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聚乙烯的一些介绍

  

聚乙烯是最结构简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。
它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。

聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压),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性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210°C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的。

聚合压力大小:高压、中压、低压;

聚合实施方法: 淤浆法、溶液法 、气相法 ;

产品密度大小:高密度、中密度、低密度、线性低密度;

产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。

聚乙烯特性

聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。

聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。

聚乙烯的种类

(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯

(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯

(3) MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂

(4) HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯

(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯

(6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX)

(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(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3,000,000-6,000,000的线性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。
1.2聚乙烯物理性能
聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低,对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下,透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC,低密度聚乙烯熔点较低(112oC)且范围宽。
常温下不溶于任何已知溶剂中,70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶剂中

1.3聚乙烯化学性能
聚乙烯有优异的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质,硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。

1.4各类聚乙烯产品用途
高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等
中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主。
超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用。

聚乙烯塑料的相对分子质量在10 000以上,根据密度的不同分为高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯较软,多用高压聚合;高密度聚乙烯较硬,多用低压聚合。大量使用的常为低密度(高压)聚乙烯。聚乙烯是当今世界用量最多的一种塑料。

聚乙烯为蜡状,有蜡一样的光滑感,不染色时,低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,最大用途是在农业大棚、食品袋等方面。它不怕水,也不怕油,抗化学腐蚀性强,且美观实用。

聚乙烯(PE)是日常生活中最常用的高分子材料之一,大量用于制造塑料袋,塑料薄膜,牛奶桶的产品。

其基本结构为

- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 -

化学性质
聚乙烯抗多种有机溶剂,抗多种酸碱腐蚀,但是不抗氧化性酸,例如硝酸。在氧化性环境中聚乙烯会被氧化。

物理性质
聚乙烯在薄膜状态下可以被认为是透明的,但是在块状存在的时候由于其内部存在大量的晶体,会发生强烈的光散射而不透明。聚乙烯结晶的程度受到其枝链的个数的影响,枝链越多,越难以结晶。聚乙烯的晶体融化温度也受到枝链个数的影响,分布于从90摄氏度到130摄氏度的范围,枝链越多融化温度越低。聚乙烯单晶通常可以通过把高密度聚乙烯在130摄氏度以上的环境中溶于二甲苯中制备。

分类
聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE, High Density Polyethylene),中密度聚乙烯(MDPE, Medium Density Polyethylene),低密度聚乙烯(LDPE, Low Density Polyethylene),线性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多种产品

历史
1898年,聚乙烯最早由德国化学家Hans von Pechmann在一次试验事故中合成的。

1933年,ICI Chemicals公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次试验事故中使用乙烯在高压状态下合成了聚乙烯。

1935年,ICI Chemicals公司的Michael Perrin发明了可控高压聚乙烯合成方法。

1939年,低密度聚乙烯开始使用高压法工业化生产。

1951年,Philips Petroleum公司的化学家Robert Banks 和 John Hogan发明了使用三氧化铬作为催化剂的合成方法。 

1953年,德国化学家 Karl Ziegler发明了使用卤化钛作为催化剂的合成方法, 这种催化剂称为齐格勒-纳塔催化剂。

1976年,德国化学家Walter Kaminsky和Hansjörg Sinn发明了金属茂合物催化剂。

生产与应用
聚乙烯产品通常掺加大量各种添加剂以抗氧化等环境因素破坏。聚乙烯还可以和一些人造橡胶产品混合在一起增加抗冲击能力




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