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聚乙烯的结构和应用

时间:2023-06-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:超高分子量聚乙烯是一种线性结构的热塑性工程塑料,其分子结构和普通高密度聚乙烯基本相同。

聚乙烯的结构和应用

1.1 乙烯的分类:

聚烯烃塑料石油化工主要产品之一,其产量在塑料工业占着最大的份额,是最重要的通用塑料。聚烯烃的主要品种包括聚乙烯、丙烯、聚丁烯、聚异丁烯(主要用作橡胶用)聚甲基戊烯以及若干共聚物。聚烯烃货源广,价格廉,且有电性能、耐化学性、耐溶剂性等多种优异性能,兼有容易采用多种成型方法加工的优点,因而在塑料材料中用途最为广泛。

聚乙烯(PE)是由乙烯直接聚合得到聚合物。是由化学组成和分子结构最为简单,生产量最大,应用最广的塑料品种。具有抗氧化性、耐候性好,吸湿度低、耐酸碱等性能优势,同时也具有熔融温度较低,加工温度区域宽,工艺容易控制等加工特点,在较低温度下生产,既能保证树脂良好塑化,不发生“降解”,又能保证木粉不出现“焦化”。

根据密度不同,工业生产的聚乙烯分为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子聚乙烯(UHM-WPE)和超低密度聚乙烯(VLDPE)五种。

1.2 聚乙烯树脂的性能

(1)低密度聚乙烯是有许多长支链的热塑性聚合物,密度为0.915-0.925g/cm2,相对分子量达4×106,用于高压工艺也可以产生密度达0.9355g/cm2,的中密度聚乙烯。高压低密度和中密度聚乙烯主要物理和化学性能为:

熔点102-112℃。

拉伸屈服应力:6.2-11.5Mpa。

③拉伸强度6.9-16Mpa。

④拉伸模量102-240Mpa。

⑤化学性能稳定性良好,介电性质优于任何已知介电材料。

⑥流变性能,超过熔点温度时黏度很高,其表观黏度随剪切应力增加而降低。

(2)线性低密度聚乙烯是乙烯与a-烯烃的共聚物,其分子量呈线性结构,密度为0.915-0.940g/cm2,其中密度0.926-0.940g/cm2为中密度聚乙烯,密度0.9915-0.925g/cm2,为低密度聚乙烯;密度低于0.915g/cm2的可称为极低密度聚乙烯。其主要物理化学性能为:

①挤塑型拉伸屈服强度:17.5Mpa。

②挤塑型拉伸断裂强度:23Mpa。

③挤塑型断裂伸长率:880%。

④挤塑型邵氏硬度:57。

⑤弯曲模量:500Mpa。

⑥维卡软化点:130℃。

(3)高密度聚乙烯密度:0.94-0.965,相对分子量7-150000;粉末直径0.1-0.5/mm,毒性:无毒无臭。其物理化学性能为:(www.xing528.com)

①拉伸强度:22-45Mpa。

②断裂伸长率:200-900%。

③拉伸模量:420-1060Mpa。

④弯曲强度:250-400Mpa。

⑤抗剪切强度:20-36Mpa。

(4)超高分子量聚乙烯是一种线性结构的热塑性工程塑料,其分子结构和普通高密度聚乙烯基本相同。属于价格适中、性能优良,几乎集中了各种塑料的优点,其主要物理化学性能为:

耐磨性,优于普通聚乙烯的几倍到几十倍,并超过某些金属,其消耗指数仅是尼龙66的1/5;PVC的1/10,碳钢的1/7,黄铜的1/27。

②耐低温冲击性,在所有工程塑料中名列前茅。

③拉伸强度,具有超拉伸取向必备的结构特征。

④热性能,耐热性较差,使用温度一般在100℃以下。

⑤电性能,具有优异的绝缘性能、其体积电阻率1016cm以上。

⑥自润滑性,具有极低的摩擦因数。当它已滑动或转动形式下工作时,比钢和黄铜添加润滑油后的润滑性还要好;

⑦具有优良的耐化学品性,除强氧化性酸液外,在一定温度和浓度范围内能耐各种腐蚀性介质。

⑧耐噪声性,具有优良的消音效果。

(5)超低密度聚乙烯是丙烯、丁烯、辛烯,乙烯的共聚物,其密度为0.88-0.915g/cm2,分子结构中均不含长支链机构,只是短支链数量有所增加,所增加的短支链可产生回弹性、柔韧性和持久性的屈绕寿命,弯曲模量可低到28Mpa。

1.3 聚乙烯的市场应用

(1)低密度聚乙烯广泛应用于薄膜、包装和非包装应用体各占50%。非包装如垃圾袋、工业片材、农膜与一次性尿布。

(2)线性低密度聚乙烯广泛应用于薄膜,如农膜、包装袋、垃圾袋、蒸煮袋、货运袋、日用包装、食品包装、液体包装、冰袋、收缩薄膜、拉伸缠绕膜、复合膜注塑制品和家用器皿、工业容器、盖罩、塞子、玩具汽车零件等。

(3)高密度聚乙烯具有以上所述特性,已被广泛用于国民经济的各个领域,并开始进入常规兵器船舶、汽车等领域。

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