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聚乙烯的一些介紹

  

聚乙烯是最結構簡單的高分子,也是應用最廣泛的高分子材料。
它是由重複的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。

聚乙烯的性能取決於它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓),有機化合物催化條件下進行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的,且分子鏈很長,分子量高達幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210°C),過氧化物催化條件下自由基聚合,生產出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化結構的。

聚合壓力大小:高壓、中壓、低壓;

聚合實施方法: 淤漿法、溶液法 、氣相法 ;

產品密度大小:高密度、中密度、低密度、線性低密度;

產品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。

聚乙烯特性

聚乙烯無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良;但聚乙烯對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。

聚乙烯的性質因品種而異,主要取決於分子結構和密度。

聚乙烯的種類

(1) LDPE:低密度聚乙烯、高壓聚乙烯

(2) LLDPE:線形低密度聚乙烯

(3) MDPE:中密度聚乙烯、雙峰樹脂

(4) HDPE:高密度聚乙烯、低壓聚乙烯

(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯

(6)改性聚乙烯:CPE、交聯聚乙烯(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-其它烯烴(如辛烯POE、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)

分子量達到3,000,000-6,000,000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強度非常高,可以用來做防彈衣。
1.2聚乙烯物理性能
聚乙烯為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無毒,具有優越的介電性能。易燃燒且離火後繼續燃燒。透水率低,對有機蒸汽透過率則較大。聚乙烯的透明度隨結晶度增加而下降在一定結晶度下,透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點范圍為132-135oC,低密度聚乙烯熔點較低(112oC)且范圍寬。
常溫下不溶於任何已知溶劑中,70oC以上可少量溶解於甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶劑中

1.3聚乙烯化學性能
聚乙烯有優異的化學穩定性,室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質,硝酸和硫酸對聚乙烯有較強的破壞作用。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外線作用下容易發生降解,碳黑對聚乙烯有優異的光屏蔽作用。受輻射後可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反映。

1.4各類聚乙烯產品用途
高壓聚乙烯:一半以上用於薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等
中低、壓聚乙烯:以注射成型制品及中空制品為主。
超高壓聚乙烯:由於超高分子聚乙烯優異的綜合性能,可作為工程塑料使用。

聚乙烯塑料的相對分子質量在10 000以上,根據密度的不同分為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。低密度聚乙烯較軟,多用高壓聚合;高密度聚乙烯較硬,多用低壓聚合。大量使用的常為低密度(高壓)聚乙烯。聚乙烯是當今世界用量最多的一種塑料。

聚乙烯為蠟狀,有蠟一樣的光滑感,不染色時,低密度聚乙烯透明,而高密度聚乙烯不透明,最大用途是在農業大棚、食品袋等方面。它不怕水,也不怕油,抗化學腐蝕性強,且美觀實用。

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

其基本結構為

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

化學性質
聚乙烯抗多種有機溶劑,抗多種酸堿腐蝕,但是不抗氧化性酸,例如硝酸。在氧化性環境中聚乙烯會被氧化。

物理性質
聚乙烯在薄膜狀態下可以被認為是透明的,但是在塊狀存在的時候由於其內部存在大量的晶體,會發生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結晶的程度受到其枝鏈的個數的影響,枝鏈越多,越難以結晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數的影響,分布於從90攝氏度到130攝氏度的范圍,枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環境中溶於二甲苯中制備。

分類
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),線性低密度聚乙烯(LLDPE, Linear Low Density Polyethylene)等多種產品

曆史
1898年,聚乙烯最早由德國化學家Hans von Pechmann在一次試驗事故中合成的。

1933年,ICI Chemicals公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次試驗事故中使用乙烯在高壓狀態下合成了聚乙烯。

1935年,ICI Chemicals公司的Michael Perrin發明了可控高壓聚乙烯合成方法。

1939年,低密度聚乙烯開始使用高壓法工業化生產。

1951年,Philips Petroleum公司的化學家Robert Banks 和 John Hogan發明了使用三氧化鉻作為催化劑的合成方法。 

1953年,德國化學家 Karl Ziegler發明了使用鹵化鈦作為催化劑的合成方法, 這種催化劑稱為齊格勒-納塔催化劑。

1976年,德國化學家Walter Kaminsky和Hansjörg Sinn發明了金屬茂合物催化劑。

生產與應用
聚乙烯產品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產品混合在一起增加抗沖擊能力




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