2% 3%
其它14.4%
第3章
聚烯烃类塑料
第3章
聚烯烃类塑料
3.1 聚乙烯（PE） 3.2 聚丙烯（PP） 3.3 聚异丁烯（PIB） 3.4 聚4-甲基-1-戊烯（PMP） 3.3 其它聚烯烃
高压聚合反应以过氧化物为引发剂，其反应具有如 高 下特点： (1)反应对单体浓度有很大的依赖性。单体浓度要 PE 压 求大于99.89%。 聚 由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物， Polyethlele(PE) ； (2)自由基寿命很短。 合 由于以上两特点，使反应必须采用高压，以增大单 制 品种有低密度聚乙烯（ LDPE）、高密度聚乙烯 体浓度 (单位体积内所含单体分子数LLDPE )，减小分子间 （HDPE ）、线形低密度聚乙烯（ ）、高分子量聚 备 的距离，这样就可以增加单体分子间增长着的分子 乙烯（ UHMWPE）； 链与单体分子间的碰撞几率，加速反应的进行并提 反 单体制备 高转化率，增大聚合物的分子量。较低的反应压力 应 只能得到低分子量聚合物。 特 聚合 (3)反应放热多。 点 1.高压聚合 2.低压聚合 3.中压聚合
三种PE链结构比较
结晶度 LDPE： 55-75%
HDPE：
LLDPE：
90%
70-90%
塑料材料学
1.低密度聚乙烯（LDPE）:
1.低密度聚乙烯（LDPE）
是一种非线性热塑性聚乙烯，结晶度低，机械强度、阻 气性、耐溶剂性都比高密度聚乙烯差；但它的柔软性、断 裂伸长率、耐冲击性、透明度则比高密度聚乙烯好。 加工方式：
PE的结构特点：
1.线形聚合物， 属高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，
分子间作用力小，力学性能不好、电绝缘性好、熔点低； 2.分子链上含有短的甲基和长的烷基支链，支链越多，其 耐光降解和氧化能力越差。 3.分子量越高，力学性能越好；加工性能变差； 4.易于结晶，结晶度提高，制品密度、刚性、硬度、强度 等性能提高，但其冲击性能下降。
塑料材料学
聚乙烯结构与性能
主要性质特点如下：
①化学上的惰性。 ②良好的韧性和耐低温性。 ③优异的介电和电绝缘性。 ④极优的耐溶剂性。 ⑤软而韧。
PE的结构与性能
PE的性能
1.力学性能：一般，只有耐冲击性能较好。耐
冲击强度LDPE＞LLDPE＞HDPE。随密度、 结晶度、分子量提高，力学性能增大。
薄膜 容器 型材、单丝 电缆包皮 防腐涂层 泡沫制品
塑料材料学
聚乙烯结构与性能
聚乙烯的品种类型(按密度和结构的不同分)
低密度聚乙烯（LDPE）、 0.91-0.925 g/cm3 中密度聚乙烯（MDPE）、 0.926-0.94 g/cm3
高密度聚乙烯（HDPE）、 0.941-0.97 g/cm3 线型低密度聚乙烯（LLDPE） 0.92 g/cm3
聚烯烃类的制备
PE
PE的制备
温度℃ 高压 聚合 160～300 压力MPa 100～350 催化剂 过氧化 物 机理 自由基 实施方 法 气相本 体聚合 PE密度g/cm3 0.9l～0.925 结晶度 55％～65％
低压 聚合
中压 聚合
60～70
130～160
0.1～0.5
1.4～3.5
齐氏催 化剂
CrO3
离子配 位聚合
离子型 聚合
液相淤 浆法
溶液法 聚合
0.94～0.96
0.95 ～ 0.97
85%～90％
95%～97％
塑料材料学
一、聚乙烯（ Polyethylene，PE）
聚乙烯结构与性能
聚乙烯是分子结构最简单、生产量最大、
应用最广的塑料品种。
聚乙烯为无臭、无毒外观呈乳白色的蜡状固体。
软而韧
2.热性能：随分子量和结晶度的提高而改善。 玻璃化温度低， 支化度增大，密度降低，熔融温度降低 热变形温度很低，热稳定性较好 比热容较大；热导率大，不宜作绝热材料 线膨胀系数较大，制品尺寸随温度变化较大
3.电性能：无极性，电性能优异，吸湿性很小 4.耐化学试剂和耐溶剂性：化学惰性，良好的化
20%
55% 8%
11%
其它20.0%
薄膜 电线电缆 涂层制品 吹塑 注塑制品 其它
塑料材料学
2.高密度聚乙烯（HDPE）
2.高密度聚乙烯（HDPE）
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
含支链少，结晶度高达90％，有些品种使用温度可达120度， 耐寒性能良好。由于密度高，结晶度高，故其机械强度、 阻隔性、耐热性等性能均好于低密度聚乙烯。 用途：
多用来制造食品塑料用瓶、罐、桶等中空容器，也可制成 薄膜或复合膜。
世界HDPE消费结构
吹塑27.0% 薄膜20.1% 注塑制品19.8% 管材11.5% 纤维4.7%
1% 5% 16% 27%
11%
电线电缆1.2%
其它15.8%
吹塑 纤维 20%
20%
薄膜 电线电缆
注塑制品 其它
学稳定性。 5. 环境老化性能：含支链、双键，耐候性不好， 环境应力开裂。 6.燃烧性：极易燃烧。
聚乙烯的加工
1. 2.
3.
4. 5.
6.
7. 8.
