聚烯烃树脂的性能及应用

聚烯烃树脂的性能及应用聚烯烃是指聚乙烯、聚丙烯及其共聚物树脂。由于其综合性能较好，加工成型容易，热分解温度较高(一般在315cC以上)，是应用广泛的非热敏性通用型结晶性树脂。聚烯烃塑料包装制品的性能不仅同聚烯烃树脂的种类、分子量大小、结晶度大小有关，还同生产包装制品的工艺有关。如生产薄膜的挤出吹膜法、挤出流涎法、双向拉伸法等，生产中空容器的挤吹或注吹法、挤拉吹或注拉吹法，以及使用固相热成型方法等。生产方法不同，性能也有差别。聚乙烯最早于1933年由英国ICI公司在实验室中合成的，1939年由ICI公司工业化生产。由于是采用高压法将高纯度的乙烯单体聚合而成的，所以叫高压法聚乙烯(HPPE)。这种聚乙烯的密度低，又叫低密度聚乙烯(LDPE)。1953年德国发明了HDPE，并于1955年工业化生产。1977年美国UCC公司开发出LLDPE。1958年日本三井石化公司工业化生产出超高分子量聚乙烯。1984年美国UCC公司工业化生产出甚低密度聚乙烯(VLDPE)。20世纪90年代中，美国DOW化学公司、德国BASF公司、日本三井石化公司工业化生产出新型茂金属聚乙烯(mPE)。聚丙烯是1955年由意大利发明并生产的，由于PP的性能优越，成为塑料业一个重要的标志性进步。目前，聚烯烃制品在世界塑料制品市场占居第一位，其次才是PVC和其它通用型塑料。世界PP的年产量已达4150万吨，而PE的年产量已达5000万吨。一、聚乙烯树脂的性能1、LDPELDPE是密度为0．91-0．925g／cm3的白色蜡状固体颗粒；属典型的结晶型热塑性聚合物，结晶度为55-65％，熔点为105—126cC；具有良好的柔软性、电绝缘性、耐低温性；易燃，且有烧滴现象，燃烧时发出蜡烛气味，火焰无烟无色；具有良好的热封性、阻湿性，且透气性、透明性好；易加工成型，可以挤出、注射，熔体流动性好，不易发生热分解，是热稳定性较好的一种树脂，其热分解温度在3150C以上；耐油脂性、耐有机溶剂性比PP差，因此，如厚度薄时，长期放置油脂或汽油时会渗漏；由于是非极性物质，易带静电，高速生产时摩擦易产生静电积累而具有危害性，需要加抗静电剂或抗静电装置；表面张力低，仅31达因／cm，因此在表面装饰或印刷上胶时，必须预先进行表面处理，以提高其表面的亲合性。2、HDPEHDPE是密度在0．941—0．970g／cm3之间的高密度聚乙烯，随着密度的提高，HDPE的结晶度提高(75-90％)、熔点提高(126-136cC)，刚性、韧性、机械强度、耐溶剂性、耐环境应力开裂性、耐渗透性都比LDPE好。HDPE同LDPE一样，是一种无色无味无毒的树脂，可直接与食品或药品接触，同LDPE一样易燃，有烧滴现象，燃烧时有蜡烛油味道，有良好的电绝缘性。I-IDPE薄膜透明性差，而强度却十分高，常用作购物袋、垃圾袋等。同LDPE一样，阻湿性好，可用于干燥食品的包装，有良好的保存效果；由于透气性大，不宜于作真空包装或气调包装。可长期在—40cC-80cC的环境下使用，脆化温度为-65cC。在印刷、上胶或涂装时也需预先作表面处理；可挤出、注射等成型加工，热分解温度高。3、MDPEMDPE为中密度聚乙烯，其性能处于高密度和低密度聚乙烯之间，其应用情况及加工成型也同HDPE和LDPE一样。4、LLDPELLDPE为线性低密度聚乙烯，是一种乙烯同。辛烯的共聚物。由于LLDPE中短支链比HDPE多，而长支链比LDPE少，分子量分布比LDPE狭窄，因而流变学性能同LDPE有显著的差别。LLDPE同LDPE相比较，在性能上有以下突出的不同：LLDPE是密度为0．920-0．