1.一般性能
聚乙烯(简称PE),属于无极性、高结晶度、低密度、非牛顿流体类线性聚合物(HDPE)或支链型聚合物(LDPE)。
低压合成的HDPE(又称低压PE)密度为0.94~0.96g/cm3,结晶度为80%~90%;高压合成LDPE(又称高压PE)密度为0.91~0.94g/cm3,结晶度约为65%;改进LDPE合成工艺配制的LLDPE,密度为0.92~0.925g/cm3,结晶度为65%~75%。此外,还有中密度PE(MDPE),密度为0.926~0.94g/cm3,性能与HDPE相似;超低密度PE,密度为0.88~0.91g/cm3,它结晶度低,质地更柔软。
PE塑料为无味、无毒乳白色蜡状固体粉、粒料,有似蜡质手感,质轻于水面柔软,吸水率<0.01%,耐水性好,易燃低烟,成型收缩大,且范围较宽(1.5%~5.0%)。除薄膜外其他制品为半透明体。薄膜透气性大,透水率低,防潮性好,对非极性气体(如O2、CO2)、各种烯烃类、芳香族物质、透过率及渗透性较大(HDPE好于LDPE),因此不宜用于食品保鲜及包装香料和化妆品,包装汽油、化学品需防止渗漏。
PE无极性,表面能低,表面装饰性差,不利于印刷、粘接及涂装,表面需经活化处理。
2.力学性能
PE塑料拉伸强度、抗蠕变性、刚性及硬度较低。HDPE拉伸强度为30MPa,弹性模量为1500MPa,硬度低于PP及HPVC。LDPE质地柔软,拉伸强度为7~14MPa,因此多用于制作薄膜等软质制品。
PE塑料的冲击强度较高,落球冲击强度达20J/m,优于PP,与PA、PC相似,可用作耐冲击材料。
PE的抗疲劳性较好,尤其耐弯曲疲劳,常用于制作弹性可拆卡夹,铰链等制品。
耐摩擦性好,与钢对磨时,动静摩擦因数小于PP、PVC,与POM相似。磨耗系数较小,但其力学性能及耐热性差,故只能作一般用途的摩擦结构件。此外,PE的耐穿刺性好,其中LLDPE最好。
三种PE相比,冲击强度:LDPE>LLDPE>HDPE;其他力学性能:HDPE>LLDPE>LDPE。力学性能随温度升高都会很快下降。
3.热性能
PE的耐热性差,无负载最高使用温度为80~120℃,连续使用温度为50~85℃,分解温度为300℃,其中HDPE的耐热性最好。
PE的热膨胀系数及热导率在塑料中为较高的品种,线胀系数可达(20~24)×10-5·K-1,线胀系数比较:LDPE>LLDPE>HDPE;热导率可达0.35~0.44W/(m·K),热导率比较:HDPE>LLDPE>LDPE。(www.xing528.com)
PE塑料的[OI]值为17.4%,易燃,离火不灭,有低烟。
PE塑料耐低温性好,脆化温度可达-50℃以下,随着相对分子质量的增大,最低可达-140℃。
4.电性能
PE塑料无极性,吸水性小,电绝缘性能优良,介电损耗小,介电强度高,并且电性能随温度、湿度、频率变化很小,绝缘耐热等级为Y级,是耐高频、耐电晕、耐高电压的良好绝缘材料。
5.耐蚀性
PE塑料属于惰性烷烃类聚合物,无极性基团,在塑料中内聚能密度属于较低的品种,溶解度参数值[δ]约为16.5(J/cm3)1/2,且结晶度高,故化学稳定性优良,是塑料耐蚀性较好的品种。
PE耐酸碱溶液性能优良。在室温下能耐稀硫酸、稀硝酸、各种浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨液、过氧化氢、氢氧化钠(钾)、及各种盐溶液,但在浓硫酸、浓硝酸、硝化混酸、铬酸与硫酸混合液中会缓慢溶蚀。
当温度在60℃时,耐蚀性会下降,但仍可耐各种浓度的盐酸、碱、盐溶液和质量分数50%的硫酸和质量分数40%的硝酸;当温度达90~100℃时,则氧化作用增大,硫酸和硝酸可迅速腐蚀聚乙烯。
PE耐有机溶剂性能优良。在室温时,大多数溶剂不能溶蚀它,但长期接触脂肪烃、芳香烃、卤代烃、动植物油、矿物油、润滑剂、洗涤剂等介质会发生应力开裂,会使表面溶胀或龟裂。
当温度>60℃时,PE会少量溶于甲苯、乙酸、戊酯、三氯乙烯、松节油、氯代烃、石蜡、石油醚等介质;当温度>100℃时,仍不溶于水、脂肪族、醇、醋酸、丙酮、乙醚、甘油或其他植物油,但可溶于四氢化萘。
PE的耐蚀性及耐应力开裂性也随相对分子质量及结晶度的增大而提高,不同品种性能不同,需酌情选用。
6.耐候性
PE的分子结构中含有双键和醚基,故耐候性不好,日晒雨淋,尤其是紫外线照射会促使其发生老化降解,甚至脆裂,所以PE中必须加入抗氧化剂或光稳定剂。
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