polyethylene

聚乙烯(PE)是通用合成樹(shù)脂中產(chǎn)量最大的品種，主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、線型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的產(chǎn)品。 聚乙烯物理性能 聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無(wú)毒，具有優(yōu)越的介電性能。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒。透水率低，對(duì)有機(jī)蒸汽透過(guò)率則較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度增加而下降在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔點(diǎn)范圍為132-135oC，低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低(112oC)且范圍寬。 常溫下不溶于任何已知溶劑中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊 聚乙烯 酯、三氯乙烯 等溶劑中 聚乙烯化學(xué)性能 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)，硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。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，碳黑對(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。 各類聚乙烯產(chǎn)品用途 高壓聚乙烯:一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等 中低、壓聚乙烯:以注射成型制品及中空制品為主。 超高壓聚乙烯:由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作為工程塑料使用。 熔點(diǎn)140攝氏度 熔化焓292.88J/g 不同密度的聚乙烯 概況 LDPE是低密度聚乙烯的英文縮寫(xiě)，即低壓聚乙烯 HDPE是高密度聚乙烯的英文縮寫(xiě)，即高壓聚乙烯。 二者密度不同，一般密度大于0.94的為HDPE，小于0.925的為L(zhǎng)DPE，在此之間的為MDPE(中密度聚乙烯)。 LDPE(低密度高壓聚乙烯): 感官鑒別:手感柔軟:白色透明，但透明度一般，燃燒鑒別:燃燒火焰上黃下藍(lán);燃燒時(shí)無(wú)煙，有石蠟的氣味，熔融滴落，易拉絲 HDPE(高密度聚乙烯):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-40℃低溫度下均如此。 低密度聚乙烯( LDPE) 通常用高壓法(147.17-196.2MPa)生產(chǎn)，故又稱為高壓聚乙烯。由于用高壓法生產(chǎn)的聚乙烯分子鏈中含有較多的長(zhǎng)短支鏈(每1000個(gè)碳鏈原子中含有的支鏈平均數(shù)21)，所以結(jié)晶度較低(45%-65%)，密度較小(0.910-0.925)，質(zhì)輕，柔性，耐低溫性、耐沖擊性較好。LDPE廣泛用于生產(chǎn)薄膜、管材(軟)、電纜絕緣層和護(hù)套、人造革等。 高密度聚乙烯(HDPE) 主要是采用低壓生產(chǎn)，故又稱低壓聚乙烯。HDPE分子中支鏈少，結(jié)晶度高(85%-90%)，密度高(0.941-0.965)，具有較高的使用溫度，硬度、力學(xué)強(qiáng)度和耐化學(xué)藥品性較好。 聚乙烯 適用于中空吹塑、注塑和擠出各種制品(硬)，如各種容器、網(wǎng)、打包帶，并可用作電纜覆層、管材、異型材、片材等。 聚乙烯樹(shù)脂分類及性能

分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來(lái)生產(chǎn)低密度聚乙烯，這種方法開(kāi)發(fā)得早，用此法生產(chǎn)的聚乙烯至今約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3，但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展，其增長(zhǎng)速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來(lái)說(shuō)，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚乙烯，還可通過(guò)加共聚單體，生產(chǎn)中、低密度聚乙烯，近年來(lái)，中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用。 高壓法 用氧或過(guò)氧化物等作引發(fā)劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經(jīng)二級(jí)壓縮后進(jìn)入反應(yīng)器(圖3)，在壓力100~300MPa、溫度200~300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯，反應(yīng)物經(jīng)減壓分離，使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。(見(jiàn)彩圖) 所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器(管長(zhǎng)可達(dá)2000m)和釜式反應(yīng)器兩種。管式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~34%，單線年生產(chǎn)能力100kt。釜式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~25%，單線年生產(chǎn)能力180kt。 低壓法 分淤漿法、溶液法和氣相法三種，除溶液法外，聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。 ①淤漿法 生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和，易于操作，常用烷基鋁作活化劑，氫氣作分子量調(diào)節(jié)劑，多采用釜式反應(yīng)器。