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聚乙烯(PE)有很多种,通常按工业化出现的年代来分有1939年工业化的第一代聚乙烯,即:高压法聚乙烯(低密度聚乙烯)、1953年工业化的第二代聚乙烯,即:低压法聚乙烯(高密度聚乙烯)、1977年工业化的第三代聚乙烯,即:线性低密度聚乙烯(LLDPE)、1984年工业化的第四代聚乙烯,超低密度聚乙烯(VLDPE),以及1958年工业化的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和20世纪90年代出现的茂金属聚乙烯(MPE)。严格说来上述聚乙烯在生产过程中,有的添加了少量的4碳或8碳的烯烃作为共聚单体,但由于烯烃使用量很少,所以还保持了聚乙烯的不少特性。(一)低密度聚乙烯(LDPE)LDPE的特性是:(1)LDPE是密度为0.910.925g/cm3的白色蜡状颗粒状固体,无味无嗅无毒;(2)LDPE是典型的结晶型聚合物,结晶度为55%65%,熔点为105126;(3)LDPE是非极性材料,易带静电,表面能低,因而在印刷、复合前应进行电晕处理,以提高表面能,加工过程中,应注意防静电,避免静电积累影响制品质量或电火花放电,引起火灾;(4)LDPE透明性优良,热封性优良,可广泛用于透明低温冷冻包装制品的生产;(5)LDPE阻湿性优良,是制作干燥食品或需要良好防潮物品包装的优质原料。但LDPE阻气性大,易透过各类气体;(6)LDPE虽有一定的耐油脂性,但其耐油脂性和耐有机溶剂性不如聚丙烯,因此,当厚度小时,不适宜长期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE时,最好厚度应超过50mm;(7)LDPE具有易燃性,燃烧时,火焰无烟无色,且有烧滴现象并有蜡烛气,是鉴别的一个特点。LDPE挤出吹膜时应选择熔融指数(MI)为26g/10min的吹膜级粒子,不仅有良好开口性,还有良好热封性。挤出机均化段温度在150180,吹胀比23。牵引比应与吹胀比平衡。挤吹或注吹中空容器时,选择MI小于2g/10min的挤吹级或注吹级的LDPE粒子,大于2g/10min的粒子易产生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。挤出流涎LDPE膜时,一般选用815g/10min的MI,太高的MI膜强度太低,挤出温度视流涎膜用途而定,如果为热封用,则温度不要超过200,如果为复合用,为了提高PE同其它基材的挤复牢度,可提高到300甚至更高的温度,但超过315以上时,时间不能太长,避免分介加大,性能降低。(二)中密度聚乙烯(MDPE)中密度聚乙烯是密度为0.9260.94g/cm3,与LDPE有相同性能的一种聚乙烯,由于密度的提高,MDPE的结晶度高达70%80%,而密度和结晶度的提高,则提高了MDPE熔融温度、制品的硬度和强度。MDPE处于LDPE和HDPE之间。应当指出PE也有用压延方法成型成片材和薄膜的,但是由于LDPE熔融流动性太好,因此,压延加工都用于PE的填充改性材料中,如:片材用于真空吸塑包装制品时。(三)高密度聚乙烯(HDPE)高密度聚乙烯(0.940.965g/cm3)的刚性、强韧性、机械强度、耐溶剂性、耐应力开裂性都比LDPE好。由于MI1g/10mm的HDPE有很高的强度,因此,用于垃圾袋是吹膜级HDPE的重要用途之一,熔点126136,结晶度超过90%。回转成型用HDPE可以选用MI320g/10min的粒子或粉末,生产大型高强度的包装容器。注射周转箱可以用MI为3050g/10min的HDPE。HDPE成型温度为180250。HDPE特点是强度很高,透明性差。(四)线性低密度聚乙烯(LLDPE)LLDPE除了具有LDPE的一些特性外,它还有以下几个特点:(1)LLDPE具有极好的热封性,虽然LLDPE的熔融温度比LDPE要高5左右,但LLDPE的热封性具有良好的似离子性能,即:像离子型聚合物surlyn那样,热封面即使有严重的污染,仍旧有高度的热封强度;热封时温度只要高于起始热封温度就可有高热封强度,而一般的塑料,如:LDPE热封温度愈高,热封强度愈大,因此,如用LLDPE为热封材料,可只需使用较低的热封温度就可达到高度可靠的热封强度,适宜于高速热合机使用;(2)LLDPE的熔融粘度相当地大,是LDPE的10倍,而且LLDPE的熔融粘度对温度不敏感,而对加工应力的敏感性则很强,这就是说LLDPE不能用提高温度的方法来降低粘度,而只能用提高加工的速度,即:提高剪切应力的方法来提高熔融流动性,因此,加工LLDPE的螺杆设计是特殊的,主电机的功率往往是LDPE的2倍以上。我们常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料来改善二者的性能,并使之可以在加工LDPE的设备上加工LLDPE。(五)茂金属聚乙烯(mPE)mPE同以上的各类PE不一样,它不是用一般的ziegler-Natta催化剂聚合而成的,而是用二茂基氯锆和甲基铝氧化物组成的新型催化剂生成的。特点是具有LLDPE同样的性能,同时也可以用提高温度,或提高剪切力的方法来提高流动性。它在塑料包装上一问世就得到广泛的应用。(六)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)UHMWPE是分子量超过100万的一种聚乙烯,由于分子量特别高,其熔融流动性几乎为零,不适宜一般加工设备来加工,而只适宜于采用热压法或者冷压烧结法加工,现在利用其加入其它PE的掺混法用挤出法也可挤出,目前除了使用于包装容器外,还很少作其他用途。在聚乙烯的配方设计上应注意以下几点:(1)各类聚乙烯及其乙烯共聚物。如:乙烯同醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯同乙烯醇的共聚物等均有良好的相容性,因此可以共混改性以改善共混物的性能;(2)同一种产品型式,例如:薄膜,可以用多种生产工艺制造。同一种原料,因生产工艺的不同,制得的产品性能上是会有很大差异的;即使同一种产品同一种原料和生产工艺,使用的工艺参数不同,产品的性能也会有差异,因此,在注意生产配方、工艺外还应注意到生产中的温度,剪切应力,拉伸比等参数;(3)当使用橡胶与塑料共混改性时,最好使用粉末状的橡胶,或者应使用双辊炼胶机充分与塑料混炼,后切粒再生产,否则橡胶不易分散入塑料中,而在使用功能性材料如:填充剂,抗氧剂,抗静电剂等改性时,最好使用母料,以达到更加均匀的添加效果;(4)配方的重要原则是在全面满足制品使用要求的情况下使用
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