聚乙烯

容易保持形状
结论： MFR 增大，材料的熔体粘度下降
型加工性能变易 。
、成
c、 MFR与材料力学性能有什么关系？
MFR间接地反映了分子量的大小，而 分子量与制品的性能有关。
MFR
M
材料力学强度
分子链长，众多化学健共同承担拉伸力；
分子链长，分子间缠结点增加，分子间 作用力增加；
三、聚乙烯的性能 1、物理性能 （1）外观：乳白色蜡状物，无味、无臭、 无毒，半透明的颗粒状物料。
四、聚乙烯的选用 1. LDPE
（1）性能特征： 质轻、透明性好、耐寒、柔韧、高频绝 缘性优异、易于成型加工，是当今塑料材料 中应用最广泛的品种之一。 （2）用途
可进行吹塑薄膜、挤出涂覆、电线电缆 的包覆、注塑和中空成型等 。
薄膜
①特点：光学性能好、化学稳定性好、 柔韧、耐寒、易封合、无毒、无味等
大棚膜 果无树滴专膜用反光膜
牵引 膜管稳定
膜管冷却
膜卷曲
膜管挤出 膜管吹胀
滴灌管 喷灌管道
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2. HDPE （1）特性：力学强度、耐热性、气体
阻隔性和化学稳定性优于LDPE。 （2）用途：
①各种瓶、容器和汽油桶等中空制品
占HDPE总需求量的50%以上， HDPE瓶广 泛用于食品、化学品、药品、化妆品、洗 涤剂等的包装；
（2）用于共混
①将少量LLDPE与LDPE共混可改进 LDPE树脂的力学强度，一般加入量15% 左右；
②将LLDPE与少量LDPE共混可改进 LLDPE树脂的透明性 。
4.超高相对分子质量聚乙烯
（ 1 ） UHMWPE 的 相 对 分 子 质 量 一 般 均 超 过百万；
（2）UHMWPE的特性
③表面张力得到提高，有利 于油墨等在薄膜表面润湿和分布， 从而形成良好的粘接；
④要注意的是：处理过度会 使制品表面粗糙，失去光泽、降 低阻隔性。因而处理不宜过于强 烈。
（3）电晕处理的应用
改善印刷和粘接性能。是提高印刷 质量的重要手段。
一般，末经处理的薄膜油墨剥落率 一般大于90%，而经过处理后，油墨油 墨剥落率一般仅为10～15%。
②选用：MFR在0.3～8g/10min范围内； MFR减小薄膜具有较高的拉伸强度和韧性， 成型温度也相应提高。
生产受力较大的重包装袋、垃圾袋 应选用MFR＜1g/10min的LDPE，生产一般 薄膜可选用MFR为2g/10min左右的LDPE， 而农用大棚膜的MFR约为0.5g/10min，以 提高薄膜的强度，抵御环境的破坏。
为什么？
从表2-2中数据可看出，PE力学性能确 实较低。 （4）环境应力开裂的概念：
环境应力开裂是指在某种环境条件下，长 时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引 起塑料外部或内部产生裂纹的现象。
一般，HDPE易产生环境应力开裂，但随着 相对分子质量的提高，其耐环境应力开裂能力 增强，所以管材生产选择分子量较大的HDPE。
同时，LDPE是由高温高压聚合的产物， 故也称高压聚乙烯；HDPE是由低温低压聚 合的产物，故也称低压聚乙烯。
3.聚乙烯的分子量（1.5～30万）
①LDPE小于7万； ②HDPE一般不超过30万； ③ UHMWPE平均相对分子质量在100万以
上。
④ 分子量大小对PE性能有何影响？
力学性能、耐低温性能、耐环境应力 开裂性能都有所提高，但熔体黏度也随之 增大，成型加工性能变差。
聚烯烃塑料 聚乙烯
聚乙烯
聚乙烯（PE）是树脂中分子结构最简单 的一种，它原料来源丰富，价格低廉，具有优 异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工， 并且品种较多，可满足不同的性能要求。是目 前产量最大的树脂品种，用途极为广泛。
一、聚乙烯的合成
1、高压法聚合生产低密度聚乙烯（LDPE）
在压力100～300MPa、温度150～300℃ 的高温高压条件下，以微量的氧或有机过氧 化物、偶氮化合物等作引发剂，采用本体聚 合工艺生产的。聚合反应式如下：
②熔融状态下，PE具有氧化倾向， 因而，成型加工中应尽量减少熔体与空 气的接触及在高温下的停留时间。
③制品的结晶度取决于成型加工 中对冷却速率的控制。
