[工学]聚乙烯材料的性质、合成及应用

聚乙烯材料的性质、合成及应用,2012年6月,发展历史简介相关性质分类及各种类比较,合成技术发展合成机理简述（自由基聚合）高压法合成聚乙烯材料低压法合成聚乙烯材料（细分为淤浆法、气相法、溶液法）中压法合成聚乙烯材料,材料应用发展现状前景展望,目录,文献综述,合成工艺,聚乙烯材料发展,参考文献,摘要：,阐述了聚乙烯材料的发展历史，介绍了聚乙烯材料的相关性质、划分种类以及各种类的特点与区别。并详细介绍了高压法、中压法、低压法（包括淤浆法、气相法、溶液法）合成聚乙烯材料的工艺设备及流程。最后结合聚乙烯材料生产现状对其发展前景进行了预测和展望。,关键词：,聚乙烯材料 自由基聚合 高压法 低压法,一、文 献 综 述,1、发展历史2、简介3、相关性质4、分类5、各种类比较,1、发展历史【1】,1898年，聚乙烯最早由德国化学家Hans von Pechmann在一次试验事故中合成的。1933年，ICI Chemicals（英国帝国化学公司）公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在一次试验事故中使用乙烯在高压状态下合成了聚乙烯。1935年，ICI Chemicals公司的Michael Perrin发明了可控高压聚乙烯合成方法。1939年，低密度聚乙烯开始使用高压法工业化生产。1951年，Philips Petroleum公司的化学家Robert Banks 和 John Hogan发明了使用三氧化铬作为催化剂的合成方法。1953年，德国化学家 Karl Ziegler发明了使用卤化钛作为催化剂的合成方法, 这种催化剂称为齐格勒-纳塔催化剂。1976年，德国化学家Walter Kaminsky和Hansjrg Sinn发明了金属茂合物催化剂。,【1】参见维基百科聚乙烯/wiki/%E8%81%9A%E4%B9%99%E7%83%AF#.E7.94.9F.E4.BA.A7.E4.B8.8E.E5.BA.94.E7.94.A8,2、简介【2】：,聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，结构式-CH2-CH2-n，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，聚乙烯（PE）是通用合成树脂中产量最大的品种。在工业上，也包括乙烯与少量 烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70-100)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂，且不发生溶胀，电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。,【2】参见百度百科聚乙烯 /view/11277.htm,3、性质：（聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度）,物理性质：比重:0.94-0.96 g/cm3 成型收缩率：1.5-3.6% 成型温度：140-220聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，具有优越的介电性能因聚乙烯无极性，所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异，即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，又可以做高压绝缘材料。注：指塑件自模具中取出冷却到室温后，室温尺寸的缩小值对其原未冷却尺寸的百分率。由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩，而且还与各成形因素有关，所以成型后塑件的收缩率应称为成型收缩率。高分子中常用此概念【3】。,【3】参见百度百科成型收缩率/view/2925840.htm）,聚乙烯的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性好,主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性能增大。耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加时，有所改善。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降,在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。常温下不溶于任何已知溶剂中，70以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。