最新PE塑料的性能与应用

1PE塑料的性能与应用2PE即聚乙烯，是一种具有多种结构和特性的聚合物。

它主要分为低密度聚34乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、及特殊性能的超高分子量聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、高相对分56子质量高密度聚乙烯、极低密度聚乙烯等。

一般来说相对密度低于0.920的聚7乙烯，通常称为低密度聚乙烯；相对密度等于或大于0.940的聚乙烯称为高密度聚乙烯；相对密度在0.926~0.940范围内的聚乙烯称为中密度聚乙烯。

89由PE的分类上就能看出，密度是关系着PE塑料性能差异的主要指标，其10次是相对分子质量，而密度又是树脂结晶度和分子线型结构不同造成的。

线性11结构的PE，结晶度高，密度大，熔融温度、硬度、屈服强度、弹性模量也高。

12尽管PE分子间的力不大，但主要因结晶度高，分子便堆砌紧密而强度增大。

相13反，支链度大的PE结晶度较小，则密度较低，可延伸性与韧性较大，即为柔韧性材料。

1415相对分子质量及其分布会直接影响结晶度，进而影响一系列性能，如：强16度、硬度、韧性、耐磨性、耐化学药品和老化及耐低温脆折性等越高，而断裂17伸长率降低。

相对分子质量分布窄，对韧性和低温脆性却有所提高。

而耐长期18载荷变形，耐环境应力开裂性则下降。

所以，相对分子质量分布的宽窄对PE制19品的种类与使用性能也有密切关系。

另外，熔融指数是聚乙烯熔体流动性的定量指标，也是反映聚乙烯分子量2021大小的一个标志。

一般情况下，PE的熔融指数越高，其分子量越低；反之PE的22熔融指数越低，其分子量越高。

PE的熔融指数对其加工影响较大。

熔融指数大，则流动性就好，对注射成型有利，但对于直接挤出吹塑来说，则不希望熔融指2324数过高，特别是HDPE，熔融指数大，型坯易产生下坠，影响型坯的正常成型。

若要吹塑大型制品时，应该选用高分子量高密度聚乙烯(代号为HMWHDPE)，其重2526均分子量在30~50万范围内，其分子量不仅明显地高于一般HDPE(重均分子量在2715~20万之间)，而且分子量分布较宽，其熔体张力大，采用直接挤出吹塑成型28时，大型制件的型坯也不易产生下坠问题。

采用HMWHDPE制得的塑料制品还具29有良好的耐冲击性、耐蠕变性以及耐应力开裂性。

30⒈常用聚乙烯的性能介绍31⑴低密度聚乙烯性能：LDPE为乳白色蜡状颗粒，它具有无毒、无味、无臭，32是PE中最轻的品种，结晶度较低，为55﹪~65﹪熔体流动速率较宽，约为330.2~50g/10min，具有良好的柔韧性、延伸性、透明性、耐寒性，有优良的加工34性、化学稳定性及透气性较好，电绝缘性能优异，但其机械强度、透湿性、耐35老化性能较差及耐热性低于高密度聚乙烯。

36⑵高密度聚乙烯的性能：HDPE为白色粉末或颗粒状，无毒、无味、无臭，37与LDPE相比，支链较少，结晶度较高，密度较大，相对分子质量常为十几万到38几十万，熔体流动速率范围较窄；具有较高的刚性和韧性，优良的机械性能和39耐热性，还具有较好的耐溶剂性、耐蒸汽渗透性等。

40① HDPE的各项性能见表1—441表1 HDPE 的物理性能4243表2 HDPE的力学性能4445表3 HDPE的热性能4647表4 HDPE的电性能4849HDPE塑料可以采用挤出法、注塑法、挤出吹塑法、挤出压制法等方法成型。

