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高密度聚乙烯常識先容

2019-11-28 17:48   评论:82 点击:483
HDPE是一種由乙烯共聚天生的熱塑性聚烯烴。固然HDPE在1956年就已推出,但這類塑料還沒達到成熟水平。這類通用材料還在不斷開發其新的用處和市場。 生產和催化劑:PE最通常的生產方法是通過淤漿或氣相加工法,也有少數用溶液相加工生產。所有這些加工過程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體係(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。氫氣和一些催化劑用來控製分子量。淤漿反應器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環形反應器,在其中料漿可以循環攪拌。當乙烯和共聚單體(根據需要)和催化劑一接觸,就會形成聚 乙烯顆粒。除往稀釋劑後,聚乙烯顆粒或粉粒被幹燥並按劑量加進添加劑,就 生產出粒料。帶有雙螺杆擠出機的大型反應器的現代化生產線,可每小時生產PE40000磅以上。新的催化劑的開發為改進新等級HDPE的性能作出貢獻。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎 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的HDPE有 中寬度分子量分布;鈦一烷基鋁催化劑 生產的分子量分布窄。用複式反應器生產窄MDW的聚合物所用催化劑也可用 於生產寬MDW品級。舉例來說,生產明顯不同分子量產 品的兩個串聯反應器可以生產出雙峰分子量聚合物 ,這類聚合物具有全寬域的分子量分布。 首要特性:HDPE是一種結晶度高 、非極性的熱塑性樹脂。原態HDPE的外表呈乳 白色 ,在微薄截麵呈一定程度的半透明狀。PE具有良好的耐大多數生活和產業用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕,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)。該聚合物不吸濕並具有好的防水蒸汽性,可用於包裝用處。HDPE具有很好的電性能,特別是盡緣介電強度高,使其很適用於電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗衝擊性 ,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級HDPE的獨占特性是四種基本變量的適當結合:密度 、分子量、分子量分布和添加劑。不同的催化劑被用於生產定製特殊性能聚合物。這些變量相結合生產出不同用處的HDPE品級;在性能上達到最好的平衡。 密度:這是決定HDPE特性的首要變量,固然被提到的4種變量確實起到相互影響感化。乙烯是聚乙烯首要原料 ,少數的其它共聚單體,如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯,也經常用於改進聚合物性能,對HDPE,以上少數單體的含量一般不超過1%-2%。共聚單體的加進稍微地減小了聚合物的結晶度。這類改變一般由密度來衡量,密度與結晶率呈線性關係。美國一般分類按 ASTM D1248規定 , HDPE的密度在 0.940g/。C以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度範圍0.926~0.940g/CC。其它分類法有時把MDPE回類於HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度 、最大的剛度,良好的防滲透性和最高的熔點,但一般具有很差抗環境應力開裂性(ESCR)。ESCR是PE抗由機械或化學應力所引發的開裂性的能力。更高的密度一般改進了機械強度性能,例如拉伸強度、剛度和硬度;熱性能如軟化點溫度和熱變形溫度;防滲透性,如透氣性或水蒸氣透過性。較低的密度改進其衝擊強度和E-SCR 。聚合物密度首要是受共聚單體加進的影響,但較少程度也受分子量影響。高分子量百分數使密度略有降低。例如,在一個較寬分子量範圍內均聚物具有不同的密度。 分子量(MW):較高的分子量導致較高的聚合物粘度,不過粘度也與測試所用的溫度和剪切速率有關。