PE类素材

PE类素材PE类塑料简介聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，英文名称为Polyethylene，简称PE。PE的合成原料来自石油，因石油资源丰富，其产量自1965年一直高居第一。聚乙烯是一种工业化年代较晚，但发展最快的塑料品种。最早实现工业化的品种为LDPE，于1951年首次实现万t级工业规模生产。目前，聚乙烯的产量占合成树脂总量的20%左右。到2000年，全世界聚乙烯的年产量为4800万t，中国聚乙烯的年生产能力323万t，实际生产275万t/a。目前，聚乙烯的主要品种有：低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高分子量聚乙烯(UHMWPE)及茂金属聚乙烯。此外，还有其改性品种乙烯-乙酸乙烯醋(EVA)和氯化聚乙烯(CPE)等。LDPE的主要生产厂家有：兰州化学工业公司化工厂(135kt/a)、北京燕山石化公司化工一厂(180kt/a)、上海石化公司塑料厂(148kt/a)、大庆石化公司塑料厂(60kt/a)、广东茂名石化公司(100kt/a)、山东齐鲁石化公司(140kt/a)、浙江宁波乙烯工程公司(60kt/a)、江苏南通乙烯工程(120kt/a)、石家庄炼油厂(120kt/a)等。到2000年，LDPE年总产量93.6万t。2005年128万t。PE类塑料简介HDPE的主要生产厂家有：北京助剂二厂(18kt/a)、上海高桥石化公司化工厂(6kt/a)、大连石化公司化工厂(0.7kt/a)、辽阳石油化纤公司化工三厂(35kt/a)、大庆石化总厂塑料厂(240kt/a)、山东齐鲁石化公司塑料厂(140kt/a)、江苏扬子石化公司塑料厂(60kt/a)、北京燕山石化公司化工一厂(140kt/a)、上海石化股份有限公司(100kt/a)、广东茂名石化公司(140kt/a)等。到2000年，HDPE的年总产量109.3万t。2006年500万t。LLDPE的主要生产厂家有：大庆石化总厂塑料厂(60kt/a)、山东齐鲁石化公司塑料厂(60kt/a)、辽宁盘锦乙烯工业公司(125kt/a)、兰州石化公司石油化工厂(60kt/a)、辽宁抚顺石化公司化工厂(80kt/a)、天津联合化学有限公司(60kt/a)、新疆独出子乙烯化工厂(120kt/a)、广东茂名石化公司(140kt/a)、吉林化学工业公司(100kt/a)、广州石化总厂(100kt/a)、河南中原石化联合公司(140kt/a)、广东惠州乙烯工程(180kt/a)、巴陵乙烯工程(120kt/a)等。到2000年，LLDPE的年总产量120万t。2005年155万t。聚乙烯的应用情况如下：薄膜占65.5%(其中包装膜占33.4%、棚地膜占32.1%)、中空容器占8.2%、管材7.9%、单丝及编织袋占7.1%、电缆料3.9%、周转箱3.9%、瓦楞箱2.1%。聚乙烯类塑料的结构线型HDPE：－CH2－CH2－n－C－C－HHHHn聚乙烯类塑料的结构支链LDPE：～CH2－CH－CH2－CH2－CH～CH3－CH2CH2－CH2－CH2－CH3聚乙烯类塑料的结构交联PE：～CH2－CH－CH2－CH2－CH～～CH2－CH～～CH2－CH－CH2－CH2～RR聚乙烯类塑料的结构EVA结构：～CH2－CH2－CH2－CH～OCOCH3nm注：常用EVA塑料VA含量10%～20%常用EVA弹性体VA含量40%～50%聚乙烯类塑料的结构氯化PE：～C－C－C－C－C－C－C～HHHHHHClClClClClClClCl聚乙烯类塑料的结构PE为线性聚合物，具有同烷烃相似的结构，属于高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，分子间作用力小，力学性能不高、电绝缘性好、熔点低、印刷性不好。PE分子链上含有短的甲基和长的烷基支链，并含有少量的双键和醚基；不同品种PE上支链数目的大小依次为LDPE＞LLUPE＞HDPE，支链越多其耐光降解和氧化能力越差。普通PE的相对分子质量为4～12万，UHMWPE的相对分子质量为100～400万。