聚乙烯知识培训

1、聚乙烯（聚乙烯（Polyethylene Polyethylene ，PEPE）：）： 催化剂催化剂 由乙烯单体经自由基聚合而成，是典型的热塑性结晶型聚合物，外观呈乳白色由乙烯单体经自由基聚合而成，是典型的热塑性结晶型聚合物，外观呈乳白色半透明的蜡质状，无毒无味，质轻，易燃烧，良好的耐化学腐蚀性，半透明的蜡质状，无毒无味，质轻，易燃烧，良好的耐化学腐蚀性，电绝缘性及耐低温性。电绝缘性及耐低温性。 一一. . 聚乙烯的概述聚乙烯的概述第一次实验合成：第一次实验合成：19351935年英帝国化学公司（年英帝国化学公司（ICIICI），）， 高压低密度聚乙烯（高压低密度聚乙烯（LDPELDPE），）

2、，19391939年工业化生产。年工业化生产。五十年代五十年代Ziegler-NattaZiegler-Natta型，低压型，低压HDPEHDPE，产业化，产业化七十年代末七十年代末低压低压LLDPELLDPE迅速发展迅速发展近几年近几年茂金属为催化剂，合成新一代茂金属为催化剂，合成新一代m-PEm-PE生产与消费生产与消费 聚乙烯( PE) 是合成树脂中产量最大的品种,约占世界塑料总量的1/3。 由于生产工艺条件不同, 可分为高密度聚乙烯( HDPE ,低压聚乙烯)、低密度聚乙烯(LDPE ,高压聚乙烯) 和线性低密度聚乙烯(LLDPE) 等。 PE具有良好的机械性能和化学稳定性,加工性能好

3、,广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用。薄膜薄膜51%51%包装箱及容器13%管材6%丝及编织品7%零件6%其他17%20072007年我国聚乙烯消费结构年我国聚乙烯消费结构亚洲亚洲, 2900, 2900北美北美, 1910, 1910西欧西欧, 1640, 1640中东中东, 1410, 1410其他其他, 1160, 116020092009年世界聚乙烯产能分布年世界聚乙烯产能分布/ /万吨万吨20092009年全世界的聚乙烯产能为年全世界的聚乙烯产能为90209020万吨，已经接近一亿吨。万吨，已经接近一亿吨。亚洲和中东亚洲和中东的产能增的产能增加较快，欧美及其他地区基本保持平衡

4、。加较快，欧美及其他地区基本保持平衡。生产与消费生产与消费41344152959969268981346948052648945345074188292110551088114611401554474850556061520102030405060700400800120016002003年2004年2005年2006年2007年2008年2009年%万万吨吨我国我国PEPE市场消费情况市场消费情况产量进口量表观消费量自给率%20032003以来，中国的聚乙烯产能快速增长，但消费量的增加更快，致使进口以来，中国的聚乙烯产能快速增长，但消费量的增加更快，致使进口量也不断增加。量也不断增加。200

5、92009年国内聚乙烯产量年国内聚乙烯产量813813万吨，进口量万吨，进口量714714万吨，表观消万吨，表观消费量费量15541554万吨万吨生产与消费生产与消费按照聚乙烯的结构性能可以分为：按照聚乙烯的结构性能可以分为：1.1.高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPEHDPE）, ,俗称低压料。俗称低压料。2.2.中密度聚乙烯（中密度聚乙烯（MDPE)MDPE)，进口为主。，进口为主。3.3.低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPELDPE），俗称高压料，比较软。），俗称高压料，比较软。4.4.线性低密度聚乙烯（线性低密度聚乙烯（LLDPELLDPE），俗称线性料。），俗称线性料。5.5.茂金属

6、聚乙烯（茂金属聚乙烯（mPEmPE），进口为主。），进口为主。6.6.超低密度聚乙烯（超低密度聚乙烯（ULLDPE)ULLDPE)，进口为主。，进口为主。7.7.超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯UHMWPE,UHMWPE,主要用作工程材料。主要用作工程材料。以乙烯为主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用淤浆聚合或气相聚合工艺，所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造粒等工序，获得颗粒均匀的成品。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130，相对密度为0.9410.960。分子量40 000300 000，HDPE是一种支链少结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HD