,化学性质：,聚乙烯有优异的化学稳定性，无毒，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。易燃烧且离火后继续燃烧。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。,4、种类：,按分子结构和密度划分，一般密度大于0.94的为HDPE，小于0.925的为LDPE，在此之间的为MDPE（中密度聚乙烯）。（1）LDPE：低密度聚乙烯（高压聚乙烯） 通常用高压法（147.17-196.2Mpa）生产，故又称为高压聚乙烯。由于用高压法生产的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链(每1000个碳链原子中含有的支链平均数21)，所以结晶度较低(45%-65%)，密度较小(0.910-0.925)，质轻，柔性，耐低温性、耐冲击性较好。LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等。感官鉴别：手感柔软：白色透明，但透明度一般，燃烧鉴别：燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝。,（2）LLDPE：线形低密度聚乙烯分子中一般只有短支链存在，机械性能介于高密度和低密度聚乙烯两者之间，熔点比普通低密度聚乙烯高15，耐低温性能也比低密度聚乙烯好，耐环境应力开裂性比普通低密度聚乙烯高数十倍。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生产中能量消耗低，因此发展极为迅速，成为最令人注目的新合成树脂之一。（3）MDPE：中密度聚乙烯（双峰树脂）,（4）HDPE：高密度聚乙烯（低压聚乙烯）主要是采用低压生产，故又称低压聚乙烯。HDPE分子中支链少，结晶度高(85%-90%)，密度高(0.941-0.965)，具有较高的使用温度，硬度、力学强度和耐化学药品性较好。 适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品(硬)，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材）原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。是不透明的白色粉末，造粒后为乳白色颗粒，分子为线型结构，很少支化现象，是较典型的结晶高聚物。机械性能均优于低密度聚乙烯，熔点比低密度聚乙烯高，约126136，其脆化温度比低密度聚乙烯低，约-100-140,（5）UHMWPE：超高分子量聚乙烯 （分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。）（6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX） （7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）,5、各种类比较：,物理性质比较：冲击强度LDPELLDPEHDPE，其他力学性能LDPELLDPEHDPE。低压聚乙烯的熔点，刚性，硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电性能和耐辐射性适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯的柔软性，伸长率，冲击强度和渗透性较好适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯冲击强度高，耐疲劳，耐磨,适于制作减震，耐磨及传动零件。,加工特性比较：因LDPE、HDPE的流动性好，加工温度低，粘度大小适中，分解温度低，在惰性气体中高温度300不分解，所以是一种加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高，需要增加电机功率20%30%；聚乙烯的熔体流动速率与制品种类的关系如下表所示：,用途比较：,二、合 成 工 艺,1、合成技术发展2、合成机理简述（自由基聚合）3、高压法合成聚乙烯材料4、低压法合成聚乙烯材料（细分为淤浆法、气相法、溶液法）5、中压法合成聚乙烯材料,1、合成技术发展历程【4】,1933年，英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化，通称为高压法。1953年联邦德国 K.齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂，乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产，通称为低压法聚乙烯。