高密度聚乙烯的研究及应用.doc

茂名职业技术学院文献检索论文题目 高密度聚乙烯的研究及应用 系 （部） 化学工程系 专 业 应用化工技术 班 级 D10应化(5)班 姓 名 招鑫章 指导教师 赖谷仙 日 期 2011.12.8 摘要 综述了近年来我国高密度聚乙烯(HDPE)的最新研究现状，并介绍了高密度聚乙烯的特点及其应用，最后指出了我国高密度聚乙烯的发展方向。关键词：高密度聚乙烯 ；特点；应用目录高密度聚乙烯的研究及应用前言高密度的聚乙烯（HDPE），是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，原态的HDPE外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状，具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性。可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能 ，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。HDPE是重要的五大通用塑料之，具有无毒价廉、质轻、优异 的耐湿性、良好的化学稳定性和易成型加工等特点，被广泛应用于食品、汽车、化工等领域 。 1 HDPE特点HDPE可用淤浆法、溶液法和气相法生产，H D P E分子中支链少。结晶度高( 8 5 9 O 茗 )，密度高( 0 9 4 1 0 9 6 5 g c m )，具有较高的使用温度、硬度、力学强度和耐化学药品性好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品，如各种容器、网、打包带 ，并可用作电缆覆层、管材、异型材 、片材等。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，是较典型的结晶高物，机械性能均优于低密度聚乙烯。 2 HDPE研究进展HDPE作为最常用的通用塑料之一，由于有极强的应用背景，越来越受到工业界和学术界的广泛重视一t o 。近年来，国内科研人员HDPE的改性及应用方面进行了大量的研究，并取得了一定的成效。许惠芳 等考察了国内三家石化公 司生产HDPE薄膜料9455F，6098，7000F的流变行为。结果表明三HDPE薄膜料的熔体均属于非牛顿流体，其流动指数( n )随温度升高而增大，熔体的非牛顿性随温度升高而降低，即熔体偏离牛顿流体的程度变小；薄膜料6098对温度敏感性较大，在成型加工时对其进行温度调整可获得良好的效果；9455F对剪切的敏感性较大，在成型加工时对其进行剪切速率或剪切应力的调整可获得良好的效果。陈欣n 等制备了多壁碳纳米管、石墨和碳黑填HDPE复合体，研究了复合体的导电和流变学性质，利用隧道逾渗模型对关键指数分别为4.4、64和2.9 的三种复合体的“非普适性”导电行为进行了解释，与此同时，考察了颗粒类型和含量，以及剪切速率对复合体流变学性质的影响。结果表明复合体系的储能模量在低频区出现“第二平台”，而复合黏度则表现出强烈的剪切变稀行为，标志着颗粒在聚合物内部发生聚集形成了网络结构，与石墨和碳黑填充复合体相比，具有更高纵横比的多壁碳纳米管填充复合体具有更高的储能模量和复合黏度，基于GuthSma1wood理论结合有效介近似G r分析结果表明，填充HDPE复合体系的流变学逾渗阈值和导电逾渗阈值吻合良好。蒋炳炎等用M0df0WMPI5.O软件Fow3D模块仿真及同步热分析仪分析的方法，研究了熔体温度及注射速率对薄壁件注射成型时结晶特性的影响。结果表明熔体温度175 、195 、215cc时，在厚度为O.8 m m的高密度聚乙烯薄壁件的注射成型过程中，在流动方向上，浇口附近的剪切速率和熔融热焓远大于其他各处，且二者均随着与浇口间距离的增加而迅速降低；从距浇口0.5mm处到制品末端，剪切速率稳定2 0 0 O一4 0。0 S之间；从距浇5mm处至制品末端，熔融热焓的变化不明显；熔体温度为215cc时，制品的熔融热焓最高；随着注射速率的增加，浇口处的最大剪切速率亦增加.白露H等通过对两种不同相对分子质量HDPE的共混体系动态流变行为研究，探寻了共混物的动态流变行为随组分含量、温度、频率的变化规律，并通过共混物流变行为讨论了相形态变化特征。研究表明由于HDPE的多分散性 ，共混体系的流变行为偏离 经典的线性粘弹性理论模型，而且由于相对分子质量的不 同，HDPE6O98的动态模量和复数黏度均远大于H D P E 2911，共混体系则处于两纯样之间 ，呈现递变趋势。随着频c o的增加，纯H D P E及其共混物熔体的复数黏度均呈下降趋势 ，表现出典型的假塑性流体的流动特征。两HDPE的共 混体 系在不 同温度 的熔体均为均相结构。唐谊平等采用差示扫描量热法考察了管道防腐专用HDPE专用料的非等温结晶行 为，并结0Zawa、莫志深等方程对非等温结晶动力学过程进行研究，并与专用料的基础树脂 (BHDPE)进行了对比。