7、PE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。应用范围：中空制品包括大型、中小型、多层共挤压等类型。大型中空制品包括化学工业中的各种容器制品，中小型中空制品包括日用品器皿、药用瓶、儿童用品等。多层挤压中空制品用于药品、食品包装，汽车油箱等。注塑制品包括制作饮料，啤酒周转箱、工程用机械零部件等。薄膜制品方面包括有微薄膜（725微米），薄膜、重型包装膜、多孔膜、地膜。管材制品方面包括有大口径管、双壁波纹管、固体输送管、天然气管等。单丝制品包括渔用网具、网绳、网箱等，其使用寿命是麻网的三

8、倍，其价格远低于尼龙网。单丝还是制作纱窗的材料。中密度聚乙烯（MDPE）其性能介于高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）两者之间，既保持了HDPE的刚性，又有LDPE的柔性、耐蠕变性，集两者优点于一身。MDPE，为乙烯-辛烯的共聚树脂，具有特殊的线型乙烯主链和辛烯支链，具有优越的韧性和杰出的长期耐水压性能。目前国内石化厂没有专门的中密度聚乙烯牌号，所以国内的中密度聚乙烯料都是各材料厂家以高密度聚乙烯（HDPE)和线性低密度聚乙烯（LLDPE)进行互配加工而成。线性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经

9、高压或低压聚合而成的一种共聚物线性低密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等密度为0.9150.93，熔点108-125应用领域：适用于制作农膜、包装薄膜、复合薄膜、管材、中空容器、电线、电缆绝缘层等。低密度聚乙烯LDPE也叫高压聚乙烯，是由乙烯单体聚合而成，具有很多的长支链，所以结晶度低。低密度聚乙烯呈乳白色半透明蜡状固体颗粒，无毒无味，透明度较好，密度低等。韧性好，耐低温，绝缘性能好性能：密度0.910.93，分子量：25000

10、左右，熔点：105126应用领域： 做成薄膜用于食品包装、商业和工业包装、购物袋、垃圾袋等，特别是用于农用薄膜（5060）；家用器皿、玩具、医用注射器；牛奶及果汁饮料包装盒的涂覆等；各种电线电缆的绝缘和护套。 茂金属聚乙烯(MLDPE或mPE)即用茂金属作催化剂，另外再加上广泛的助催化剂，使乙烯及其它a烯烃聚合而成的聚乙烯。性能：具有极好的透明性，支链少而短，密度低，纯度高，高拉伸强度，耐冲击性能及热封性能好，耐穿刺性，其韧性、刚性比聚乙烯好，无毒、无味密度：0.8650.935g/3，热分解温度315以上应用范围：适用于一系列软包装薄膜应用，包括：收缩包装薄膜、托盘收缩包装薄膜、手工流涎缠绕

11、包装膜、农用温室大棚膜、中型及重型包装袋以及复合包装薄膜等。分子链结构对性能的影响分子链结构对性能的影响 各类各类PEPE链结构的示意图链结构的示意图 支链存在会影响分子链的反复折叠和堆砌程度，导致密度降低，结晶度减小支链存在会影响分子链的反复折叠和堆砌程度，导致密度降低，结晶度减小。密度密度密度即单位体积的质量，可以用来比较聚合物的堆积密度即单位体积的质量，可以用来比较聚合物的堆积紧密（高结晶）区域和无规（非结晶）区域。紧密（高结晶）区域和无规（非结晶）区域。结晶态结晶态非晶态非晶态 结晶态结晶态 非晶态非晶态聚合物分子链高度定向聚合物分子链高度定向 分子链长且无规排列分子链长且无规排列刚度