50产品用途广泛。

51HDPE塑料的品种很多，可根据具体需要选用，可用于中空吹塑成型的国产52HDPE材料较多，也较容易从市场购得。

53在挤出吹塑成型中，HDPE常用来吹塑耐腐蚀的中小型各类容器和汽车中空配件等产品。

5455⑶中密度聚乙烯的性能：MDPE大分子链的支化程度及其性能在很多方面介56于HDPE和LDPE之间。

它的密度和结晶度主要是由分子链中支链多少与长短不57同决定的。

支链多而长，密度和结晶度下降，具有较好的柔韧和低温特性，但58拉伸强度和硬度、耐热性等不如HDPE..但耐环境应力开裂性和强度长期保持性59较好。

⑷线性低密度聚乙烯：LLDPE是乙烯与少量α-烯烃共聚而制得的一种高聚6061物，其分子结构与普通的LDPE(长链长分支)、HDPE(长链少分支)不同，为长链62上附有若干短的分支的结构，分支的长短与数量决定于共聚单体的种类与用量。

因此，分支有较强的规律性，且LDPE分子量的分布相对要狭窄一些。

因此，即6364使LLDPE和LDPE的结晶度相当，密度相近，性能上却显示出较大的差异。

65由于普通商品级LLDPE分子量分布比较狭窄，采用直接挤出吹塑法吹制中66空容器时，型坯易下坠，难以制得性能优良的产品，因此当采用直接挤出吹塑67法制LLDPE中空容器时，应选用分子量分布较宽的、吹塑专用级LLDPE树脂。

68⑸ HMWHDPE塑料：HMWHDPE（High Molecular Weight High DensityPolyethylene）称为高相对分子质量高密度聚乙烯，它是PE类的新品种之一，6970有均聚物与共聚物之分，可以用淤浆法和气相法来生产。

聚合反应在低压71（0.48~3.1MPa）、低温（80~110℃）和过渡金属催化剂存在下进行，所用催化72剂有齐格勒型或以铬氧化物为基础的菲利浦型。

共聚单体多为1-丁烯、1-辛烯73等α-烯烃。

74HMWHDPE的重均相对分子质量为（2~5）x105，共聚物的密度为750.941~0.965g/cm³，而一般的HDPE的密度为0.941~0.954g/cm³。

共聚物的密度76与共聚物单体的关系密切，其结晶度与物理特性也不同于均聚物。

77HMWHDPE具有优良的耐环境应力开裂性、冲击强度、拉伸强度、熔体强度、78良好的刚性、高防潮性、耐磨性、化学稳定性和冲击性。

79① HMWHDPE基本特性及影响因素见表5-580表5 HMWHDPE基本特性及影响因素81HMWHDPE可以用挤出和吹塑法成型，在挤出成型时，挤出机需要设计强制冷82却和进料沟槽的进料段，以提高生产效率，防止聚合物降解并提高材料的进料83性能，并且可使挤出量提高60%以上。

HMWHDPE在大型工业吹塑件的成型中，主84要用来制作容积200L以上的大型中空容器、塑料托盘、大型储水罐、储油罐等。

85近几年国内各石化企业开发生产出了多种牌号的HMWHDPE，并且每年都有新86的牌号材料出现，购买时主要应根据需要及市场的情况。

国产牌号主要有：87DMDY1158，7000F，8200B等。

88②国产HMWHDPE的性能参数89国产HMWHDPE牌号及性能参数见表690表6 国产HMWHDPE的牌号及性能参数91注：①采用190℃，21.6kg测试条件。