由聚合釜出來(lái)的聚合物淤漿經(jīng)閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機(jī)，然后去造粒(圖4)。生產(chǎn)過(guò)程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯(lián)或并聯(lián)的組合方式，可以得到不同分子量分布的產(chǎn)品。 ②溶液法 聚合在溶劑中進(jìn)行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中，反應(yīng)體系為均相溶液。反應(yīng)溫度(≥140℃)、壓力(4~5MPa)較高。特點(diǎn)是聚合時(shí)間短，生產(chǎn)強(qiáng)度大，可兼產(chǎn)高、中、低三種密度的聚乙烯，能較好地控制產(chǎn)品的性質(zhì);但溶液法所得聚合物分子量較低，分子量分布窄，固體物含量較低。 ③氣相法 乙烯在氣態(tài)下聚合， 一般采用流化床反應(yīng)器。催化劑有鉻系和鈦系兩種，由貯罐定量加入到床層內(nèi)，用高速乙烯循環(huán)以維持床層流態(tài)化，并排除聚合反應(yīng)熱。生成的聚乙烯從反應(yīng)器底部出料(圖5)。反應(yīng)器的壓力約2MPa，溫度85~100℃。氣相法是生產(chǎn)線型低密度聚乙烯 聚乙烯 最主要的方法，氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法節(jié)省投資15%和操作成本10%。為傳統(tǒng)高壓法投資的30%，操作費(fèi)的1/6。因而得到了迅速發(fā)展。但氣相法在產(chǎn)品質(zhì)量及品種上有待進(jìn)一步改進(jìn)。 中壓法 用負(fù)載于硅膠上的鉻系催化劑，在環(huán)管反應(yīng)器中，使乙烯在中壓下聚合，生產(chǎn)高密度聚乙烯。 加工和應(yīng)用 可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應(yīng)用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高聚乙烯對(duì)紫外線和氧化作用的穩(wěn)定性，改善加工及使用性能，需加入少量塑料助劑。常用的紫外線吸收劑為鄰羥基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等，炭黑是優(yōu)良的紫外線屏蔽劑。此外，還加入抗氧劑、潤(rùn)滑劑、著色劑等，使聚乙烯的應(yīng)用范圍更加擴(kuò)大。 聚乙烯樹(shù)脂生產(chǎn)方法及工藝 聚乙烯生產(chǎn)方法:聚乙烯按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法;按介質(zhì)來(lái)分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。 主要生產(chǎn)工藝:目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多，擁有LDPE技術(shù)的有7家，LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家，HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況來(lái)看，高壓法生產(chǎn)的LDPE是PE樹(shù)脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)同時(shí)并存。國(guó)外各企業(yè)普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應(yīng)溫度和壓力。 高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。而低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本大多采用鈦系催化劑，而美國(guó)大多采用絡(luò)系催化劑。 目前世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)共用11種，我國(guó)的PE生產(chǎn)工藝有8種。 (1)高壓管式和釜式反應(yīng)工藝 (2)三井化學(xué)低壓淤液法CX工藝 (3)BP氣相法Innovene生產(chǎn)工藝 (4)雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應(yīng)器LPE工藝 (5)北歐化工北星(Bastar)雙峰工藝 (6)低壓氣相法Unipol工藝 (7)巴賽爾聚烯烴公司Hostalen工藝 (8)Sclartech溶液法生產(chǎn)工藝 催化劑技術(shù):催化劑是PE工工藝關(guān)鍵部分，也是其技術(shù)開(kāi)發(fā)的焦點(diǎn)。特別是1991年茂金屬催化劑在美國(guó)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，使得PE生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。 國(guó)內(nèi)外聚乙烯工業(yè)現(xiàn)狀 目前世界各大PE生產(chǎn)企業(yè)大都已涉足茂金屬PE(mPE)生產(chǎn)領(lǐng)域，如陶氏化學(xué)、伊士曼、旭化成、阿托菲納、雪佛龍-菲利浦斯等公司。 日本旭化成化學(xué)購(gòu)買(mǎi)陶氏化學(xué)的茂金屬催化劑專利Insite，采用淤漿法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)茂金屬高密度聚乙烯(mHDPE)，牌號(hào)為Creolex。由于性能優(yōu)越，mPE1995年進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展以來(lái)，全球mPE樹(shù)脂的消費(fèi)量每年翻一番。預(yù)計(jì)到2010年，全球mPE產(chǎn)能將達(dá)到1700萬(wàn)噸，其中:mLLDPE為7 聚乙烯 00萬(wàn)噸、mHDPE為600萬(wàn)噸。 目前PE催化劑已經(jīng)發(fā)展到第三代，日本三井化學(xué)和陶氏化學(xué)合作開(kāi)發(fā)出新一代茂金屬(Post-metallocene)催化劑。