12、高刚度高 高抗冲且柔韧性好高抗冲且柔韧性好软化点温度高软化点温度高 软化温度低软化温度低熔点最高可到熔点最高可到135 熔点熔点105135 短支链少短支链少 短支链多短支链多缓慢冷却可导致更多的结晶缓慢冷却可导致更多的结晶 快速冷却可产生较多快速冷却可产生较多雾度值高雾度值高 X-rayX-ray显示，显示，PEPE分子中结晶结构和无定型结构相互穿插：分子中结晶结构和无定型结构相互穿插：一般结晶度顺一般结晶度顺序：序：LDPELDPE LLDPELLDPE HDPEHDPE。 结晶度与性能关系结晶度与性能关系 依分子在空间排列的规整性可将高聚物分为：依分子在空间排列的规整性可将高聚物分为：

13、晶态晶态 部分晶态部分晶态 非晶态非晶态 结晶度与性能的关系：结晶度与性能的关系：结晶度越高，分子间作用力越强，高分子化合结晶度越高，分子间作用力越强，高分子化合物的强度、硬度和熔点越高，耐热性和化学稳定性也越好；而与键运物的强度、硬度和熔点越高，耐热性和化学稳定性也越好；而与键运动有关的性能，如弹性、伸长率、冲击韧性则降低动有关的性能，如弹性、伸长率、冲击韧性则降低。 相对分子质量越高，大分子间缠结点和引点越多，拉伸强度、表相对分子质量越高，大分子间缠结点和引点越多，拉伸强度、表面硬度、耐磨性、耐蠕变性、耐老化和耐溶剂性都会有所提高，耐面硬度、耐磨性、耐蠕变性、耐老化和耐溶剂性都会有所提高，

14、耐断裂伸长率则会降低。断裂伸长率则会降低。 聚乙烯的相对分子质量大小常用熔体流动速率（聚乙烯的相对分子质量大小常用熔体流动速率（MFRMFR）来表示：加）来表示：加热到热到190190的聚乙烯熔体在的聚乙烯熔体在21.2N21.2N的压力下从一定孔径模孔中每的压力下从一定孔径模孔中每10min 10min 挤出的质量（挤出的质量（g g），单位为），单位为g/10ming/10min。MFRMFR越小，说明聚合物越小，说明聚合物相对分子质量越高，强度和耐环境应力开裂性能越好。相对分子质量越高，强度和耐环境应力开裂性能越好。相对分子质量与性能关系相对分子质量与性能关系 性能性能密度上升密度上升M

15、FRMFR上升上升拉伸强度拉伸强度上升上升略微下降略微下降拉伸断裂强度拉伸断裂强度上升上升下降下降断裂伸长率断裂伸长率下降下降下降下降硬度硬度上升上升略微下降略微下降耐环境应力开裂耐环境应力开裂下降下降下降下降软化温度软化温度上升上升介电常数介电常数下降下降略微上升略微上升成型收缩率成型收缩率上升上升上升上升加工性能加工性能下降下降上升上升挤出外观挤出外观上升上升密度、熔体流动速度、相对分子质量对密度、熔体流动速度、相对分子质量对PEPE性能的影响性能的影响 1 1 力学性能力学性能 PEPE是一种典型的软而韧的聚合物材料：拉伸强度较低，硬度不高，抗是一种典型的软而韧的聚合物材料：拉伸强度较低

16、，硬度不高，抗蠕变性差，只有抗冲击性能较好，故力学性能一般。蠕变性差，只有抗冲击性能较好，故力学性能一般。 影响影响PEPE力学性能的因素力学性能的因素 （1 1）密度：密度增大，结晶度增大，除抗冲击力以外的）密度：密度增大，结晶度增大，除抗冲击力以外的 力学性能会提高。力学性能会提高。 例：HDPE其结晶度高，密度大，各项力学性能均较高，但韧性差 LDPE其结晶度低，密度小，各项力学性能较低， 但抗冲击性能较好 （2 2）相对分子质量：相对分子质量增大，）相对分子质量：相对分子质量增大， 所有力学性能均提高。所有力学性能均提高。LDPELDPE材料材料聚乙烯的性能聚乙烯的性能 2 2 热性能