930g／cm3的五色无嗅无味的固体颗粒，其结晶度介于HDPE和LDPE±间；无毒，可直接用于食品及药品包装；同LDPE相比，点比LDPE高10-20cC，熔体粘度大，在相同熔体温度下，相同分子量的LLDPE熔体粘度是LDPE的10倍以上，因此，加工时需要比加工LDPE大得多的主电机功率才能i左刽，例如，中65mm的挤出机在加工LDPE时只需要10-15KW的主电机，而加7-LLDPE则要50-60KW的主申，柳．LLDPE熔体的粘度受熔体温度影口向小，而受剪切应力的影响大，因此需要采用提高加工速度的方法，例如，加工LLDPE的螺杆为了加快塑化时间，加强塑化能力，采用了销钉和混炼头联合的高速螺杆，L／D比一般在32以上；LLDPE的透明度比LDPE好，热封时的温度比LDPE高10Y左右，有极好的热粘合性和优良的夹杂物热封性，因此在软塑包装中常用作热封层用；LLDPE的耐应力开裂性很好，可用来同HDPE共混改性，提高HDPE的耐应力开裂性；根据LLDPE的粘弹性，可用于制作缠绕膜。5、VLDPE甚低密度聚乙烯是一种密度低于0．91g／cm’的聚乙烯，LCLDPE更柔软，热封性优，且耐应力抗裂性大，是HDPE或其它PE优良的耐应力开裂性改性剂。6、mPE茂金属聚乙烯(mPE)同LLDPE一样是乙烯与。高级烯烃的共聚物，具有高度的反应活性。mPE是无色无嗅无味无毒的热塑性塑料，透明度优良，燃烧性同LDPE；mPEh月有比其它各类PE更好的韧性、强度、透明度、清洁度，由于分子量分布相当窄，因而制品收缩性较小；mPE同LLDPE一样，熔体粘度相当高，二者均可以用提高剪切应力的办法来降低熔体粘度，这是mPE加工性比LLDPE好的原因之一；mPE熔体张力比LLDPE高，吹膜的膜泡稳定性较好，由于熔体强度高，在吹膜时的吹胀比和牵引比都可以较大，薄膜厚度可以较小而不会破裂；roPE同LLDPE一样有极好的耐应力开裂性，是其它PE提高耐应力开裂性的优良改性剂。7、EVA、EEA及其它乙烯共聚物EVA是乙烯同醋酸乙烯酯的共聚物，在软塑包装中常用来作低温热封性的改性物或热熔胶材料。EVA的性能与VA含量有关，随着VA含量的提高，熔点降低，EVA极Q提高，在有机溶剂中的溶解度由不溶到溶胀到完全溶解，粘度提高。因此，低VA含量的EVA是热塑性塑担，而高VA含量的是弹性体。VA含量增加，密度提高，透明度提高，结晶度降低，耐应力开裂性和；中击强度提高。由于EVA热稳定性有限，232cC以上时会发生热分解。EEA是乙烯同丙烯酸甲酯及乙烯同马来酸酐等的共聚物，是软塑包装业中相容剂的热封用树脂。8、离子型树脂(10nomer)离子型树脂最大的特点是具有极好的夹杂物热封性、高度的强度、韧性；中击强度、优良的热粘结性，尤其适用于同铝箔和尼龙、PE的涂布复合上，是优良的内封层材料，即使污染也能有高度的热封强度。二、聚丙烯树脂的性能聚丙烯有均聚物和共聚物之分。均聚丙烯中，根据丙烯分子中甲基排列位置的不同，又有等规(甲基排列在同一方向)、间规(甲基分别相间排列在两侧)、无规(甲基混乱排列)三种。共聚丙烯中，主要是乙烯同丙烯的共聚物。1、均聚丙烯的性能均聚丙烯是密度为0．89-0．91g／Gm3的无色无味无毒的固体颗粒，可用于仪器和药品包装；易燃，有烧滴现象，燃烧时有蜡烛油气味，以焰无烟，呈黄色；有良好的强度、刚性、耐磨性，可连续在110—120cC下长期使用；不能在0℃以下的环境使用，耐寒性差，发脆；耐候性、着色性、抗静电性差，涂装或印刷前应预作表面处理；阻湿性好，可用于干燥食品的包装，但透气性大，因此不能单独用于真空包装、充气包装；等规度在94％以上时，熔体流动性好，易加工成型，热分解温度高，电绝缘性优良。间规及无规聚丙烯因机械强度较低，一般不用于成型，是生产等规聚丙烯的副产品。无规聚丙烯常用于热熔胶辅助科、母科载体树脂的辅助料等。2、共聚丙烯的性能共聚丙烯主要是乙烯和丙烯的共聚物，随乙烯成分的增加，共聚丙烯的柔软性提高，耐寒性提高，；中击强度提高，熔点降低。