高密度聚乙烯

1、高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene，簡(jiǎn)稱為，簡(jiǎn)稱為“HDPE”）是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴（四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)

2、度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在40F低溫度下均如此應(yīng)用HDPE是耐到許多不同的溶劑中，有各種各樣的應(yīng)用，包括：競(jìng)技場(chǎng)板（冰球板）背包框架防彈板瓶蓋耐化學(xué)腐蝕的管道系統(tǒng)同軸電纜內(nèi)絕緣體食品儲(chǔ)存容器汽車油箱鋼質(zhì)管道腐蝕保護(hù)電氣和管道箱遠(yuǎn)紅外鏡頭折疊椅和桌子土工膜用于液壓系統(tǒng)（運(yùn)河和銀行增援等）和化學(xué)遏制地?zé)醾鳠峁芟到y(tǒng)耐熱煙花迫擊炮安全帽呼啦圈天然氣分配管系統(tǒng)HDPE[2]是一種結(jié)晶度高、非極性的

3、熱塑性樹(shù)脂。高密度聚乙烯為無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為130℃，相對(duì)密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性亦較好。熔化溫度220~260℃。對(duì)于分子較大的材料，建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。高密度聚乙烯是種白色粉末顆粒狀產(chǎn)品，無(wú)毒、無(wú)味，密度在0.940～0.976gcm3范圍內(nèi)；結(jié)晶度為80%～90%，軟化點(diǎn)為125～13

4、5℃，使用溫度可達(dá)100℃；硬度、拉伸強(qiáng)度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學(xué)穩(wěn)定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機(jī)溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環(huán)境開(kāi)裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會(huì)使其性能下降，所以，樹(shù)脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來(lái)提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點(diǎn)應(yīng)

5、用時(shí)要注意。材料特性【英文全稱】HighDensityPolyethylene【英文縮寫】HDPE【中文全稱】高密度聚乙烯【常用俗稱】低壓乙烯HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，例如腐蝕性氧化劑（濃硝酸），芳香烴（二甲苯）和鹵化烴（四氯化碳）。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用

6、途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強(qiáng)度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在40F低溫度下均如此。各種等級(jí)HDPE的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)合：密度、分子量、分子量分布和添加劑。不同的催化劑被用于生產(chǎn)定制特殊性能聚合物。這些變量相結(jié)合生產(chǎn)出不同用途的HDPE品級(jí)；在性能上達(dá)到最佳的平衡。密度密度這是決定HDPE特性的主要變量，雖然被提到的4種變量確實(shí)起到相互影響作用。乙烯是聚乙烯主要原

7、料，少數(shù)的其它共聚單體，如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯，也經(jīng)常用于改進(jìn)聚合物性能，對(duì)HDPE，以上少數(shù)單體的含量一般不超過(guò)1%－2%。共聚單體的加入輕微地減小了聚合物的結(jié)晶度。這種改變一般由密度來(lái)衡量，密度與結(jié)晶率呈線性關(guān)系。美國(guó)一般分類按ASTMD1248規(guī)定，HDPE的密度在0940g。C以上；中密度聚乙烯（MDPE）密度范圍0926～0940gCC。其它分類法有時(shí)把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的剛度

8、，良好的防滲透性和最高的熔點(diǎn)，但一般具有很差抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂（ESCR）。ESCR是PE抗由機(jī)械或化學(xué)應(yīng)力所引起的開(kāi)裂性的能力。更高的密度一般改進(jìn)了機(jī)械強(qiáng)度性，例如拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度；熱性能如軟化點(diǎn)溫度和熱變形溫度；防滲透性，如透氣性或水蒸氣透過(guò)性。較低的密度改進(jìn)其沖擊強(qiáng)度和E－SCR。聚合物密度主要是受共聚單體加入的影響，但較少程度也受分子量影響。高分子量百分?jǐn)?shù)使密度略有降低。例如，在一個(gè)較寬分子量范圍內(nèi)均聚物具有不同的密度。生產(chǎn)工藝

9、生產(chǎn)工藝PE最通常的生產(chǎn)方法是通過(guò)淤漿或氣相加工法，也有少數(shù)用溶液相加工生產(chǎn)。所有這些加工過(guò)程都是由乙烯單體、a烯烴單體、催化劑體系（可能是不止一種化合物）和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應(yīng)。氫氣和一些催化劑用來(lái)控制分子量。淤漿反應(yīng)器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環(huán)形反應(yīng)器，在其中料漿可以循環(huán)攪拌。當(dāng)乙烯和共聚單體（根據(jù)需要）和催化劑一接觸，就會(huì)形成聚乙烯顆粒。除去稀釋劑后，聚乙烯顆?；蚍哿１桓稍锊磩┝考尤胩砑觿?，就生產(chǎn)出粒料。帶

10、有雙螺桿擠出機(jī)的大型反應(yīng)器的現(xiàn)代化生產(chǎn)線，可每小時(shí)生產(chǎn)PE40000磅以上。新的催化劑的開(kāi)發(fā)為改進(jìn)新等級(jí)HDPE的性能作出貢獻(xiàn)。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎(chǔ)的催化劑和鈦化合物一烷基鋁催化劑。菲利浦型催化劑生產(chǎn)的HDPE有中寬度分子量分布；鈦一烷基鋁催化劑生產(chǎn)的分子量分布窄。用復(fù)式反應(yīng)器生產(chǎn)窄MDW的聚合物所用催化劑也可用于生產(chǎn)寬MDW品級(jí)。舉例來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)顯著不同分子量產(chǎn)品的兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器可以生產(chǎn)出雙峰分子量聚合物，這種

11、聚合物具有全寬域的分子量分布。分子量分子量較高的分子量導(dǎo)致較高的聚合物粘度，不過(guò)粘度也與測(cè)試所用的溫度和剪切速率有關(guān)。用流變或分子量測(cè)量對(duì)材料的分子量進(jìn)行表征。HDPE的品級(jí)一般具有的分子量范圍是40000～300000，重均分子量大致與熔融指數(shù)范圍相對(duì)應(yīng)，即從100～0029g10min(230℃，2.16kg)。通常地，更高的MW（更低的熔融指數(shù)MI）增強(qiáng)了熔體強(qiáng)度、更好韌性和ESCR，但是更高M(jìn)W使加工過(guò)程更難或且需要更高的壓力或