聚乙烯是什么材料？多數(shù)人可能聽說過，但不是太了解。聚乙烯 ，簡稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)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(yōu)良的耐低溫性能（Zui低使用溫度可達(dá)-100~-70°C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。由于其優(yōu)良的性質(zhì)，在工業(yè)生產(chǎn)和生活中都有比較廣泛的應(yīng)用。

1、聚乙烯是什么材料？

聚乙烯是以乙烯單體聚合而成的聚合物。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、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(jié)晶度取決件分子鏈的規(guī)整程度與其所經(jīng)歷的熱歷史。聚乙烯是1922年由英國ICI合成，1939年開始工業(yè)生產(chǎn)，在美國正式工業(yè)性生產(chǎn)，大戰(zhàn)中為重要的雷達(dá)用絕緣材料和軍需用品，戰(zhàn)后，日本三井石油化學(xué)、住友化學(xué)（1958年）開始正式生產(chǎn)，1975年14年廠年產(chǎn)140.7萬噸，僅次于美國。

1933年，英國卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工業(yè)化，通稱為高壓法。1953年聯(lián)邦德國K.齊格勒發(fā)現(xiàn)以TiCl4-Al(C2H5)3為催化劑，乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯(lián)邦德國赫斯特公司于1955年投入工業(yè)化生產(chǎn)，通稱為低壓法。

50年代初期，美國菲利浦石油公司發(fā)現(xiàn)以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑，乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。60年代，加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α-烯烴用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美國聯(lián)合碳化物公司和陶氏化學(xué)公司先后采用低壓法制成低密度聚乙烯，稱作線型低密度聚乙烯，其中以聯(lián)合碳化物公司的氣相法Zui為重要。

線型低密度聚乙烯性能與低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生產(chǎn)中能量消耗低，因此發(fā)展極為迅速，成為Zui令人注目的新合成樹脂之一。

低壓法的核心技術(shù)在于催化劑。德國齊格勒發(fā)明的TiCl4-Al(C2H5)3體聚乙烯結(jié)構(gòu)式系為聚烯烴的第一代催化劑，催化效率較低，每克鈦約得數(shù)千克聚乙烯。1963年比利時(shí)索爾維公司首創(chuàng)以鎂化合物為載體的第二代催化劑，催化效率達(dá)每克鈦得數(shù)萬至數(shù)十萬克聚乙烯。

采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘?jiān)暮筇幚砉ば颉Ｒ院笥职l(fā)展了氣相法高效催化劑。1975年，意大利蒙特愛迪生集團(tuán)公司研制成可省去造粒而直接生產(chǎn)球狀聚乙烯的催化劑，被稱作第三代催化劑，是高密度聚乙烯生產(chǎn)的又一變革。

2、聚乙烯材料有哪些優(yōu)良的性質(zhì)？

（1）聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)腐蝕，但硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用；

（2）聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解，在紫外線作用下容易發(fā)生降解，炭黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。

由乙烯均聚以及與少量α-烯烴共聚制得的乳白色、半透明的熱塑性塑料。密度0.86——0.96g/cm3，按密度區(qū)分有低密度聚乙烯(也包括線性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。無味、無毒。耐化學(xué)藥品，常溫下不溶于溶劑。

耐低溫，Zui低使用溫度-70——-100℃。電絕緣性好，吸水率低。物理機(jī)械性能因密度而異。工業(yè)上低密度聚乙烯主要采用高壓(110——200MPa)、高溫(150——300℃)自由基聚合。其他則用低壓配位聚合，有時(shí)同一套裝置可生產(chǎn)密度0.87——0.96g/cm3的聚乙烯產(chǎn)品，稱全密度聚乙烯工藝技術(shù)。聚乙烯可加工制成薄膜、電線電纜護(hù)套、管材、各種中空制品、注塑制品、纖維等。廣泛用于農(nóng)業(yè)、包裝、電子電氣、機(jī)械、汽車、日用雜品等方面。

3、聚乙烯材料有哪些主要的種類？

（一）低密度聚乙烯（LDPE）

LDPE的特性是：（1）LDPE是密度為0.91——0.925g/cm3的白色蠟狀顆粒狀固體，無味無嗅無毒；（2）LDPE是典型的結(jié)晶型聚合物，結(jié)晶度為55%——65%，熔點(diǎn)為105——126℃；（3）LDPE是非極性材料，易帶靜電，表面能低，因而在印刷、復(fù)合前應(yīng)進(jìn)行電暈處理，以提高表面能，加工過程中，應(yīng)注意防靜電，避免靜電積累影響制品質(zhì)量或電火花放電，引起火災(zāi)；（4）LDPE透明性優(yōu)良，熱封性優(yōu)良，可廣泛用于透

明低溫冷凍包裝制品的生產(chǎn)；（5）LDPE阻濕性優(yōu)良，是制作干燥食品或需要良好防潮物品包裝的優(yōu)質(zhì)原料。但LDPE阻氣性大，易透過各類氣體；（6）LDPE雖有一定的耐油脂性，但其耐油脂性和耐有機(jī)溶劑性不如聚丙烯，因此，當(dāng)厚度小時(shí)，不適宜長期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE時(shí)，厚度應(yīng)超過50mm；（7）LDPE具有易燃性，燃燒時(shí)，火焰無煙無色，且有燒滴現(xiàn)象并有蠟燭氣，是鑒別的一個(gè)特點(diǎn)。