分子量越高，树脂的力学性能如拉伸强度、低温脆化性能、耐环境应力开裂性能等都好，但加工性能变差。PE相对分子质量的大小常用熔体流动速率(MFR)来表示，其定义为加热到190℃的PE熔体在2160g压力下从一定孔经模孔中每l0min的挤出克数，单位为g/l0min。PE的MFR越大，其流动性越好。常用的LDPE为20～50g/10min，HDPE为4～15g/10min，LLDPE为3～l0g/l0min。PE的结构规整、线性度高，因而易于结晶，晶型属斜方晶系。不同类型聚乙烯的结晶度不同，LDPE为65%左右，HDPE为80%～90%左右，LLDPE为65%～75%左右。随结晶度的提高，PE制品的密度、刚性、硬度和强度等性能提高，但其冲击性能下降。聚乙烯类塑料的性能（1）一般性能PE树脂为无味、无毒的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色。有似蜡的手感，吸水率低，小于0.01%。PE的膜透明，并随结晶度提高而下降。PE膜的透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。PE易燃，氧指数仅为17.4，燃烧时低烟，有少量熔融落滴，火焰上黄下蓝，有石蜡气味。PE的耐水性较好。制品表面无极性，难以粘合和印刷，经表面处理才可改善。（2）力学性能PE的力学性能一般，其拉伸强度较低，抗蠕变性不好，只有耐冲击性能较好。三种PE比较而言。冲击强度LDPE＞LLDPE＞HDPE，其他力学性能LDPE＜LLDPE＜HDPE。PE的力学性能受密度、结晶度和分子量的影响大，随这几种指标提高。其力学性能增大。PE的耐环境应力开裂性不好，但随相对分子质量增大而改善。PE的耐穿刺性好，并以LLDPE最好。（3）热学性能PE的耐热性不高，随分子量和结晶度的提高而改善。PE的耐低温性好，脆化温度一般可达-50℃以下；随相对分子质量的增大，最低可达-140℃。PE的线膨胀系数大，最高可达(20～24)×10－5K－1，在塑料中是较大的，不同品种PE的大小顺序为LDPE＞LLDPE＞HDPE。PE的热导率属塑料中较高者，不同PE的大小顺序为HDPE＞LLDPE＞LDPE。聚乙烯类塑料的性能（4）电学性能PE无极性，因此电性能十分优异。介电损耗很低，且随温度和频率变化极小，可用于高频绝缘。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用做高压绝缘材料。（5）环境性能PE属烷烃类惰性聚合物，具有良好的化学稳定性。PE在常温下可耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀，具体有稀硫酸、稀硝酸、任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸及乙酸等，但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硫酸和铬酸等。PE在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊醋、三氯乙烯、松结油、矿物油及石蜡中;温度超过100℃后，可溶于四氢化萘。因PE分子中含有少量双键和醚基，其耐候性不好，日晒、雨淋都引起老化，需加入抗氧剂和光稳定剂改善。PE的具体性能见下表所示。聚乙烯类塑料的性能LDPE、LLDPE、HDPE的性能比较性能LDPELLDPEHDPE相对密度吸水率/%成型收缩率/%拉伸强度/MPa断裂伸长率/%弯曲强度/MPa压缩强度/MPa缺口冲击强度/（kJ/m2）洛氏硬度热变形温度/℃（1.82MPa）脆化温度/℃线膨胀系数/（×10－5K－1）热导率/［W/(mK)］体积电阻率/（Ω·cm）介电常数（106HZ）介电损耗角正切值（106HZ）介电强度/(kv/mm)耐电弧/s氧指数/%0.91～0.930.011.5～5.07～15650342880～90R4550-80～-5520～240.356×10152.282.320.000320115200.92～0.9250.011.5～5.515～25880--70-75-120--------0.92～0.970.012.0～5.021～37500111040～70R7078-140～-12012～130.446×10152.34～2.380.00032011520聚乙烯类塑料的成型加工1、加工特性LDPE、HDPE的流动性好，加工温度低，粘度大小适中，分解温度低，在惰性气体中高达300℃也不分解，是一种加工性能很好的塑料。