50年代初期，美国菲利浦石油公司发现以氧化铬-硅铝胶为催化剂，乙烯在中压下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年实现工业化生产。60年代，加拿大杜邦公司开始以乙烯和 烯烃用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美国联合碳化物公司和陶氏化学公司先后采用低压法制成低密度聚乙烯，称作线型低密度聚乙烯，其中以联合碳化物公司的气相法最为重要。,【4】参见百度百科聚乙烯 /view/11277.htm,2、合成机理,总结：合成方法有高压法、低压法、中压法三种，其中低压法按其实施方法又可分为淤浆法、气相法及溶液法。,生产聚乙烯的反应属于加聚类型的反应，其反应大致分为下列三个阶段：链引发，链增长，链终止。,链引发反应：链引发反应是形成单体自由基活性种的反应。由下列两步反应：第一步：引发剂I分解，形成初级自由基。反应特征：吸热反应，活化能高，约105150kJ/mol，反应速率小。第二步：初级自由基与单体加成，形成单体自由基。（对于聚乙烯X表示H）反应特征：放热反应，活化能低，约2034kJ/mol，反应速率大。,链增长反应：在链引发阶段形成的单体自由基不断地和单体分子结合生成链自由基的过程，实际上是加成反应。反应特征：放热反应，烯类单体聚合热约5595kJ/mol；增长活化能低，约2034kJ/mol，增长速率极高，增长速率常数约102104，在0.01几秒钟内，就可以使聚合度达到数千，甚至上万。在链增长反应过程中，不仅研究反应速率，还需考察增长反应对大分子微结构的影响。,在链增长反应中，链自由基与单体的结合方式有三种:按头-尾形式连接时，取代基与独电子连在同一个碳原子上，苯基一类的取代基对自由基有共轭稳定作用，加上相邻亚甲基的超共轭效应，自由基得以稳定。而头-头形式连接时，无共轭效应，自由基不稳定；另一方面，亚甲基一端的空间位阻较小，有利于头尾连接。实验证明，由于电子效应和空间位阻效应双重因素，都促使反应以头-尾连接为主；但还不能做到序列结构上的绝对规整性，由于链自由基是平面结构，在平面上下进攻的几率各为50，因此，从立体结构看来，自由基聚合物分子链上取代基在空间的排布是无规的，所对应的聚合物往往是无定型的。,链终止反应：在一定条件下，增长链自由基失去活性形成稳定聚合物分子的反应。终止反应有偶合终止和歧化终止两种方式。偶合终止：两链自由基的独电子相互作用结合成共价键的终止反应。偶合终止所得大分子的特征：大分子的聚合度为链自由基重复单元数的两倍；若有引发剂引发聚合，大分子两端均为引发剂残基。歧化终止：某链自由基夺取另一链自由基相邻碳原子上的氢原子或其它原子的终止反应。,歧化终止所得大分子的特征：大分子的聚合度与链自由基中单元数相同；每个大分子只有一端为引发剂残基，其中，一个大分子的另一端为饱和，而另一个大分子的另一端为不饱和。链终止反应特征：活化能很低，只有821kJ/mol，甚至为零；终止速率常数极高，约104106；链双基终止受扩散控制。链终止类型与单体种类和聚合条件有关,低温有利于偶合终止，升温有利于岐化终止。注：链增长和链终止是一对竞争反应，主要受反应速率常数和反应物质浓度的大小影响。 任何自由基聚合都含有链引发、链增长、链终止三步基元反应，由于引发速率最小，是控制整个聚合速率的关键。,3、高压法合成聚乙烯【5】,概述：高压法用来生产低密度聚乙烯最重要的方法，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3，但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法。反应机理：它以纯度达99.95的乙烯为原料，以微量氧、偶氮化合物、有机或无机过氧化物作引发剂，在气相高压下进行自由基加聚反应。聚合时压力为100350MPa，聚合温度15030。因其反应温度较高，易发生链转移，故产物为支链较多的曲线型大分子。聚合度主要由反应压力、反应温度、引发剂用量、分子量调节剂等因素影响。,【5】参见王军 高压法生产聚乙烯工艺（齐化集团有限公司，黑龙江齐齐哈尔161000）,反应条件：温度：乙烯在高压下的聚合温度随引发剂的不同而改变。用氧引发时应高于230，若用有机过氧化物引发，聚合温度可降至150左右。链转移速率加快会造成聚乙烯大分子的短支链和长支链增多，使产品的结晶度下降、密度减小。故聚合反应温度一般控制在130280范围。反应压力：增加压力有利于链增长反应，而对链终止反应影响不大。因为在高压条件下乙烯被压缩为气密相状态。故一般聚合反应压力在100350MPa 范围。引发剂：乙烯高压聚合需加入自由基引发剂，工业上常称为催化剂。所用的引发剂主要是氧和过氧化物。早期工业生产主要用氧作为引发剂，目前除管式反应器还可以用氧作引发剂以外，釜式反应器已全部改为过氧化物引发剂。