92②ESCR为耐环境应力开裂指数。

93⒉聚乙烯的其它特性94各种牌号的聚乙烯，其性能因组成、结构、分子量及分布等的不同而不尽95相同。

但就聚乙烯类塑料而言，它们之间存在着许多共同的特点，正是这些基96本特征，使它们能够作为塑料中空容器的主要材料，在实践中得到了广泛的应97用。

98⑴力学性能99PE具有良好而均衡的机械性能，除了塑料花专用料等高流动性PE之外，通100常PE的拉伸强度均在10MPa以上，断裂伸长率可达500%或更高。

101PE的强度与分子结构之间有密切的关系。

高密度聚乙烯大分子结构规整性102强，结晶度高，强度较大。

一般高密度聚乙烯的拉伸强度等性能均明显高于低103密度聚乙烯，其中拉伸强度可达低密度聚乙烯的2倍以上，但高密度聚乙烯的104冲击强度较低密度聚乙烯要低。

105⑵耐化学腐蚀性106PE是耐化学腐蚀性最好的塑料之一，它的耐化学腐蚀性可简要归纳如下: 107①PE耐绝大多数的稀酸，通常也不受各种盐及其溶液的侵蚀，但会受氧化108型浓酸破坏，在高温下还会受氧化剂类物质的侵蚀；②PE通常不受醇、醛、酮以及酯类物质的腐蚀；但在室温下会因为芳烃、109110脂芳烃、卤化烃的作用而引起一定程度的溶胀，LDPE在60℃以上、HDPE在80℃以上溶解作用也增大；111112PE在常温下受卤素的影响较小，但高温下会作用加速；113③PE对油类约有吸收，如矿物油、香精油会通过PE材料散逸出去；④PE制品在脂肪及芳香烃、醛、酮、醇、浓硫酸、去污剂及皂、油及脂肪、114115碱金属的氢氧化物等应力开裂剂的作用下可能会产生应力开裂。

116⑶耐候性117PE在紫外线、高能辐射的作用下，会在空气中发生降解，导致变色、表面118龟裂直至脆化、失去强度而丧失使用价值。

因此，对于室外应用或者经受阳光119直射的PE中空容器，应当使用耐候性配方，即在PE主料中加入适量的紫外线吸收剂、遮光剂(光屏蔽剂)等助剂，以防紫外光的危害。

若PE中空容器外观允120121许呈黑色，可在PE中配入1﹪～2﹪的碳黑(碳黑是一种价廉物美的紫外光屏蔽122剂)，使其耐候性大幅度提高。

⑷阻隔性123124在中空制品类塑料包装容器的多数应用中，阻隔性能往往是十分重要的。

125在对各种物质的阻隔性中，对氧、二氧化碳、氮气、有机溶剂的透过性能以及126对水和水蒸气的透过性能，这些在实际应用中特别重要，它们能直接影响到塑127料容器对所包装物品的保护效果。

128一般地讲，PE的阻隔性能随着密度的增大而改善，也就是说高密度聚乙烯比低密度聚乙烯的阻隔性能要好，但是对于不同物质的阻隔性能相差极大。

PE 129130对水蒸气的透过有极佳的阻隔性能，特别是高密度聚乙烯，是阻隔水蒸气透过131的最好的塑料之一。

PE对氧、二氧化碳、氮以及众多的有机溶剂，特别是脂肪烃、芳烃类等的阻隔性能较差。

因此需阻氧保存的物品、脂肪烃、芳烃及其溶132133液等物质，切忌采用PE类中空容器包装。

134⑸卫生性能135PE本身无毒、无味，可直接接触食品、药品等物质。

但是在用于食品、药136品包装时，对包装的加工过程中切忌配入对人体有害的塑料助剂，必须按照国137家卫生标准的要求生产。

138⒊ PE的吹塑加工成型条件对产品性能的影响以及注意事项139⑴成形温度140实际应用中的PE吹塑成型温度因PE的品种不同而异，通常HDPE为170℃～141210℃，LDPE为150℃～190℃。

吹塑大型制品一般采用较高的温度，而吹塑小型制品一般采用较低的温度，但需注意如果成型温度过低，容易产生型坯鲨鱼142143皮现象或者熔体破裂；温度过高则会出现型坯下坠，导致制品壁厚明显不均。

144因此，在吹塑制品过程中，应随时观察型坯的质量，发现型坯不正常需及时调145整温度。

146⑵挤出速度147切忌过渡提高挤出速度和降低成型温度，否则容易引起型坯产生鲨鱼皮及熔体破裂的现象，同时产生较大的离模膨胀，型坯的壁厚增大，导致制品的质148149量增大。