與傳統(tǒng)茂金屬和Z-N型催化劑不同，該催化劑可使極性單體如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等與烯烴共聚，從而可用于開(kāi)發(fā)具有粘結(jié)性、耐油性及氣體阻隔性能的全新聚烯烴樹(shù)脂。 我國(guó)非常重視PE生產(chǎn)技術(shù)，PE生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新一直被列入國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。針對(duì)國(guó)內(nèi)PE生產(chǎn)以氣相法工藝為主，產(chǎn)品牌號(hào)切換困難、過(guò)渡料多的問(wèn)題，近年來(lái)國(guó)內(nèi)PE生產(chǎn)企業(yè)紛紛開(kāi)展了以現(xiàn)有聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)改造為依托，氣相法聚乙烯冷凝、超冷凝工藝和淤漿法聚乙烯外循環(huán)工藝的開(kāi)發(fā)工作，并取得實(shí)效。 目前我國(guó)Uuipol工藝的大部分生產(chǎn)裝置已經(jīng)采用國(guó)產(chǎn)冷凝技術(shù)進(jìn)行了改擴(kuò)建，產(chǎn)量已經(jīng)超出裝置原設(shè)計(jì)能力120%~200%。 薄膜 低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜，這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強(qiáng)度，廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜(見(jiàn)彩圖)。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。1975年以來(lái)，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強(qiáng)度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。線型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其強(qiáng)度、韌性均優(yōu)于低密度聚乙烯，耐刺穿性和剛性也較好，透明性雖較差，仍稍優(yōu)于高密度聚乙烯。此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復(fù)合材料。 中空制品 高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車(chē)罐和貯罐等大型容器。 管板材 擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進(jìn)行二次加工。也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺(tái)板和建筑材料(見(jiàn)建筑用高分子材料)。 纖維 中國(guó)稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。目前已研制出超高強(qiáng)度聚乙烯纖維(強(qiáng)度可達(dá)3~4GPa)，可用作防彈背心，汽車(chē)和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。 雜品 用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱(見(jiàn)彩圖)、小型容器、自行車(chē)和拖拉機(jī)的零件等。制造結(jié)構(gòu)件時(shí)要用高密度聚乙烯。 聚乙烯改性 聚乙烯的改性品種主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和共混改性品種。 氯化聚乙烯 以氯部分取代聚乙烯中的氫原子而得到的無(wú)規(guī)氯化物。氯化是在光或過(guò)氧化物的引發(fā)下進(jìn)行的，工業(yè)上主要采用水相懸浮法來(lái)生產(chǎn)。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和殘存結(jié)晶度的不同，可得到從橡膠狀到硬質(zhì)塑料狀的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能。氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。 氯磺化聚乙烯 當(dāng)聚乙烯與含有二氧化硫的氯作用時(shí)，分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基團(tuán)取代，就得到氯磺化聚乙烯。主要的工業(yè)制法為懸浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強(qiáng)度較好，是一種綜合性能良好的彈性體，可用以制作接觸食品的設(shè)備部件。 交聯(lián)聚乙烯 采用輻射法(X射線、電子射線或紫外線照射等)或化學(xué)法(過(guò)氧化物或有機(jī)硅交聯(lián))使線型聚乙烯成為網(wǎng)狀或體型的交聯(lián)聚乙烯。其中有機(jī)硅交聯(lián)法工藝簡(jiǎn)單，操作費(fèi)用低，且成型與交聯(lián)可分步進(jìn)行，宜采用吹塑和注射成型。交聯(lián)聚乙烯的耐熱性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性及機(jī)械性能均比聚乙烯有較大提高，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。 聚乙烯的共混改性 將線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻混后，就可用于加工薄膜及其他制品，產(chǎn)品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡膠共混可制得用途廣泛的熱塑性彈性體。 茂金屬聚乙烯 茂金屬聚乙烯是一種新穎熱塑性塑料，是90年代聚烯烴工業(yè)最重要的技術(shù)進(jìn)展，是繼LLDPE生產(chǎn)技術(shù)后的一項(xiàng)重要革新。由于它是使用茂金屬(MAO) 為聚合催化劑生產(chǎn)出來(lái)的聚乙烯，因此，在性能上與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的不同。