,工艺流程：乙烯高压聚合生产流程既可用于釜式聚合反应器，也适用于管式聚合反应器。来自乙烯精制车间的3.03.3MPa 新鲜原料乙烯，与来自低压分离器的循环乙烯经一次压缩至25MPa 左右，然后与来自高压分离器的循环乙烯混合进入二次压缩机。二次压缩机的最高压力因聚合设备的要求而不同。管式反应器要求最高压力达300MPa 或更高些，釜式反应器要求最高压力为250MPa。经二次压缩达到反应压力的乙烯冷却后进人聚合反应器。,引发剂则用高压泵送入乙烯进料口，或直接注入聚合设备。反应物料经适当冷却后进人高压分离器，减压至25MPa。未反应的乙烯与聚乙烯分离并经冷却脱去蜡状低聚物以后，回到二次压缩机吸入口，经加压后循环使用。聚乙烯则进入低压分离器，减压到0.1MPa 以下，使残存的乙烯进一步分离，乙烯循环使用。聚乙烯树脂在低压分离器中与抗氧化剂等添加剂混合后经挤出切粒，得到柱状聚乙烯，被水流送往脱水振动器，大部分水分离后，进入离心干燥器，以脱除表面附着的水分，然后经振动筛分去不合格的粒料后成品用气流输送至计量设备计量，混合后为一次成品，然后再次进行挤出、切粒、离心干燥，得到二次成品。二次成品经包装出厂为商品聚乙烯。,高压法生产聚乙烯流程图如下：,注：,釜式反应器【6】：一种低高径比的圆筒形反应器（图1 、图2），用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。【6】参见百度百科釜式反应器 /view/933857.htm,釜式反应器,图1,图2,管式反应器【7】：一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器（如图3、图4）。这种反应器可以很长，反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联。管式反应器返混小，因而容积效率（单位容积生产能力）高，对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。此外，管式反应器可实现分段温度控制。其主要缺点是，反应速率很低时所需管道过长，工业上不易实现。【7】参见百度百科管式反应器/view/955198.htm:,管式反应器,图3,图4,4、低压法合成聚乙烯,概述：用齐格勒纳塔催化剂（有机金属）或金属氧化物为催化剂，则乙烯可在低压条件下聚合成聚乙烯。低压法聚合的聚乙烯密度为0.9550.965g/cm3，与高压法聚合的聚乙烯相比，低压法聚合的聚乙烯不仅是密度值高，其拉伸强度和撕裂强度也都髙于髙压法生产的聚乙烯【8】。低压法一般步骤有催化剂的配制、乙烯聚合、聚合物的分离和造粒等，就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快，除溶液法外，聚合压力都在2MPa以下。【8】参见全球塑胶网聚乙烯合成方法/juyixihe-7124.htm,注：,齐格勒纳塔催化剂【9】：一种有机金属催化剂。由元素周期表中IVVIII族过度金属化合物与IIII主族金属烷基化合物组成，常常具有引发-烯烃进行配位聚合的活性，典型的如四氯化钛-三乙基铝TiCl4-Al(C2H5)3。1950年代德国化学家卡尔齐勒革（图5）合成了这一催化剂，并将其用于聚乙烯的生产，得到了支链很少的高密度聚乙烯；意大利化学家居里奥纳塔（图6）将这一催化剂用于聚丙烯生产，发现得到了高聚合度，高规整度的聚丙烯。两位科学家因此项贡献于1963年获得诺贝尔化学奖。适用于常压催化乙烯聚合，所得聚乙烯具有立体规整性好、密度高 、结晶度高等特点 。,【9】参见百度百科齐格勒纳塔催化剂/view/856800.htm,图5 卡尔齐勒革,图6 居里奥纳塔,催化剂的配制：低压法合成聚乙烯用到的催化剂一般为齐格勒纳塔催化剂（有机金属）或金属氧化物。齐格勒纳塔催化剂是将TiCl4担载在MgCl2、SiO2或Al2O3载体上制备的，并使用烷基铝做助催化剂，可由四氯化钛与烷基铝或烷基镁化合物反应得到三氯化钛, 再与烷基铝络合配制成【10】。此外，1991年茂金属催化剂（由茂金属和助催化剂组成的烯烃聚合催化剂。与常用的齐格勒催化剂相比，具有更高的活性）在美国实现了工业化，使得PE生产技术进入了新的发展阶段。这些催化剂属定向催化剂，能严格控制聚合物的化学结构，适合于合成规整性的高聚物。【10】参见 辽宁大学化学系 邱醒宇 气相聚合法合成高密度聚乙烯。,淤浆法：常用烷基铝作活化剂，氢气作分子量调节剂。多采用釜式反应器。由聚合釜出来的聚合物淤浆经闪蒸釜、气液分离器到粉料干燥机，然后去造粒生产过程中还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式，可以得到不同分子量分布的产品。特点：淤浆聚合工艺反应压力较低、操作条件易于控制、产品性能好，现在已成为我国HDPE 最主要的生产技术。