用流變或分子量丈量對材料的分子量進行表征。HDPE的品級一般具有的分子量範圍是40 000~300 000,重均分子量大致與熔融指數範圍相對應,即從100~ 0. 029/10min。通常地,更高的MW(更低的熔融指數MI)加強了熔體強度、更好韌性和ESCR,但是更高MW使加工過程更難或且需要更高的壓力或溫度。分子量分布(MWD):PE的WD根據使用的催化劑和加工過程而有從窄到寬的不同。 最常用的MWD丈量指數是不勻度指數(HI),它即是重均分子量(MW)除以數均分子量(Mn) 。所有HDPE品級的這個指數範圍是4—30 。窄MWD提供了在模塑過程中的低翹曲性和高衝擊性。中到寬MWD提供了對多數擠塑過程的可加工性 。寬MWD也可改進熔體強度和抗蠕變性。 添加劑:抗氧劑的加進可防止聚合物在加工過程中降解,並防止製成品在使用中氧化。抗靜電添加劑用於很多包裝品級以減少瓶子或包裝物對灰塵和汙物的粘附。特定的用處需要特殊的添加劑配方,例如與電線、電纜用處相關的銅抑製劑。良好的耐天氣性和抗紫外線(或日光)可通過添加抗UV添加劑。沒有添加抗紫外線或炭黑的PE,建議不要持續在戶外使用。高等級的炭黑顏料提供了良好的抗UV性並可經常在戶外利用,如電線、電纜、槽池村層或管子。 加工和利用:PE可用很寬的不同加工法製造。包括諸如片材擠塑、薄膜擠出 、管材或型材擠塑,吹塑 、注塑和滾塑。 擠塑:用於擠塑生產的品級一般具有小於1的熔體指數和中寬到寬的MWD。在加工過程中,低的MI可獲得適宜的熔體強度。更寬MWD品級更適於擠塑,由於它們具有更高的生產速度,較低的模口壓力而且熔體斷裂趨勢減少。PE有很多擠塑用處,如電線、電纜、軟管、管材和型材。管材利用範圍從用於自然氣小截麵黃管到48in直徑用於產業和城市管道的厚壁黑管 。大直徑中空壁管用作混凝土製成的雨水排水管和其它下水道管線的替換物增加迅速。 板材和熱成型:很多大型野餐型冷躲箱的熱成型襯裏是由PE製成的,具有韌性、重量輕和耐用性。其它片材和熱成型產品包括擋泥板、槽罐襯裏、盤盆防護罩、運輸箱和罐。一種大量的增加迅速的片材利用是地膜或池底村裏,這是基於MDPE具有韌性、耐化學性和不滲透性。 吹塑:在美國銷售的 HDPE1/3以上用於吹塑用處。這些範圍從裝漂白劑、機油、洗滌劑、牛奶和蒸餾水的瓶子到大型冰箱、汽車燃料箱和筒罐。吹塑品級的特性指標,如熔體強度、ES-CR和韌性,與用於片材和熱成型利用級相似 ,故相似品級可以采用。 注射:吹塑通常用於製造更小的容器(小於16oz),用於包裝藥品、洗發液和化妝品。這類加工過程的一個優點是生產瓶子主動往邊角,不需象一般吹塑加工那樣的後期修整步驟。盡管有某些窄MWD品級用於改進表麵光潔度 ,一般使用中寬到寬MWD品級。 注塑:HDPE稀有不清的利用,範圍從可反複使用的薄壁飲料杯到5-gsl罐,消費國內生產的HDPE的1/5。注塑品級一般熔體指數5~10,有具有韌性較低活動性品級和具有可加工性的較高活動性品級。用處包括日用品和食品薄壁包裝物;有韌性、耐用的食品和塗料罐;高抗環境應力開裂利用,如小型發動機燃料箱和90-gal垃圾罐。 滾塑:采用這類加工法的材料一般被粉碎成粉末料,使其在熱循環中熔融並活動。滾塑使用兩類PE:通用和可交聯類。通用級MDPE/HDPE通常的密度範圍從 0.935到 0.945g/CC ,具有窄MWD,使產品具有高衝擊性和最小的翹曲,其熔體指數範圍一般為3—8。更高MI品級通常不適用,由於它們不具備滾塑成品希看的衝擊性和抗環境應力開裂性。 高性能滾塑利用係利用其化學可交聯品級的獨特性能。這些品級在模塑周期的第一段,活動性好,而後交聯以形成其出色的抗環境應力開裂性、韌性。耐磨性和耐天氣性 。可交聯PE唯一適用於大型容器,範圍從500-gal運輸各種化學品儲罐到20,000-gal農用儲箱。 薄膜:PE薄膜加工一般用普通吹膜加工或平擠加工法 。大多數PE用於薄膜,通用低密度PE(LDPE)或線性低密PE(LLDPE)都可用 。HDPE薄膜級一般用於要求優越的拉伸性和極好的防滲性的地方。例如,HDPE膜常用於商品袋、雜貨袋和食品包裝。 回收利用 HDPE是塑料回收市場增加最快的一部分。這首要由於其易再加工,有最小限度的降解特性和其在包裝用處的大量利用 。首要的回收利用是將 25%的回收材料,例如後消費回收物(PCR),與純HDPE經再加工後用於製造不與食品接觸的瓶子。1頁

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