茂金屬催化劑用于合成茂金屬聚乙烯獨(dú)特的優(yōu)良性能和應(yīng)用，引起了市場(chǎng)的普遍關(guān)注，許多世界著名大型石化企業(yè)投入巨大人力、物力競(jìng)相開(kāi)發(fā)和研究，成為聚烯烴工業(yè)乃至整個(gè)塑料工業(yè)的熱門(mén)話題。 早期，茂金屬催化劑用于乙烯聚合只能得到分子量為2~3萬(wàn)的蠟狀物，而且催化活性不高，沒(méi)有實(shí)用意義，因而沒(méi)有引起重視和推廣。直到1980年，德國(guó)漢堡大學(xué)Kaminsky教授發(fā)現(xiàn)用二茂基氯鋯(CP2ZrCl2)和甲基鋁氧烷(MAO)組合的共催化劑在甲苯溶液中進(jìn)行乙烯聚合，催化劑活性能高達(dá)106g-PE/g-Zr，反應(yīng)速度與酶反應(yīng)速度相當(dāng)。MAO是二甲基鋁和水在聚合體系以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧烷。Kaminsky教授的發(fā)現(xiàn)給茂金屬催化劑研究注入了活力，吸引了眾多公司參與開(kāi)發(fā)和研究，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。首次實(shí)現(xiàn)了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出第一批茂金屬聚乙烯(mPE)，其商品名是"Exact"。 茂金屬聚烯烴中以mPE的發(fā)展最快和較成熟，主要品種為線型低密度聚乙烯(LLDPE)和甚低密度聚乙烯(VLDPE)。mPE有兩個(gè)系列，一類是以包裝領(lǐng)域?yàn)橹饕繕?biāo)的薄膜用品級(jí)，另一類是以辛烯-1為共聚單體的塑性體，稱為POP(Polyolefine Plastmer)。mPE薄膜品級(jí)具有較低的熔點(diǎn)和明顯的熔區(qū)，并且在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯，可用于生產(chǎn)重包裝袋、金屬垃圾箱內(nèi)襯、食品包裝、拉伸薄膜等。 目前，茂金屬線型低密度聚乙烯消費(fèi)量占線型低密度聚乙烯總消費(fèi)量的15%左右，預(yù)計(jì)到2010年這一比例將達(dá)到22%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量約為1500多萬(wàn)噸，其中用于食品包裝領(lǐng)域的產(chǎn)品約占總消費(fèi)量的36%，非食品包裝約占47%，其他方面(醫(yī)藥、汽車(chē)和建筑等)約占17%。 聚乙烯在合成樹(shù)脂中產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、品種開(kāi)發(fā)最活躍，能否實(shí)現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實(shí)現(xiàn);在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開(kāi)環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。 因?yàn)樵S多發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費(fèi)增長(zhǎng)率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來(lái)發(fā)達(dá)國(guó)家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長(zhǎng)的近一半將來(lái)自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計(jì)美國(guó)市場(chǎng)茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長(zhǎng)至2009年的134萬(wàn)噸。 聚乙烯行業(yè)的發(fā)展 聚乙烯(PE)是中國(guó)通用合成樹(shù)脂中應(yīng)用最廣泛的品種，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，為合成樹(shù)脂工業(yè)營(yíng)造了有利的發(fā)展氛圍，聚乙烯(PE)產(chǎn)業(yè)更是以較快的速度增長(zhǎng)。 2008年1-6月，全國(guó)聚乙烯樹(shù)酯累計(jì)產(chǎn)量為3，520，250.09噸，比上年同期增長(zhǎng)了2.36%。2008年1-6月，中國(guó)進(jìn)口初級(jí)形狀的乙烯聚合物2，537，799，893.00千克，用匯4，085，020，175.00美元;出口初級(jí)形狀的乙烯聚合物97，449，745.00千克，創(chuàng)匯金額為152，849，306.00美元。 在2008-2011年間，亞太地區(qū)的聚乙烯新項(xiàng)目主要位于中國(guó)、印度和韓國(guó)，中國(guó)將繼續(xù)成為動(dòng)力源泉。中國(guó)正成為世界上最大的PE薄膜和包裝袋出口國(guó)，大量供應(yīng)北美、西歐和日本。另外各行業(yè)對(duì)薄膜、編織袋、管材、電纜料、中空容器、周轉(zhuǎn)箱等制品需求旺盛將帶動(dòng)聚乙烯消費(fèi)量增長(zhǎng)。因此中國(guó)聚乙烯產(chǎn)能仍將快速增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)聚乙烯產(chǎn)量將達(dá)到1700萬(wàn)噸左右，需求量將達(dá)到1414萬(wàn)噸，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)前景看好。

定義:重復(fù)單元為乙烯的聚合物。有低密度、中密度、高密度聚乙烯之分。

聚乙烯英文名稱:polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)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(wú)臭，無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃),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,電絕緣性能優(yōu)良.