生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。淤浆法聚合条件温和，易于操作。,聚合工艺：淤浆聚合工艺按反应器形式分为搅拌釜式反应器和环管式反应器两种。环管反应器淤浆聚合工艺的代表是Phillips公司的Phillips 工艺和INNOS 公司的Innovene S 工艺。釜式淤浆聚合工艺的主要代表有德国Basell 公司的Hostalen （图7）工艺及日本三油化公司的CX 工艺（图8），欧洲和日本广泛采用搅拌釜式淤浆聚合工艺【11】。,【11】参见釜式淤浆法生产高密度聚乙烯工艺及催化剂研究进展 宁英男，范娟娟，毛国梁，牛磊，殷喜丰，姜涛（大庆石油学院化学化工学院，黑龙江 大庆163318）。,图7 Hostalen 工艺流程简图,图8 CX 工艺流程图,气相法：乙烯在气态下聚合，一般采用流化床反应器。催化剂有铬系和钛系两种，由贮罐定量加入到床层内，用高速乙烯循环以维持床层流态化，并排除聚合反应热。生成的聚乙烯从反应器底部出料。反应器的压力约2MPa，温度85100。特点：气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法节省投资15%和操作成本10%。为传统高压法投资的30%，操作费的1/6。因而得到了迅速发展。但气相法在产品质量及品种上有待进一步改进。,聚合工艺：有机铬催化剂体系的乙烯气相聚合方法, 主要有联合碳化物公司(UCC ) 发展的气相法。由于工艺过程比较简单, 投资和操作费用较低, 颇引人注目【12】 。以下为瑞典的邮尼沸一楷密厂的UCC气相法气相聚合生产HDPE工艺流程（图9）。,【12】参见辽宁大学化学系 邱醒宇 气相聚合法合成高密度聚乙烯。,图9,溶液法 聚合在溶剂中进行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中，反应体系为均相溶液。反应温度(140)、压力(45MPa)较高。特点【13】：采用环己烷作溶剂, 乙烯与烯烃主要是1一丁烯和1一辛烯进行均相聚合, 操作平稳,容易控制。但溶液循环系统流程较长。催化剂配制简单, 使用也不复杂, 并且在较高的反应温度下很稳定, 使用一种催化剂体系便可以生产所有牌号的聚乙烯产品。聚合反应在200一300和10一13MPa条件下进行, 反应产物呈熔融状态, 不存在气相聚合工艺的“ 爆聚”或“ 结块”等问题。聚合反应速率高, 乙烯单程转化率一般可控制在95%左右未反应的乙烯和共聚单体可进行回收。,聚合反应停留时间短, 切换牌号只需0.5h, 操作简便, 易于控制, 过渡料少。加拿大的专利装置上每月可切换生产30一40种产品。产品牌号多, 产品性能覆盖面广, 密度范围为0.918一0.969g/cm3时, 熔体流动指数为0.28一120g/10min。尤其产品的耐环境应力开裂、拉伸强度、抗低温脆化等性能均优于低压气相法产品。在工艺设计上同时考虑了能源利用问题,聚合反应产生的热量在回收区用来发生中压蒸汽, 高沸塔塔顶冷凝器在冷凝气相环己烷的同时,产生低压蒸汽装置内产生的废烃类直接用于汽化炉作燃料。在聚合体系中4/5以上是溶剂环己烷, 而催化剂仍可以引发乙烯聚合, 因此, 对原料要求比低压气相法低。【13】参见 许杰 溶液法聚乙烯产品的应用 广州乙烯股份有限公司生产部,510700,聚合工艺：溶液法工艺有DOW公司的低压冷却型Dowlex 工艺,NOVA 公司的中压反应器Sclairtech 工艺, DSM 公司(现为Sabic Europetrochemicals) 的绝热反应Compact 工艺【14】。【14】参见郭奇, 王桂兰, 胡玉安,崔芙蓉 溶液法聚乙烯特点及发展前景( 中国石油抚顺石化公司, 辽宁抚顺113008 ; 中国石油抚顺石化公司乙烯化工厂, 辽宁抚顺113004),5中压法,用负载于硅胶上的铬系催化剂，在环管反应器中，使乙烯在中压下聚合，中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。采用改进型齐格勒催化剂，其聚合温度和压力都高于低压法聚乙烯的聚合条件。合成的聚乙烯的大分了结构为线型，其纯度和很多方面性能都介于髙压法聚乙烯和低压法聚乙烯之间。,三、聚乙烯材料发展,材料应用发展现状前景展望,1、聚乙烯材料应用【15】,聚乙烯应用薄膜 低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，这种薄膜有良好的透明性和一定的抗拉强度，广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以来，高密度聚乙烯薄膜也得到发展，它的强度高、耐低温、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其强度、韧性均优于低密度聚乙烯，耐刺穿性和刚性也较好，透明性虽较差，仍稍优于高密度聚乙烯。 