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PE塑料的有關知識
2023-05-08 13:19:45


什么是PE塑料

PE塑料即聚乙烯塑料,英文名稱:polyethylene,簡稱PE,是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業上,也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70-100),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,電絕緣性能優良。

 

PE塑料的特性

PE塑料無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70-100),化學穩定性好,能耐大多數酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機溶劑,且不發生溶脹,電絕緣性能優良;但聚乙烯對于環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。PE塑料的性質因品種而異,主要取決于分子結構和密度。

 

PE塑料的化學性能

PE塑料(聚乙烯)是半結晶熱塑性材料。它們的化學結構、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結晶度取決于聚合物的化學結構和加工條件。

PE塑料(聚乙烯)對于環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。聚乙烯的性質因品種而異,主要取決于分子結構和密度。采用不同的生產方法可得不同密度(0.910.96g/cm3)的產物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法加工。

 

PE塑料的成型特性

1.結晶料,吸濕小,不須充分干燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓注射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內應力增大。注意選擇澆口位置,防止產生縮孔和變形.

2.收縮范圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹曲。冷卻速度宜慢,模具設冷料穴,并有冷卻系統.

3.加熱時間不宜過長,否則會發生分解。

4.軟質塑件有較淺的側凹槽時,可強行脫模.

5.可能發生融體破裂,不宜與有機溶劑接觸,以防開裂。

 

PE塑料的分類

1LDPE

低密度聚乙烯(又稱高壓聚乙烯)

2LLDPE

線形低密度聚乙烯

3MDPE

中密度聚乙烯

4HDPE

高密度聚乙烯(又稱低壓聚乙烯)

5UHMWPE

超高分子量聚乙烯

6)改性聚乙烯

氯化聚乙烯(CPE)、交聯聚乙烯(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-其它烯烴(如辛烯POE、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、EMAA、EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量達到300-600萬的聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強度非常高,可以用來做防彈衣。

 

PE塑料的生產方法

PE塑料的生產方法主要分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生產低密度聚乙烯,這種方法開發得早,用此法生產的聚乙烯至今約占聚乙烯總產量的2/3,但隨著生產技術和催化劑的發展,其增長速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實施方法來說,有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產高密度聚乙烯,而溶液法和氣相法不僅可以生產高密度聚乙烯,還可通過加共聚單體,生產中、低密度聚乙烯,也稱為線型低密度聚乙烯。近年來,各種低壓法工藝發展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生產的主要是高密度聚乙烯。

高壓法:用氧或過氧化物等作引發劑,使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經二級壓縮后進入反應器,在壓力100300MPa、溫度200300℃及引發劑作用下聚合為聚乙烯,反應物經減壓分離,使未反應的乙烯回收后循環使用,熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。

所用聚合反應器有管式反應器(管長可達2000m)和釜式反應器兩種。管式法流程的單程轉化率20%34%,單線年生產能力100kt。釜式法流程的單程轉化率20%25%,單線年生產能力180kt。

低壓法:分淤漿法、溶液法和氣相法三種,除溶液法外,聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。

①淤漿法 生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和,易于操作,常用烷基鋁作活化劑,氫氣作分子量調節劑,多采用釜式反應器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機,然后去造粒。生產過程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯或并聯的組合方式,可以得到不同分子量分布的產品。

②溶液法 聚合在溶劑中進行,但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中,反應體系為均相溶液。反應溫度(140)、壓力(45MPa)較高。特點是聚合時間短,生產強度大,可兼產高、中、低三種密度的聚乙烯,能較好地控制產品的性質;但溶液法所得聚合物分子量較低,分子量分布窄,固體物含量較低。

③氣相法 乙烯在氣態下聚合,一般采用流化床反應器。催化劑有鉻系和鈦系兩種,由貯罐定量加入到床層內,用高速乙烯循環以維持床層流態化,并排除聚合反應熱。生成的聚乙烯從反應器底部出料。反應器的壓力約2MPa,溫度85100℃。氣相法是生產線型低密度聚乙烯最主要的方法,氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序,且比溶液法節省投資15%和操作成本10%。為傳統高壓法投資的30%,操作費的1/6。因而得到了迅速發展。但氣相法在產品質量及品種上有待進一步改進。

中壓法:用負載于硅膠上的鉻系催化劑,在環管反應器中,使乙烯在中壓下聚合,生產高密度聚乙烯。

 

PE塑料的加工和應用

PE塑料可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工,廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。在實際生產中,為了提高聚乙烯對紫外線和氧化作用的穩定性,改善加工及使用性能,需加入少量塑料助劑。常用的紫外線吸收劑為鄰羥基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等,炭黑是優良的紫外線屏蔽劑。此外,還加入抗氧劑、潤滑劑、著色劑等,使聚乙烯的應用范圍更加擴大。

PE塑料的用途十分廣泛,主要用來制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等,并可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發展,聚乙烯生產得到迅速發展,產量約占塑料總產量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。2011年最新統計結果,全球產能達到96Mt,目前的發展趨勢顯示,生產消費逐步向亞洲地區轉移,中國日漸成為最重要的消費市場。

近年來在核物理,天體物理,反應堆運行中運用PE塑料(聚乙烯)作為漫化劑來測量中子。對核物理的研究做出了自己的貢獻。

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