9002-88-4 / 聚乙烯的應(yīng)用

概述^[1]

由乙烯聚合而成的高分子化合物。具有熱塑性。純品為乳白色、無毒、無臭、無味的粉狀固體，手感似蠟。耐化學(xué)腐蝕，電絕緣性能極優(yōu)，機械強度較高，耐寒可達-80℃。不溶于水，微溶于松節(jié)油、石油醚、甲苯等。按所用制法不同，可得不同比重(0.92～0.96)的產(chǎn)物。大比重的聚乙烯的剛性、熔點、機械強度和硬度等均較小比重的高。防護措施：可用塑料袋包裝，裝卸時不可拋摔。儲于干燥庫內(nèi)，不得存放露天。遠離火種和熱源。儲存期限1年為宜。消防時可用砂土、霧狀水及各種滅火器撲救。主要用于制造薄膜、酸和各種溶劑的輸送管道、容器襯里及電線、電纜的絕緣材料和日用品等。還可作為電視、雷達的高頻絕緣材料。

應(yīng)用^[2]

聚乙烯可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應(yīng)用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。

(1)聚乙烯(PE)薄膜：PE膜的透氣性較大。且隨密度的增加。其透氣性是下降的。PE膜具有防潮性，透濕性小。聚乙烯薄膜(PE)根據(jù)制造方法與控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯、超高密度聚乙烯與交聯(lián)聚乙烯等不同性能的產(chǎn)品低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜。這種薄膜良好的透明性和一定的抗拉強度。廣泛用作各種食品、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物

(2)聚乙烯中空制品：高密度聚乙烯強度較高，適宜作中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器。或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器成型中空制品是聚乙烯樹脂應(yīng)用量最大的一個品種為了方便成型中空制品和保證制品質(zhì)量。聚乙烯中空制品用原料選擇。應(yīng)注意不同密度和不同熔體流動速率樹脂對中空制品性能的影響。聚乙烯樹脂成型中空制品，應(yīng)用較多的有低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、高相對分子質(zhì)量高密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯低密度聚乙烯樹脂成型中空制品。主要成型中小型低密度聚乙烯容器。

(3)聚乙烯管板材：擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進行二次加工也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料。作臺板和建筑材料

(4)聚乙烯纖維：我國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料。紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片。也可用于工業(yè)耐酸堿織物目前已研制出超高強度聚乙烯纖維(強度可達3～4GPa)。可用作防彈背心。汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。

(5)聚乙烯纖維強度和伸長與丙綸相接近；吸濕能力與丙綸相似。在通常大氣條件下回潮率為0，具有較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。有良好的耐化學(xué)藥品性和耐腐蝕性：耐熱性較差。但耐濕熱性能較好，其熔點為110～120℃，較其它纖維低，抗熔孔性很差：有良好的電絕緣性。耐光性較差，在光的照射下易老化。乙綸價格較低，適合于制作鬃絲、扁絲或膜裂纖維，用來制造繩索、過濾布、包裝布等。

(6)聚乙烯雜品：用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱、小型容器、自行車和拖拉機的零件等制造結(jié)構(gòu)件時要用高密度聚乙烯。

改性研究^[3]

聚乙烯雖然具有很多優(yōu)良的特性，但也有許多不足：由于其分子鏈很長，極易發(fā)生鏈纏結(jié)；熔融時，熔體黏度高；且臨界剪切速率很低，易發(fā)生熔體破裂。給成型加工帶來困難；另外，還有表面硬度低、抗磨粒磨損能力差和熱變形溫度低等缺陷為了使其能在條件要求高的場合得到應(yīng)用。需對UHMW—PE性能進行適當(dāng)改性。改性的目的是：在不影響UHMW—PE性能的基礎(chǔ)上。提高其熔體流動性，或針對UHMW—PE自身性能的缺點進行復(fù)合改性(如改進熔體流動性、耐熱性、抗靜電性、阻燃性及表面硬度等)。聚乙烯的改性品種主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和共混改性品種。

(1)氯化。聚乙烯是以氯部分取代聚乙烯中的氫原子而得到的無規(guī)氯化物氯化是在光或過氧化物的引發(fā)下進行的。工業(yè)上主要采用水相懸浮來生產(chǎn)。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和殘存結(jié)晶度的不同。可得到從橡膠狀到硬質(zhì)塑料狀的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。

(2)氯磺化。聚乙烯是當(dāng)聚乙烯與含有二氧化硫的氯作用時。分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯基團取代。就得到氯磺化聚乙烯。主要的工業(yè)制法為懸浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強度較好。是一種綜合性能良好的彈性體，可用以制作接觸食品的設(shè)備部件。

(3)交聯(lián)。聚乙烯是采用輻射法或化學(xué)法使線型聚乙烯成為網(wǎng)狀或體型的交聯(lián)聚乙烯其中有機硅交聯(lián)法工藝簡單。操作費用低。且成型與交聯(lián)可分步進行。宜采用吹塑和注射成型。交聯(lián)聚乙烯的耐熱性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及機械性能均比聚乙烯有較大提高。適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。

4)聚乙烯的共混改性。是將線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻混后。就可用于加工薄膜及其他制品，產(chǎn)品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡膠共混可制得用途廣泛的熱塑性彈性體。聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、品種開發(fā)最活躍。能否實現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力。

主要參考資料

[1] 衛(wèi)生學(xué)大辭典

[2] 聚乙烯化工材料的結(jié)構(gòu)特點和應(yīng)用發(fā)展

[3] 聚乙烯改性研究進展