聚乙烯是半結(jié)晶熱塑性材料。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)晶度取決于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和加工條件。 聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。聚乙烯的性質(zhì)因品種而異，主要取決于分子結(jié)構(gòu)和密度。采用不同的生產(chǎn)方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見(jiàn)塑料加工)加工。用途十分廣泛，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產(chǎn)能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。 近年來(lái)在核物理，天體物理，反應(yīng)堆運(yùn)行中運(yùn)用聚乙烯作為漫化劑來(lái)測(cè) 量中子。對(duì)核物理的研究做出了自己的貢獻(xiàn). 聚乙烯(PE)塑料一種，我們常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的高分子，也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料。它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過(guò)乙烯(CH2=CH2 )的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線性的，且分子鏈很長(zhǎng)，分子量高達(dá)幾十萬(wàn)。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210C)，過(guò)氧化物催化條件下自由基聚合，生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化結(jié)構(gòu)的。 結(jié)構(gòu)式 CH2=CH2+CH2=CH2+······→-CH2-CH2-CH2-CH2······ 簡(jiǎn)寫(xiě):nCH2=CH2→-[-CH2-CH2-CH2-CH2-]- 聚合壓力大小:高壓、中壓、低壓; 聚合實(shí)施方法:淤漿法、溶液法 、氣相法; 產(chǎn)品密度大小:高密度、中密度、低密度、線性低密度; 聚乙烯 產(chǎn)品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。 段生產(chǎn)方法 分為高壓法(由高壓工藝從乙烯合成，其合成壓力100~300MPa，溫度為150~275℃，0.05%~0.1%的氧或過(guò)氧化物作為催化劑;合成或在攪拌罐中間歇發(fā)生，或在管式反應(yīng)器中連續(xù)發(fā)生)、低壓法、中壓法三種。高壓法用來(lái)生產(chǎn)低密度聚乙烯，這種方法開(kāi)發(fā)得早，用此法生產(chǎn)的聚乙烯至今約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3，但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展，其增長(zhǎng)速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來(lái)說(shuō)，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚乙烯，還可通過(guò)加共聚單體，生產(chǎn)中、低密度聚 聚乙烯 乙烯，近年來(lái)，各種低壓法工藝發(fā)展很快。 聚乙烯特性 聚乙烯無(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，吸水性小，但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑，且不發(fā)生溶脹，電絕緣性能優(yōu)良;但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。 種類 (1)LDPE:低密度聚乙烯、高壓聚乙烯 (2)LLDPE:線形低密度聚乙烯 (3)MDPE:中密度聚乙烯、雙峰樹(shù)脂 (4)HDPE:高密度聚乙烯、低壓聚乙烯 (5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯 (6)改性聚乙烯:CPE、交聯(lián)聚乙烯(PEX) (7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環(huán)烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH) 分子量達(dá)到3，000，000-6，000，000的線性聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的強(qiáng)度非常高，可以用來(lái)做防彈衣。 主要方法: 聚乙烯 液相法(又分為溶液法和淤漿法)和氣相法(物料在反應(yīng)器中的相態(tài)類型)。我國(guó)主要采用齊格勒催化劑的淤漿法。 條件與過(guò)程描述:純度99%以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下，在壓力0.1-0.5MPa和溫度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤漿。經(jīng)醇解破壞殘余的催化劑、中和、水洗，并回收汽油和未聚合的乙烯，經(jīng)干燥、造粒得到產(chǎn)品。 