了解聚乙烯材质
作者:admin 来源: 发布时间:2023-11-02 09:23 浏览量:
聚乙烯为无惰性材料,除少量强氧化剂外,可耐多种化学*品侵蚀,且不易滋生。众所周知钢管、铸铁管被塑料管所取代的原因不仅是因为塑料管材比其输水能耗低、生活能耗低、重量轻、水流阻力小、安装简便迅速、造价低、使用时间长、具有保温功能等,还因为塑料管耐腐蚀、不易滋生微生物等性能优于钢管及铸铁管。聚乙烯材料被常用作于聚乙烯管材的使用,使用时间为50年以上,这一点不仅已为*标准和国外的一些先*标准所确认,而且已经被实践所证明。今天小编将给大家介绍聚乙烯是什么,是什么材质,以及发展趋势。
一、聚乙烯的发展趋势
聚乙烯是结晶热塑性树脂。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。
聚乙烯对化学与机械作用是很敏感的,耐热老化性差于聚合物的化学结构和加工条。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法,也就是塑料加工。其材质的用途很广,主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷*等的高频*缘材料。随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅*发展,产量约占塑料总产量的1/4。1983年*聚乙烯总生产能力为24.65Mt,在建装置能力为3.16Mt。2011年统计结果,*产能达到96Mt,聚乙烯生产的发展趋势显示,生产消费逐步向亚洲地区转移,*日渐成为其需求量大的消费市场。需求量这么大的聚乙烯,是如何组成出来的呢?
二、聚乙烯材质的组成
聚乙烯塑料是聚乙烯材质中的一种,我们常常提的方便袋就是以聚乙烯为原材做出来的。聚乙烯是结构简单的高分子,也是应用广*的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2 )的发生加成聚合反应而成的。
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在15~30大气压有*化合物催化条件下进行聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支链化合结构的。
聚乙烯的分子是长链线型结构或支结构,为典型的结晶聚合物。在固体状态下,结晶部分与无定型共存。结晶度视加工条件和原处理条件而异,一般情况下,密度高结晶度就越大。LDPE结晶度通常为55 %~65%,HDPF结晶度为80%-90%。PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000个碳原子中含有15 ^-25个甲基侧链以及少量的和丁基侧链,由于侧链或支链降低了分子的规整度,所以,会含大量支链的PE结晶度、密度和刚性均低。HDPE的支化低,每1000个碳原子的主链上只*5-7个乙基侧链,故而结晶高,密度、刚性和硬度等性能均较好。度上依赖于聚合物的分子量、支化度和结晶度,如断裂伸长率主要取决于PE密度高和结晶度大,其力学性能就好,但延展性就差,所以,了解聚合物结构会对其结构改性和其他改性有很大帮助。一般来说HDPE拉伸强度为20一25MPa,而LDPE拉伸强度仅为10-2f5MPa。这一数值距离工程材料的拉伸强度(100 -200MPa)还相差很大的距离。
三、聚乙烯材质的特点
聚乙烯为典型的热塑性塑料,是无臭、无味、无*的可燃性白色粉末。成型加工的PE树脂均是经挤出造粒的蜡状颗粒料,外观呈乳白色。分子量超150万的则为超高分子量聚乙烯。分子量越高,其物理力学性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的难度也随之增*。聚乙烯熔点为100-130℃,其耐低温性能优良。在-60℃下仍可保持良好的力学性能,但使用温度在80~110℃。
聚乙烯有优*的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢*酸、磷酸、甲酸、胺类、氢*化钠、氢*化钾等各化学物质腐蚀,但硝酸和硫*对聚乙烯有较强的破坏作用;
聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,炭黑对聚乙烯有优*的光屏蔽作用。受*射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。
由乙烯均聚以及与少量α-烯烃共聚制得的乳白色、半透明的热塑性塑料。密度0.86~0.96g/cm3,按密度区分有低密度聚乙烯也包括线性低密度聚乙烯、*低密度聚乙烯等。无味、无*。耐化学*品,常温下不溶于溶剂。耐低温,使用温度-70~-100℃。电*缘性好,吸水率低。物理机械性能因密度而异。工业上低密度聚乙烯主要采用高压(110~200MPa)、高温(150~300℃)自由基聚合。其他则用低压配位聚合,有时同一套装置可生产密度0.87~0.96g/cm3的聚乙烯产品,称全密度聚乙烯工艺技术。
四、聚乙烯的应用领域
聚乙烯是由乙烯聚合而成之聚合物,产品发展至今已有60年左右历史,*聚乙烯产量居五大泛用树脂之*。聚乙烯可加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、各中空制品、注塑制品、纤维等。广*用于农业、包装、电子电气、机械、汽车、日用杂品等方面。但是,聚乙烯依聚合方法、分子量高低、链结构之不同,分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及线性低密度聚乙烯。
低密度聚乙烯俗称高压聚乙烯,因密度较低,材质软,主要用在塑胶袋、农业用膜等。
高密度聚乙烯俗称低压聚乙烯,与LDPE及LLDPE相较,有较高之耐温、耐油性、耐蒸汽渗*性及抗环境应力开裂性,此外电*缘性和抗冲击性及耐寒性能很好,主要应用于吹塑、注塑等领域。
线型低密度聚乙烯则是乙烯与少量α—烯烃在催化剂存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外观与LDPE相似,透明性较差些,惟表面光泽好,具有低温韧性、高模量、抗弯曲和耐应力开裂性,低温下抗冲击强度较佳等优点。
LLDPE应用领域几乎已渗*到所有LDPE市场。现阶段LLDPE和HDPE处于生*周期的成长阶段;LDPE则在1980代末逐渐进入发展成熟期,*上已少有LDPE设备投产。聚乙烯可用挤出、注射、模塑、吹塑和熔纺等方法成型,广*应用于工业、农业、包装及日常工业中,在*应用相当广*,薄膜是其材质量大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例,在塑料工业中占有举足轻重的地位。