此外，还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层，制成高分子复合材料。 聚乙烯应用中空制品 高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。如牛奶瓶、去污剂瓶；可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。,聚乙烯应用管板材 挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设；挤出的板材可进行二次加工；也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料；防护套（例如缆索护套）。聚乙烯应用纤维 中国称为乙纶，一般采用低压聚乙烯作原料，纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索，或纺成短纤维后用作絮片，也可用于工业耐酸碱织物。目前已研制出超高强度聚乙烯纤维（强度可达34GPa），可用作防弹背心，汽车和海上作业用的复合材料。聚乙烯应用杂品用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等；制造结构件时要用高密度聚乙烯。,【15】参见/question/95430331.html,2、生产现状,目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况来看，高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，目前这两种生产工艺技术同时并存。国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。而低压法生产HDPE和LLDPE，主要采用钛系和络系催化剂，欧洲和日本大多采用钛系催化剂，而美国大多采用络系催化剂。,目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种，我国的PE生产工艺有8种。 高压管式和釜式反应工艺 三井化学低压淤液法CX工艺 BP气相法Innovene生产工艺 雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺 北欧化工北星（Bastar）双峰工艺 低压气相法Unipol工艺 巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺 Sclartech溶液法生产工艺目前世界各大PE生产企业大都已涉足茂金属PE（mPE）生产领域， PE催化剂已经发展到第三代，日本三井化学和陶氏化学合作开发出新一代茂金属（Post-metallocene）催化剂（由茂金属和助催化剂组成的烯烃聚合催化剂，与常用的齐格勒催化剂相比，具有更高的活性。）,聚乙烯：生产主要集中在亚洲、北美、西欧和中东。消费主要集中在亚洲、北美和西欧，中东过剩产能主要流向亚洲和西欧。,55,世界主要聚乙烯生产企业,2009年，世界前10位聚乙烯生产企业的生产能力达4084万吨/年，约占世界总能力的48.2%。 2009年Basell和Lyondell合并，成为了世界 第三大聚乙烯生产商。,世界聚乙烯需求状况,2000-2007年世界聚乙烯保持了年均增长4.3%的水平； 2008-2009年全球PE消费出现了小幅下降，其中2008年下降了1.0%，2009年小幅回升 2009年全球HDPE消费量为2908万吨，约占PE消费量的44%；LD/LLDPE消费量为3696万吨，占56%。,3、发展前景：,随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。我国非常重视PE生产技术，PE生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。中国国民经济的持续高速发展，为合成树脂工业营造了有利的发展氛围，聚乙烯（PE）产业更是以较快的速度增长。在2008-2011年间，亚太地区的聚乙烯新项目主要位于中国、印度和韩国，中国将继续成为动力源泉。中国正成为世界上最大的PE薄膜和包装袋出口国，大量供应北美、西欧和日本。另外各行业对薄膜、编织袋、管材、电缆料、中空容器、周转箱等制品需求旺盛将带动聚乙烯消费量增长。因此中国聚乙烯产能仍将快速增长，市场开发前景看好。,59,未来世界聚乙烯扩能主要来自中东和亚洲：2010年后世界聚乙烯主要来自亚洲和中东。,未来世界聚乙烯新增能力,其中：2010-2015年亚洲地区新增聚乙烯能力为1058万吨/年，2015年达到3556万吨/年；2010-2015年中东地区新增聚乙烯能力为504