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低密度聚乙烯(LDPE)知識介紹
2023-05-08 13:19:39

    低密度聚乙烯(LDPE)是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。LDPE是樹脂中的聚乙烯家族中最老的成員,二十世紀四十年代早期就作為電線包皮第一次商業生產。LDPE綜合了一些良好的性能:透明、化學惰性、密封能力好,易于成型加工。這決定了LDPE是當今高分子工業中最廣泛使用的材料之一。
    化學和性能:乙烯是聚乙烯制品的基本結構單元。它是從煉油廠氣、液化的石油氣或液態烴中獲得的無色氣體。因為它是許多其它工業化學品和聚合物的成分,所以不斷地存在乙烯供應的競爭。這種獲得乙烯的競爭具有戲劇性地影響著聚乙烯的價格和有效價值。例如:1990年,國內乙烯生產能力約為465億磅,其中51%用于象聚乙烯這樣的聚合物的生產。
    常規的LDPE可用兩種方法生產:管式法或釜式法。兩種制法都是將高純度乙烯通入高壓(103到276MPa)高溫(300到500F)含有引發劑的反應器中。引發劑或是氧氣或是一種有機過氧化物。反應終止的實現是通過加入鏈終止劑或靠兩個分子鏈的連結。與其它聚乙烯(HDPE和LLDPE)制法獲得的線性結構不同,通過高壓手段制得的聚合物是分支結構。這種分支結構賦與常規LDPE優異的透明性、曲撓性及易于擠出的性能。為滿足不同應用而特制的LDPE樹脂是通過分子量、結晶度及分子量分布MWD的平衡與控制而得到的。分子量是表示構成聚合物的所有分子鏈的平均長度。為了方便,熔融指數(MI)被選作塑料工業分子量大小的量度。熔融指數用克/10分鐘給出,它與分子量的大小成反比。對于LDPE,熔融指數反映了樹脂的流動性能和涉及成品大形變的性質。降低MI(增大分子量)在增加大部分強度性能的同時,降低了LDPE的流動性和制造過程中樹脂流向薄壁的能力。LDPE中的結晶度是樹脂中存在的分支短鏈數量的函數。對于LDPE,結晶度正常浮動范圍為30—40%。增加LDPE的結晶度將增大LDPE的剛度、抗化學腐蝕性、透氣性能、拉伸強度、耐熱性;同時,降低了LDPE的沖擊強度、撕裂強度和抗應力開裂性。分子量分布(MWD)或聚合度分布性定義為重均分子量與數均分子量的比值。塑料工業中,MWD值3—5的樹脂被認為是具有窄的分子量分布,MWD值6—12為中等分子量分布,MWD值在13以上視為寬分子量分布。MWD主要反映與流動相關的性能。具有相等平均分于量的樹脂,寬分子量分布的在加工過程顯示了比窄分子量分布的樹脂具有更好的流動性WD對最終使用性能有些影響。但是,MWD的影響一般都被分子量的變化影響掩蓋。
    加工:LDPE級別可以滿足大部分熱塑性成型加工技術的要求。包括:薄膜吹制、薄膜鑄制、擠壓貼膠、電線電纜貼膠、注射成型、吹塑成型。
    應用:LDPE可單獨使用或與聚乙烯家族其它成員共混使用。廣泛應用于包裝。建筑、農業、工業和消費市場。擠出薄膜。LDPE最大的銷路是制作薄膜(<12毫時)。吹塑或鑄壓工藝生產出的單一和復合LDPE薄膜占LDPE國內消費總量的55%以上。LDPE制做的薄膜表現了良好的光學性能、強度、曲撓性、密封性以及緩慢的氣味擴散性和化學穩定性。LDPE用來包裝面包、農產品、快餐食品、紡織品、經久性消費品及一些工業制品。LDPE也可用作非包裝薄膜,比如:一次性尿布、農用薄膜和縮水膜。
    擠壓貼膠,它是LDPE的另一個主要市場。由于LDPE分子的結構特點,它是聚乙烯樹脂家族中唯一能夠滿足擠壓貼膠加工工藝要求的樹脂。貼膠提供了有助于成品包裝密封的防護層,必不可少的優良的拉伸性能、持久的覆蓋性和低的氣味擴散性。典型的熔融指數范圍為3—15克/1O分鐘。LDPE貼膠可覆蓋在很多基質上面,如:紙、板,布料和其它高分子材料。LDPE貼膠是保證基質熱密封性和防濕性的一個經濟而有效的手段。使用LDPE貼膠的市場有盛牛奶的盒子,無菌防腐包裝,食品包裝。膠帶和紙制品。
    LDPE復合擠壓廣泛作為高阻隔復合層壓板的一種組分。重要的要求就是防濕和密封。滿足不同的要求,樹脂的性能隨之不同。它可用于無菌包裝、藥品與日用品的包裝。
    模塑,在聚乙烯樹脂家族的競爭中,吹塑成型與注射成型使用常規LDPE已經相對穩定。LDPE樹脂由于它的抗曲撓性和加工特性而被用于模塑成型。樹脂熔融指數范圍為0.5—2.0克/10分鐘,密度變化范圍0.918—0.922克/立方厘米。LDPE模塑應用于制做要求擠壓性能的醫用和日用消費瓶以及封密件。
    電線與電纜,LDPE最初是用作電線、電纜的包皮材料。LDPE顯示了優異的電性能和抗磨性能,這些性能是市場上嚴格要求的。樹脂熔融指數范圍為0.25-2.0克/10分鐘,密度為0.918一0.932克/立方厘米。當今,LDPE樹脂被用作電訊電纜的外皮。
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