应尽量使制品各部分冷却速率均 匀一致，以免产生内应力，降低制品 的力学性能。
④由于结晶，PE熔体冷却后收缩 率较大，一般成型收缩率为1.5%～ 5.0%。
多层吹塑
②薄膜、管材、电线电缆
③各类注塑制品
日 用
米垃 碗整桶柜圾理桶箱 凳子
庭院椅车用儿童
品
座
椅
——
注 塑 成 型
3.线型低密度聚乙烯
是LDPE和HDPE之后的PE新品种，被 誉为第三代PE。性能介于LDPE和HDPE 之间。
（1）注射制品、薄膜、管材、板材、 电线电缆、中空制品、滚塑制品、涂 覆等方面。
（2）PE大分子链形状不同，可分为三种， 其分子链结构模型如图所示：
图2-1 三种聚乙烯的分子结构模型 上—LDPE 中—LLDPE 下—HDPE
①低密度聚乙烯（ LDPE ）：
分子形态常被描绘成树枝状；结晶能 力降低。
②高密度聚乙烯（ HDPE ）：
大分子链上侧基较少，大分子链为 线型结构，具有较强的结晶能力。
把聚烯烃之类的隋性塑料表面经电晕处 理使之更能接受油墨、粘合剂，从而易于印 刷和涂饰的方法。
该法是将高压（2000千伏）、高频（１ ６～２０ＫHz）电施加于电极上，在电极和 绝缘体之间产生电晕放电。
金属电极和硅胶辊之间的间隙一般不能太
小，通常２～３mm。
高频高压发生器：
（2）电晕处理的效果和作用 ①通 过放电，使两极之间的空气电离，在
但浓硫酸和浓硝酸及其它氧化剂会缓慢 侵蚀PE。温度升高后，氧化作用更为显著。
（3）耐老化性 PE支化、分子链中的双键结构和聚合
时残留的杂质使PE在大气、阳光和氧的作 用下易发生老化。
故PE是耐老化性较差的塑料品种。
在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等可 提高其稳定性。
PE支化为什么易发生老化？
5.电性能 PE是大分子链中仅含有碳、氢原子
超高分子量聚乙烯板材性能特点： 使用寿命高于钢质,耐磨性是炭钢及不锈钢的
3~7倍；摩擦系数小，自润滑，不吸水、不粘结物料， 抗冲击性强度高，综合机械性能好，耐酸、碱、盐 腐蚀、不老化，耐低温，卫生无毒，重量轻，比重 是钢材的1/8.因此，是用做散装物料储存及运输设备 衬里的最佳材料，如储仓，流槽等。广泛应用在电 力、钢厂、煤矿等等行业中。
优异的耐磨性、自润滑性，优异的耐 冲击和耐疲劳性、耐低温性能等。
但 由 于 UHMWPE 的 熔 体 黏 度 很 高 ， 对 热 剪切较为敏感，成型加工困难。
（3）用途
纺织工业和造纸工业，逐步扩大 到食品工业、机械工业、化学工业、 采矿工业以及运动器械、医疗器械、 建筑机械、航空、船舶诸方面。
超高分子量聚乙烯板材
与其它塑料品种比较，PE对O2，N2， CO2等的透气率较大，但对水蒸气的透过率低。
因此，PE薄膜不适宜长时间包装需保持香 味的物品，但适合于防潮或包装需防止水气散 失的物品。
（2）化学稳定性 PE是非极性结晶聚合物，因而具有优良
的化学稳定性。 室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，
如盐酸、氢氟酸、氨、氢氧化钠、氢氧化 钾以及各类盐溶液，即使在较高的浓度下 对PE也无显著作用。
②低支化度较的HDPE，结晶度为 80%～95%
③ LLDPE的支化度介于LDPE与HDPE 之间，其结晶度为65%～75% 。
HDPE的结晶度高于LDPE，二者哪 一个密度大？
当然是HDPE
结晶度高的密度高，而结晶度低的密度低。
LDPET和HDPE的密度分别为多少？
LDPE： 0.910～0.925g /cm3 HDPE: 0.941～0.965g /cm3
LDPE 的透明性 大于
HDPE
（2）PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融 滴落现象。
（3）在水里漂浮。
2.力学性能
（1） LDPE柔韧，耐冲击，主要生产软 制品；
（2）HDPE的拉伸强度，刚度和硬度较 高，主要生产硬制品。
（3）总体来说，PE的拉伸强度比较低， 硬度和刚度不足。易蠕变，且力学强度受温 度影响大。
⑤ PE属于化学惰性材料，印刷 性能较差，为增加油墨与其表面的 结合牢度，可对制品表面进行电晕 处理或火焰处理。
附：PE薄膜的电晕处理
（1）电晕处理概念