LDPE擠出吹膜時(shí)應(yīng)選擇熔融指數(shù)（MI）為2——6g/10min的吹膜級(jí)粒子，不僅有良好開口性，還有良好熱封性。擠出機(jī)均化段溫度在150——180℃，吹脹比2——3。牽引比應(yīng)與吹脹比平衡。擠吹或注吹中空容器時(shí)，選擇MI小于2g/10min的擠吹級(jí)或注吹級(jí)的LDPE粒子，大于2g/10min的粒子易產(chǎn)生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。擠出流涎LDPE膜時(shí)，一般選用8——15g/10min的MI，太高的MI膜強(qiáng)度太低，擠出溫度視流涎膜用途而定，如果為熱封用，則溫度不要超過200℃，如果為復(fù)合用，為了提高PE同其它基材的擠復(fù)牢度，可提高到300℃甚至更高的溫度，但超過315℃以上時(shí)，時(shí)間不能太長，避免分介加大，性能降低。

（二）中密度聚乙烯（MDPE）

中密度聚乙烯是密度為0.926——0.94g/cm3，與LDPE有相同性能的一種聚乙烯，由于密度的提高，MDPE的結(jié)晶度高達(dá)70%——80%，而密度和結(jié)晶度的提高，則提高了MDPE熔融溫度、制品的硬度和強(qiáng)度。MDPE處于LDPE和HDPE之間。應(yīng)當(dāng)指出PE也有用壓延方法成型成片材和薄膜的，但是由于LDPE熔融流動(dòng)性太好，因此，壓延加工都用于PE的填充改性材料中，如：片材用于真空吸塑包裝制品時(shí)。

（三）高密度聚乙烯（HDPE）

高密度聚乙烯（0.94——0.965g/cm3）的剛性、強(qiáng)韌性、機(jī)械強(qiáng)度、耐溶劑性、耐應(yīng)力開裂性都比LDPE好。由于MI<1g/10mm的HDPE有很高的強(qiáng)度，因此，用于垃圾袋是吹膜級(jí)HDPE的重要用途之一，熔點(diǎn)126——136℃，結(jié)晶度超過90%?；剞D(zhuǎn)成型用HDPE可以選用MI3——20g/10min的粒子或粉末，生產(chǎn)大型高強(qiáng)度的包裝容器。注射周轉(zhuǎn)箱可以用MI為30——50g/10min的HDPE。HDPE成型溫度為180——250℃。HDPE特點(diǎn)是強(qiáng)度很高，透明性差。

（四）線性低密度聚乙烯（LLDPE）

LLDPE除了具有LDPE的一些特性外，它還有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）LLDPE具有極好的熱封性，雖然LLDPE的熔融溫度比LDPE要高5℃左右，但LLDPE的熱封性具有良好的似離子性能，即：像離子型聚合物surlyn那樣，熱封面即使有嚴(yán)重的污染，仍舊有高度的熱封強(qiáng)度；熱封時(shí)溫度只要高于起始熱封溫度就可有高熱封強(qiáng)度，而一般的塑料

如：LDPE熱封溫度愈高，熱封強(qiáng)度愈大，因此，如用LLDPE為熱封材料，可只需使用較低的熱封溫度就可達(dá)到高度可靠的熱封強(qiáng)度，適宜于高速熱合機(jī)使用；（2）LLDPE的熔融粘度相當(dāng)?shù)卮螅荓DPE的10倍，而且LLDPE的熔融粘度對(duì)溫度不敏感，而對(duì)加工應(yīng)力的敏感性則很強(qiáng)，這就是說LLDPE不能用提高溫度的方法來降低粘度，而只能用提高加工的速度，即：提高剪切應(yīng)力的方法來提高熔融流動(dòng)性，因此，加工LLDPE的螺桿設(shè)計(jì)是特殊的，主電機(jī)的功率往往是LDPE的2倍以上。我們常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料來改善二者的性能，并使之可以在加工LDPE的設(shè)備上加工LLDPE。

（五）茂金屬聚乙烯（mPE）

mPE同以上的各類PE不一樣，它不是用一般的ziegler-Natta催化劑聚合而成的，而是用二茂基氯鋯和甲基鋁氧化物組成的新型催化劑生成的。特點(diǎn)是具有LLDPE同樣的性能，同時(shí)也可以用提高溫度，或提高剪切力的方法來提高流動(dòng)性。它在塑料包裝上一問世就得到廣泛的應(yīng)用。

（六）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）

UHMWPE是分子量超過100萬的一種聚乙烯，由于分子量特別高，其熔融流動(dòng)性幾乎為零，不適宜一般加工設(shè)備來加工，而只適宜于采用熱壓法或者冷壓燒結(jié)法加工，現(xiàn)在利用其加入其它PE的摻混法用擠出法也可擠出，目前除了使用于包裝容器外，還很少作其他用途。