17、热性能 耐热性不高：耐热性不高：PE热变形温度在塑料中是很低的，故PE制品使用温度不高，会随相对分子质量和结晶度的提高而改善。 例：LDPE使用温度约为70，HDPE长期使用温度约为90 耐低温性很好：耐低温性很好：脆化温度可达-50以下，相对分子量越高，支化越多，其脆化点越低。 导热率较高：导热率较高：不宜作良好的绝热材料。 导热顺序：HDPELLDPELDPE PEPE地暖管地暖管聚乙烯的性能聚乙烯的性能4 4 电性能电性能PEPE无极性，且吸湿性很低，电性能十分优异。无极性，且吸湿性很低，电性能十分优异。 介电损耗很低，且介电损耗和介电常数与温度和频率无关，可用于高频绝缘； 耐电晕性好，

18、且介电强度高，可做高压绝缘材料； PE在氧化时会产生羰基，使介电损耗有所提高，如做电气材料使用，需加入抗氧化剂。PEPE电缆线皮电缆线皮聚乙烯的性能聚乙烯的性能聚乙烯的性能聚乙烯的性能5 5 环境性能环境性能 不耐日光及紫外线照射：不耐日光及紫外线照射： 如日光照射会使制品变脆，紫外线照射会引起PE变色、降解、表面 氧化，对力学性能不利。 改善：向改善：向PEPE中加入炭黑或紫外线吸收剂，在进行紫外线照射，可提高聚中加入炭黑或紫外线吸收剂，在进行紫外线照射，可提高聚乙烯的力学性能。乙烯的力学性能。 环境应力开裂：环境应力开裂： PE在许多活性物质（如酯类、硫化或磺化醇类、潮湿土壤等）的作用 下

19、回产生应力开裂现象，称为环境应力开裂，是聚烯烃类塑料特有的现 象，故其不宜用来制备这些物质的容器，也不宜单独用于制备埋入地下 的电缆包皮。 改善：提高相对分子质量，降低材料结晶度和相对分子质量的分散性。改善：提高相对分子质量，降低材料结晶度和相对分子质量的分散性。名称名称分子量分子量分布分布密度（密度（g/cmg/cm3 3）拉伸强拉伸强度度 /Mp/Mp断裂伸长率断裂伸长率/%/%耐环境开裂耐环境开裂加工性能加工性能表面光泽表面光泽HDPEHDPE窄窄0.94-0.980.94-0.98高高高高好好差差较差较差LDPELDPE宽宽0.91-0.920.91-0.92低低低低差差很好很好很好很

20、好LLDPELLDPE窄窄0.91-0.930.91-0.93中中高高很好很好较差较差一般一般mPEmPE很窄很窄0.91-0.920.91-0.92高高高高非常好非常好差差较差较差聚乙烯用途简介聚乙烯用途简介用途用途占树脂的比例占树脂的比例制品制品薄膜类制品薄膜类制品LDPELDPE的的50%50%HDPEHDPE的的10%10%LLDPELLDPE的的70%70%用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾等用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾等轻质包装膜，地膜、棚膜、保鲜膜等。轻质包装膜，地膜、棚膜、保鲜膜等。重包装膜，撕裂膜、背心袋等。重包装膜，撕裂膜、背心袋等。包装膜，垃圾袋、保鲜袋

21、、超薄地膜等。包装膜，垃圾袋、保鲜袋、超薄地膜等。注塑制品注塑制品HDPEHDPE的的30%30%LDPELDPE的的10%10%LLDPELLDPE的的10%10%日用品如：盆、筒、篓、盒等，周围箱、瓦楞箱、日用品如：盆、筒、篓、盒等，周围箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台、玩具等。暖瓶壳、杯、台、玩具等。中空制品中空制品以以HDPEHDPE为主为主用于装食品油、酒类、汽油及化学试剂的桶，玩用于装食品油、酒类、汽油及化学试剂的桶，玩具具管材类制品管材类制品以以HDPEHDPE为主为主给水、输气、灌溉、穿线、吸管、笔芯、用的管给水、输气、灌溉、穿线、吸管、笔芯、用的管材，化妆品、药品、鞋油、牙膏等用的管