化學(xué)名稱:聚乙烯 英文名稱:Polyethylene(簡(jiǎn)稱PE) 比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收縮率:1.5-3.6% 成型溫度:140-220℃ 特點(diǎn):耐腐蝕性，電絕緣性(尤其高頻絕緣性)優(yōu)良，可以氯化，化學(xué)交聯(lián)、輻照交聯(lián)改性，可用玻璃纖維增強(qiáng)。低壓聚乙烯的熔點(diǎn)，剛性，硬度和強(qiáng)度較高，吸水性小，有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯的柔軟性，伸長(zhǎng)率，沖擊強(qiáng)度和滲透性較好;超高分子量聚乙烯沖擊強(qiáng)度高，耐疲勞，耐磨. 低壓聚乙烯適于制作耐腐蝕零件和絕緣零件;高壓聚乙烯適于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯適于制作減震，耐磨及傳動(dòng)零件。 編輯本段成型特性 1.結(jié)晶料，吸濕小，不須充分干燥，流動(dòng)性極好流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，成型時(shí)宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度快，保壓充分.不宜用直接澆口，以防收縮不均，內(nèi)應(yīng)力增大。注意選擇澆口位置，防止產(chǎn)生縮孔和變形. 2.收縮范圍和收縮值大，方向性明顯，易變形翹曲。冷卻速度宜慢，模具設(shè)冷料穴，并有冷卻系統(tǒng). 3.加熱時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，否則會(huì)發(fā)生分解。 4.軟質(zhì)塑件有較淺的側(cè)凹槽時(shí)，可強(qiáng)行脫模. 5.可能發(fā)生融體破裂，不宜與有機(jī)溶劑接觸，以防開(kāi)裂 聚乙烯類產(chǎn)品

(1)LDPE:低密度聚乙烯(又稱高壓聚乙烯) (2)LLDPE:線形低密度聚乙烯 (3)MDPE:中密度聚乙烯 (4)HDPE:高密度聚乙烯(又稱低壓聚乙烯) (5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯 (6) 改性聚乙烯:氯化聚乙烯(CPE)、交聯(lián)聚乙烯(PEX) (7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環(huán)烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量達(dá)到300萬(wàn)-600萬(wàn)的聚乙烯稱為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。 編輯本段LDPE樹(shù)脂 性質(zhì):無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、表面無(wú)光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度約0.920g/cm3，熔點(diǎn)130℃~145℃。不溶于水，微溶于烴類、甲苯等。吸水性小，電絕緣性高。 生產(chǎn)工藝:主要有高壓管式法和釜式法兩種。從目前發(fā)展?fàn)顩r看，為降低反應(yīng)溫度和壓力，管式法工藝普遍采用低溫高活性引劑引發(fā)聚合體系，以高純度乙烯為主要原料，以丙烯/丙烷等為密度調(diào)整劑，使用高活性引發(fā)劑在約200℃~330℃、150-300MPa條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)。反應(yīng)器中引發(fā)聚合的熔融聚合物，必須要經(jīng)過(guò)高壓、中壓和低壓冷卻、分離，高壓循環(huán)氣體經(jīng)過(guò)冷卻、分離后送入超高壓(300MPa)壓縮機(jī)入口，中壓循環(huán)氣體經(jīng)過(guò)冷卻、分離后送入高壓(30MPa)壓縮機(jī)入口，而低壓循環(huán)氣體經(jīng)過(guò)冷卻、分離后送入低壓(0.5MPa)壓縮機(jī)循環(huán)利用，而熔融聚乙烯經(jīng)過(guò)高壓、低壓分離后送入造粒機(jī)，進(jìn)行水中切粒，在造粒時(shí)，企業(yè)可以根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域，加入適宜的添加劑，顆粒經(jīng)包裝出廠。 用途:可以采用注塑、擠塑、吹塑等加工方法。主要用作農(nóng)膜、工業(yè)用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機(jī)械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、涂層和合成紙等。 編輯本段LLDPE樹(shù)脂 性質(zhì):由于LLDPE和LDPE的分子結(jié)構(gòu)明顯不同，性能也有所不同。與LDPE相比，LLDPE具有優(yōu)異的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能和電絕緣性，較高的耐熱性能，抗沖和耐穿刺性能等。 聚乙烯 生產(chǎn)工藝:LLDPE樹(shù)脂主要利用全密度聚乙烯裝置生產(chǎn)，代表性的生產(chǎn)工藝為Innovene工藝和UCC的Unipol工藝。 用途:通過(guò)注塑、擠出、吹塑等成型方法，生產(chǎn)薄膜、日用品、管材、電線電纜等。

HDPE樹(shù)脂