实际上电晕处理也是一种低温等离子体 处理。利用高频（中频）高压电源，在放电 刀架和刀片的间隙产生电晕放电而形成低温 等离子体区。这种方法即叫电晕处理，也称 电子冲击或电火花处理。
本身毒性极低，被认为是卫生性最好的 塑料品种之一。
（2）但在聚合、成型加工和使用中 添加抗氧剂和光稳定剂等助剂，可能影 响到它的卫生性。
（3）回收使用的PE要注意其卫生性 变差。
7、成型加工性能 ①成型加工温度较低，熔体粘度低，
易于成型加工。LDPE一般在180℃左右， HDPE一般在220℃左右，最高成型加工 温度通常不超过280℃，Td大于310 ℃ 。
③线型低密度聚乙烯（ LLDPE ）：
结构介于LDPE、 HDPE之间。
2.聚乙烯的结晶性
（1） PE分子间力小，分子链柔顺性好， 基本结构简单、规整，结晶能力强。
大分子链形状不同会影响到PE的什 么能力呢？不同的PE品种结晶能力是否 相同？
（2）不同的PE品种结晶度不同
①高度支化的LDPE，结晶度为： 40~60%左右；
100～300 MPa
nCH2=CH2
150～300 ℃
( CH2 CH2 ) n
特点：
（1）反应温度下链转移反应相当 显著，高压法生产的LDPE常有较多 的支链，即支化程度大；
（2）相对分子质量低，分布宽。
（3）自由基聚合
2、高压聚合法生产高密度聚乙烯
纯度为99%以上的乙烯
催化剂
0.1～0.5MPa压力和60～80℃条件下聚合
⑤聚乙烯的分子量的 表示
A、 MFR---熔体流动 速 率 （Melt Flow Rate ） （ MI）： 在 一定温度和负荷下， 熔体每10min通过标 准口模的重量。 （g/10min）
测定方法见图
B、 MFR与熔体粘度、成型加工有什么关系？
MFR MFR
ηa
流动性好
容易获得形状
ηa
流动性差
应用领域： 可广泛应用于采矿业、选煤厂、冶 金工业、热电厂、造船业等部门的输送液体、固体、 固液混合体的漏斗、漏槽、翻板、刮板输送机的滑 道、跳汰机筛板、浮选机衬板、船舶货舱内衬板、 大型滑块、矿车、翻斗车车厢衬里等的耐磨耐腐应 用，具有物超所值的独特优势。
的聚合物，分子结构中没有极性基团。 PE的体积电阻率高，介电常数和介电损 耗角正切值小，几乎不受频率的影响， 因而适宜于制备高频电绝缘材料。
PE是优异的电绝缘材料
但PE的力学性能、耐老化性能和 耐热性较差，在重要场合作为电绝缘 材料应用时常通过化学改性将PE制成 PE-CL使用。
6、卫生性 （1） PE分子链主要由碳、氢构成，
薄膜的表面形成低温等离子区使薄膜的表面达 到改性。另外空气中的氧气在高频电场中电离， 产生臭氧，臭氧是一种强氧化剂，可以立即氧 化塑料薄膜的表面分子，使其由非极性转化为 极性，表面分子结构发生变化；
②电子冲击后，表面粗糙度变大，使薄膜
表面产生微凹密集孔穴，使塑料表面粗化，增 大表面活性，油墨进入空隙内，形成微小的机 械连接作用，大大提高粘接和印刷牢度。
浆状物
醇解(破坏残余催化剂) 造粒
水洗 干燥
粒状HDPE。
特点：
（1）大分子链基本呈线型，支链少； （2）相对分子质量较大。 （3）离子型聚合
二、聚乙烯的结构
源自文库
H HCH3
(C H
C )n H
1. 聚乙烯的化学结构 （1）—CH2—CH2— ， 碳氢化合物，
是非极性聚合物，分子间作用力小，力学强
度较低，易燃；
3.热性能 （1）PE的熔点与耐热性 HDPE的熔点约为125～137℃；长期耐80 ℃ LDPE的熔点约为105～120℃。长期耐60 ℃
（2）PE均具有较好的耐寒性，在较低的温 度(－50℃)下仍具有较好的韧性 。
4.化学性能 （1）透气性
PE的透气性随密度的增加而减小，HDPE 的透气性远低于LDPE。
超高分子量聚乙烯(UHMWPE)板材具有高耐磨、耐腐 蚀、耐冲击、自润滑，可制作装煤、水泥、 石灰、矿粉、 盐、谷物类粉状材料的料斗、料仓、 滑槽的衬里。由于 它具有优良的耐摩性、自润滑性及不粘性，使上述粉状材 料对储运设备，不发生粘附现象，保证稳定运输。
这种高耐磨板材为适应各种环境条件下的安装应用， 可设计成拼装连接结构可按用户要求定做，便于安装维修。 如操作条件十分困难的煤矿井下安装料斗、溜槽，冶金行 业的供料漏斗等的应用，能彻底解决输送过程中粘结和堵 料这个老大难问题，实现安全、高效正常生产。