了解聚乙烯材質
作者:admin 來源: 發布時間:2023-11-02 09:23 瀏覽量:
聚乙烯為無惰性材料,除少量強氧化劑外,可耐多種化學*品侵蝕,且不易滋生。眾所周知鋼管、鑄鐵管被塑料管所取代的原因不僅是因為塑料管材比其輸水能耗低、生活能耗低、重量輕、水流阻力小、安裝簡便迅速、造價低、使用時間長、具有保溫功能等,還因為塑料管耐腐蝕、不易滋生微生物等性能優于鋼管及鑄鐵管。聚乙烯材料被常用作于聚乙烯管材的使用,使用時間為50年以上,這一點不僅已為*標準和國外的一些先*標準所確認,而且已經被實踐所證明。今天小編將給大家介紹聚乙烯是什么,是什么材質,以及發展趨勢。
一、聚乙烯的發展趨勢
聚乙烯是結晶熱塑性樹脂。它們的化學結構、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結晶度取決件分子鏈的規整程度與其所經歷的熱歷史。
聚乙烯對化學與機械作用是很敏感的,耐熱老化性差于聚合物的化學結構和加工條。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法,也就是塑料加工。其材質的用途很廣,主要用來制造薄膜、包裝材料、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等,并可作為電視、雷*等的高頻*緣材料。隨著石油化工的發展,聚乙烯生產得到迅*發展,產量約占塑料總產量的1/4。1983年*聚乙烯總生產能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。2011年統計結果,*產能達到96Mt,聚乙烯生產的發展趨勢顯示,生產消費逐步向亞洲地區轉移,*日漸成為其需求量大的消費市場。需求量這么大的聚乙烯,是如何組成出來的呢?
二、聚乙烯材質的組成
聚乙烯塑料是聚乙烯材質中的一種,我們常常提的方便袋就是以聚乙烯為原材做出來的。聚乙烯是結構簡單的高分子,也是應用廣*的高分子材料。它是由重復的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯(CH2=CH2 )的發生加成聚合反應而成的。
聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在15~30大氣壓有*化合物催化條件下進行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(190–210C),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),它是支鏈化合結構的。
聚乙烯的分子是長鏈線型結構或支結構,為典型的結晶聚合物。在固體狀態下,結晶部分與無定型共存。結晶度視加工條件和原處理條件而異,一般情況下,密度高結晶度就越大。LDPE結晶度通常為55 %~65%,HDPF結晶度為80%-90%。PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000個碳原子中含有15 ^-25個甲基側鏈以及少量的和丁基側鏈,由于側鏈或支鏈降低了分子的規整度,所以,會含大量支鏈的PE結晶度、密度和剛性均低。HDPE的支化低,每1000個碳原子的主鏈上只*5-7個乙基側鏈,故而結晶高,密度、剛性和硬度等性能均較好。度上依賴于聚合物的分子量、支化度和結晶度,如斷裂伸長率主要取決于PE密度高和結晶度大,其力學性能就好,但延展性就差,所以,了解聚合物結構會對其結構改性和其他改性有很大幫助。一般來說HDPE拉伸強度為20一25MPa,而LDPE拉伸強度僅為10-2f5MPa。這一數值距離工程材料的拉伸強度(100 -200MPa)還相差很大的距離。
三、聚乙烯材質的特點
聚乙烯為典型的熱塑性塑料,是無臭、無味、無*的可燃性白色粉末。成型加工的PE樹脂均是經擠出造粒的蠟狀顆粒料,外觀呈乳白色。分子量超150萬的則為超高分子量聚乙烯。分子量越高,其物理力學性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的難度也隨之增*。聚乙烯熔點為100-130℃,其耐低溫性能優良。在-60℃下仍可保持良好的力學性能,但使用溫度在80~110℃。
聚乙烯有優*的化學穩定性,室溫下耐鹽酸、氫*酸、磷酸、甲酸、胺類、氫*化鈉、氫*化鉀等各化學物質腐蝕,但硝酸和硫*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,炭黑對聚乙烯有優*的光屏蔽作用。受*射后可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反映。
由乙烯均聚以及與少量α-烯烴共聚制得的乳白色、半透明的熱塑性塑料。密度0.86~0.96g/cm3,按密度區分有低密度聚乙烯也包括線性低密度聚乙烯、*低密度聚乙烯等。無味、無*。耐化學*品,常溫下不溶于溶劑。耐低溫,使用溫度-70~-100℃。電*緣性好,吸水率低。物理機械性能因密度而異。工業上低密度聚乙烯主要采用高壓(110~200MPa)、高溫(150~300℃)自由基聚合。其他則用低壓配位聚合,有時同一套裝置可生產密度0.87~0.96g/cm3的聚乙烯產品,稱全密度聚乙烯工藝技術。
四、聚乙烯的應用領域
聚乙烯是由乙烯聚合而成之聚合物,產品發展至今已有60年左右歷史,*聚乙烯產量居五大泛用樹脂之*。聚乙烯可加工制成薄膜、電線電纜護套、管材、各中空制品、注塑制品、纖維等。廣*用于農業、包裝、電子電氣、機械、汽車、日用雜品等方面。但是,聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結構之不同,分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯。
低密度聚乙烯俗稱高壓聚乙烯,因密度較低,材質軟,主要用在塑膠袋、農業用膜等。
高密度聚乙烯俗稱低壓聚乙烯,與LDPE及LLDPE相較,有較高之耐溫、耐油性、耐蒸汽滲*性及抗環境應力開裂性,此外電*緣性和抗沖擊性及耐寒性能很好,主要應用于吹塑、注塑等領域。
線型低密度聚乙烯則是乙烯與少量α—烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外觀與LDPE相似,透明性較差些,惟表面光澤好,具有低溫韌性、高模量、抗彎曲和耐應力開裂性,低溫下抗沖擊強度較佳等優點。
LLDPE應用領域幾乎已滲*到所有LDPE市場。現階段LLDPE和HDPE處于生*周期的成長階段;LDPE則在1980代末逐漸進入發展成熟期,*上已少有LDPE設備投產。聚乙烯可用擠出、注射、模塑、吹塑和熔紡等方法成型,廣*應用于工業、農業、包裝及日常工業中,在*應用相當廣*,薄膜是其材質量大的用戶,約消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費結構中占有較大的比例,在塑料工業中占有舉足輕重的地位。