但LLDPE的黏度稍高，需相应增大电机功率20%～30%；易发生熔体破裂，需增加口模间隙和加入加工助剂;加工温度稍高，可达200～215℃。PE的吸水率低，加工前不需要干燥处理。PE熔体属非牛顿流体，粘度随温度的变化波动较小，而随剪切速率的增加下降快，并呈线性关系，其中以LLDPE的下降速度最慢。PE制品在冷却过程中容易结晶，因此在加工过程中应注意模温，以控制制品的结晶度，使之具有不同的性能。PE的成型收缩率大，在设计模具时一定要考虑。在具体选用树脂时，不同PE制品与熔体流动速率的关系如下表所示。聚乙烯类塑料的成型加工用途熔体流动速率/(g/10min)LDPELLDPEHDPE吹塑薄膜重包装薄膜挤出平膜单丝、扁丝管材、型材中空吹塑容器电缆绝缘层注射制品涂覆旋转成型0.3～8.00.1～1.01.4～2.5-0.1～5.00.3～0.50.2～0.41.5～5020～2000.75～200.3～3.30.1～1.62.5～4.01.0～2.00.2～2.00.3～1.00.4～1.02.3～503.3～111.0～250.5～8.03.0～6.0-0.25～1.20.1～5.00.2～1.50.5～8.02.0～205.0～103.0～20聚乙烯类塑料的成型加工2、加工方法PE可用注塑、挤出、吹塑、压制等方法成型。（1）注塑LDPE的注塑工艺条件为:注塑温度180～240℃、模具温度50～70℃、注塑压力80～100MPa。HDPE的注塑工艺条件为:注塑温度180～250℃、模具温度50～70℃、注塑压力80～100MPa。LLDPE的注塑工艺条件为:注塑温度200～240℃、模具温度50～70℃、注塑压力80～100MPa。（2）挤出LDPE的挤出温度随制品不同而变化，管材150℃、薄膜163℃、片材177℃、电缆218℃、挤出平膜246℃。HDPE的挤出条件为温度165～260℃，挤出压力35～40MPa。聚乙烯类塑料的应用范围1、薄膜类制品薄膜类制品是PE的最主要用途。LDPE树脂用于膜类制品可占50%以上，可用于食品、日用、蔬菜、收缩、自粘、垃圾袋等轻质包装膜及农业用地膜、棚膜、保鲜膜等。HDPE树脂用于膜类制品可占10%以上，因其薄膜强度高，主要用于重包装膜、撕裂膜及背心袋等。LLDPE树脂用于薄膜类制品的比重比LDPE还要大，可占树脂的70%以上；LLDPE膜具有延伸性好、较高的拉伸、耐穿刺、收缩膜、可制成超薄、耐环境应力开裂及低温冲击性好等优点，主要用于包装膜、垃圾袋、保鲜膜、自粘膜及超薄地膜等。2、注塑制品PE的加工性好而广泛用于注塑制品，其中HDPE占30%以上、LDPE和LLDPE各占10%以上。主要产品为：日用品如盆、筒、篓、盒等，周转箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台灯罩和玩具等。聚乙烯类塑料的性能3、中空制品以HDPE树脂为主，可占树脂用量的20%。其制品具有耐应力开裂性好、耐油性好、耐低温冲击性好等优点，可用于食品油、酒类、汽油及化学试剂等液体的包装，此外还有中空玩具等。4、管材类制品以HDPE树脂为主，主要用于生活给水、煤气输送、农业灌溉、穿线波纹管、液体吸管及圆珠笔芯等；LDPE管还可用于化妆品、药品、鞋油及牙膏等化学品的包装。5、丝类制品圆丝用HDPE为原料，主要用于编织渔网、缆绳、工业滤网及民用纱窗网等。扁丝以HDPE和LLDPE为原料，主要用于编织袋、编织布及撕裂膜等。聚乙烯类塑料的性能6、电缆制品PE广泛用于申高压电缆的绝缘和护套材料，其中以LDPE为主，最高耐压可达220kV。7、其他制品HDPE、LLDPE可用于打包带。LLDPE可用于型材。其他聚乙烯类塑料1、茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯为聚合反应所用催