结果表明随着降温速率增加，HDPE、BHDPE的结晶起始温度和结晶峰温度均向低温方向移动，且达到相同相对结晶度的时间减少，HDPE的结晶能力低于B HDPE，但HDPE的晶体完善程度高BHDPE；0Zawa方程不适于描述冷却速率较低5ccm1n )的HDPE、BHDPE的非等温结晶过程，而莫志深方程能很好地描述该过程。王正祥阻 等利用无机组合粒子的协同效应HDPE进行增强增韧改性，以滑石粉、碳酸钙两种典型的具有不同形状特征的无机粉体和HDPE树脂为对象体系进行共复合研究。结果表明共复合体系可以同时发挥两种具有不同形状的无机粉体的优势，具有较高的拉伸强度和较好的冲击韧性。芦涛 等采HDPE为树脂基体在一定加工条件下制备HDPE木粉发泡材料，研究了马来酸酐接枝聚乙烯( M A P E ) 作 为相容剂对材料的力学性能 、泡孔直径分布的影响 ，比较了发泡材料和未发泡材料的力学性能。结果表明M A P E含量为5名时，材料具有较好的力学性能，泡孔的存在对于材料的力学性能有着较为明显的影响；发泡材料和未发泡材料 力学性能及其变化有所不同，未发泡材料力学性能变化较为显著；MAPE的含量对泡孔直径的分布有一定的影响。4. HDPE的应 用 HDPE由于具有强度高、刚性好、便于加工等优点应用广泛，其中中空容器树脂随着国内包装、食品、化妆品等行业的发展，应用量逐年增加。HDPE强度较高，适宜作中空制品，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。采用挤 出法可生产HDPE管材，HDPE中空壁增强缠绕管是一种内壁光滑、截面中空工型且具有较高 抗外压能力的结构壁管材，目前我国的排水工程中广泛应用。同时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H D P E 制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料。HDPE 防渗膜也应用在石化污水管线上，HDPE防渗膜埋在地下不易被破坏，寿命长，防渗效果极 强。目前，逐渐在石化项目上得到应用，虽然现场施工复杂，前期投资较大，但是对环境保护有着显著作用，值得推广。管道防腐专用HDPE2 P、3PE涂层中用作最外层防腐的材料，适用于挤出包覆和挤出缠绕工艺，具有优良的加工性能、高的机械强度及韧性、优越的抗紫外线及耐老化性能、极高的耐环境应力开裂等性能。大港南部油田采用HDPE 管道修复技术很好地解决了腐蚀泄漏严重的旧管道修复利用问题，不仅延长了管道使用寿命、节省了大量管道更换费用，而且可以实现不停产在线修复。5. 结 语今后应加强对HDPE的进步研究，通过改性实现HDPE的强韧化提高复合材料综合性能，拓宽HDPE复合材料的应用领域。随着高分子材料的不断发展，HDPE复合材料将会在越来越多附加值高的汽车、电器、建材等领域得以应用。 参考文献 【 1 】 陶四平高密度聚乙烯注塑成型冷却过程中温度分布及结晶行为的研究 D】成都： 四川大学，2004 2 】 王伟，黄健，张云灿偶 联剂处理超细CaCO3增韧HDPE研究 J 】现代塑料加工应用，2006，8( 3 )：29-32 【 3 董图治小中空高密度聚乙烯容器专用树脂的开发【 J 炼油与化工，2010， 4：49 4 】张晨利，薛雄锐，马建军，等非开挖穿插高密度聚乙烯管在线管道修复技术U】施工与焊接，2002， 27( 5 )：214 【 5 蒋炳炎，尹湘林，翁灿，等HDPE微注射成型条件下非等温静态结晶l 1】中南大学学报：自然科学版， 2007， 38 ( 5 )：913 915 6 曾宪通，左建东，庞纯，等。HDPEPOECaC03 - - 体系薄膜研究 J 塑料工业 ， 2007，35 (7、：16 3O 【 7 李光勇高密度聚乙烯防渗膜在石化污水管线上的应用U 四J化工，2010，13 ( 4 ) ： 2729 【 8 】刘碧峰，罗晓明，马先平，等HDPE管道修复技术在大港南部油田的应用 J 】油气储运，2010，29( 8 ) ：638639 【 9 王学军，赫荣山，尹岩青管道防腐用高密度聚乙烯( 黑色及黄色)专用料的研制 L J 】塑料科技，2000 28 ( 3 ) ；2527 1 0 】 樊卫华具有优良刚性的增韧高密度聚乙烯工程塑料的研究 D】郑州：郑卅f大学， 2006 【 1 1 】许惠芳，魏福庆，李朋朋，等薄膜级高密度聚乙烯流变行为研究 J 石化技术与应 用， 2010，28 ( 1 )：3436 1 2 】 陈欣，陈两良超细颗粒填充高密度聚乙烯复合体的导电和流变学性质【 J 】化学研究，2010，21( 2 )： 49 57 1 3 蒋炳炎，侯文潭，邱庆军，等高密度聚乙烯薄壁件注射成型时的结晶特性研究I I】中圈塑料，201f】，24( 8 )：5559 1 4 白露，李艳梅，杨伟，等高密度聚乙烯共混体系的动态流变行为【 J 高分子材料科学与工程201O，26( 2 )：103106 1