一、加工性能 吸水性极小 分子链柔性好 熔体的非牛顿性不明显 比热容较大 结晶能力高 收缩率大 熔体易氧化 品级、牌号多
加工工艺
聚乙烯的应用
LLDPE以其优良的拉伸性能和 延展性在薄膜市场逐步取代 LDPE，减少了LDPE在塑料市 场的份额。近年来，LLDPE在 缠绕膜和旋转成型方面的市场 份额不断提高。
74%
薄膜
注塑
滚塑
电线电缆
其它
塑料材料学
二、聚丙烯（Polypropylene，PP）
吹膜、流延、挤出涂布、挤出吹塑和注塑。低密度聚乙烯 的最大产品是薄膜。
用途：
普遍运用于食品、服装塑料袋、阻湿层、农用薄膜、日用 品塑料和收缩缠绕膜等，以及复合薄膜中的热封和粘合层。
世界LDPE消费结构
薄膜55.0% 涂层制品10.8% 注塑制品8.4% 电线电缆3.9% 吹塑1.9%
管材
3.线型低密度聚乙烯（LLDPE）
线型低密度聚乙烯（LLDPE）是在结构上介于高密度聚乙 烯和低密度聚乙烯之间的一种聚乙烯。 LLDPE用途： 特别适宜制作超薄塑料薄膜、容器
世界LLDPE消费结 构
薄膜占74%
14%
注塑6.9%
滚塑3.0% 电线电缆1.7%
7%
2% 3%
其它14.4%
第3章
聚烯烃类塑料
第3章
聚烯烃类塑料
3.1 聚乙烯（PE） 3.2 聚丙烯（PP） 3.3 聚异丁烯（PIB） 3.4 聚4-甲基-1-戊烯（PMP） 3.3 其它聚烯烃
高压聚合反应以过氧化物为引发剂，其反应具有如 高 下特点： (1)反应对单体浓度有很大的依赖性。单体浓度要 PE 压 求大于99.89%。 聚 由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物， Polyethlele(PE) ； (2)自由基寿命很短。 合 由于以上两特点，使反应必须采用高压，以增大单 制 品种有低密度聚乙烯（ LDPE）、高密度聚乙烯 体浓度 (单位体积内所含单体分子数LLDPE )，减小分子间 （HDPE ）、线形低密度聚乙烯（ ）、高分子量聚 备 的距离，这样就可以增加单体分子间增长着的分子 乙烯（ UHMWPE）； 链与单体分子间的碰撞几率，加速反应的进行并提 反 单体制备 高转化率，增大聚合物的分子量。较低的反应压力 应 只能得到低分子量聚合物。 特 聚合 (3)反应放热多。 点 1.高压聚合 2.低压聚合 3.中压聚合
三种PE链结构比较
结晶度 LDPE： 55-75%
HDPE：
LLDPE：
90%
70-90%
塑料材料学
1.低密度聚乙烯（LDPE）:
1.低密度聚乙烯（LDPE）
是一种非线性热塑性聚乙烯，结晶度低，机械强度、阻 气性、耐溶剂性都比高密度聚乙烯差；但它的柔软性、断 裂伸长率、耐冲击性、透明度则比高密度聚乙烯好。 加工方式：
PE的结构特点：
1.线形聚合物， 属高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，
分子间作用力小，力学性能不好、电绝缘性好、熔点低； 2.分子链上含有短的甲基和长的烷基支链，支链越多，其 耐光降解和氧化能力越差。 3.分子量越高，力学性能越好；加工性能变差； 4.易于结晶，结晶度提高，制品密度、刚性、硬度、强度 等性能提高，但其冲击性能下降。
塑料材料学
聚乙烯结构与性能
主要性质特点如下：
①化学上的惰性。 ②良好的韧性和耐低温性。 ③优异的介电和电绝缘性。 ④极优的耐溶剂性。 ⑤软而韧。
PE的结构与性能
PE的性能
1.力学性能：一般，只有耐冲击性能较好。耐
冲击强度LDPE＞LLDPE＞HDPE。随密度、 结晶度、分子量提高，力学性能增大。
薄膜 容器 型材、单丝 电缆包皮 防腐涂层 泡沫制品
塑料材料学
聚乙烯结构与性能
聚乙烯的品种类型(按密度和结构的不同分)
低密度聚乙烯（LDPE）、 0.91-0.925 g/cm3 中密度聚乙烯（MDPE）、 0.926-0.94 g/cm3
高密度聚乙烯（HDPE）、 0.941-0.97 g/cm3 线型低密度聚乙烯（LLDPE） 0.92 g/cm3
聚烯烃类的制备
PE
PE的制备
温度℃ 高压 聚合 160～300 压力MPa 100～350 催化剂 过氧化 物 机理 自由基 实施方 法 气相本 体聚合 PE密度g/cm3 0.9l～0.925 结晶度 55％～65％
低压 聚合
中压 聚合
60～70
130～160
0.1～0.5
1.4～3.5
齐氏催 化剂
CrO3
离子配 位聚合
离子型 聚合
液相淤 浆法
溶液法 聚合
0.94～0.96
0.95 ～ 0.97
85%～90％
95%～97％
塑料材料学
一、聚乙烯（ Polyethylene，PE）
聚乙烯结构与性能
聚乙烯是分子结构最简单、生产量最大、
应用最广的塑料品种。
聚乙烯为无臭、无毒外观呈乳白色的蜡状固体。
软而韧
2.热性能：随分子量和结晶度的提高而改善。 玻璃化温度低， 支化度增大，密度降低，熔融温度降低 热变形温度很低，热稳定性较好 比热容较大；热导率大，不宜作绝热材料 线膨胀系数较大，制品尺寸随温度变化较大
3.电性能：无极性，电性能优异，吸湿性很小 4.耐化学试剂和耐溶剂性：化学惰性，良好的化