性質(zhì):本色、圓柱狀或扁圓狀顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸在任意方向上應(yīng)為2mm~5mm，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)，具熱塑性。粉料為本白色粉末，合格品允許有微黃色。但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長(zhǎng)時(shí)間接觸時(shí)能溶脹，在70℃以上時(shí)稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。吸水性小，在低溫時(shí)仍能保持柔軟性，電絕緣性高。 生產(chǎn)工藝:采用氣相法和淤漿法二種生產(chǎn)工藝。其中，淤漿法環(huán)管生產(chǎn)工藝以菲利浦斯公司、Basell公司和北歐的北星環(huán)管工藝技術(shù)為代表。釜式淤漿法則以日本三井公司CX工藝為代表。 用途:采用注塑、吹塑、擠塑、滾塑等成型方法，生產(chǎn)薄膜制品、日用品及工業(yè)用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結(jié)扎帶，繩纜、魚(yú)網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。 【-CH2-CH2-】n 簡(jiǎn)稱PE，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹(shù)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(wú)臭，無(wú)毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能(最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃)，化學(xué)穩(wěn)定性好，(不耐具有氧化性質(zhì)的酸)，，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良;但聚乙烯對(duì)于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差。，采用不同的生產(chǎn)方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的產(chǎn)物。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見(jiàn)塑料加工)加工。用途十分廣泛，主要用來(lái)制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發(fā)展，聚乙烯生產(chǎn)得到迅速發(fā)展，產(chǎn)量約占塑料總產(chǎn)量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產(chǎn)能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。 編輯本段沿革 1933年，英國(guó)卜內(nèi)門(mén)化學(xué)工業(yè)企業(yè)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(guó)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(guó)赫斯特企業(yè)于1955年投入工業(yè)化生產(chǎn)，通稱為低壓法聚乙烯。50年代初期，美國(guó)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，加拿大杜邦企業(yè)開(kāi)始以乙烯和α-烯烴用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美國(guó)聯(lián)合碳化物企業(yè)和陶氏化學(xué)企業(yè)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最為重要。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，成為最令人注目的新合成樹(shù)脂之一。 低壓法的核心技術(shù)在于催化劑。德國(guó)齊格勒發(fā)明的TiCl4-Al(C2H5)3體 聚乙烯 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(wàn)至數(shù)十萬(wàn)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(ài)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。 編輯本段分類 有多種分類方法，主要按密度(圖1)分類:①高密度聚乙烯，是不透明的白色粉末，造粒后為乳白色顆粒，分子為線型結(jié)構(gòu)，很少支化現(xiàn)象，是較典型的結(jié)晶高聚物。機(jī)械性能均優(yōu)于低密度聚乙烯，熔點(diǎn)比低密度聚乙烯高，約126~136℃，其脆化溫度比低密度聚乙烯低，約-100~-140℃。②低密度聚乙烯，是無(wú)色、半透明顆粒，分子中有長(zhǎng)支鏈，分子間排列不緊密。③線型低密度聚乙烯，分子中一般只有短支鏈存在，機(jī)械性能介于高密度和低密度聚乙烯兩者之間，熔點(diǎn)比普通低密度聚乙烯高15℃，耐低溫性能也比低密度聚乙烯好，耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性比普通低密度聚乙烯高數(shù)十倍。此外，按生產(chǎn)方法可分為低壓法聚乙烯、中壓法聚乙烯和高壓法聚乙烯(表1)，聚乙烯的生產(chǎn)方法不同，其密度及熔體指數(shù)(表示流動(dòng)性)也不同(圖2)。按分子量可分為低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯和超高分子量聚乙烯(表2)。 編輯本段性能 一般性能 聚乙烯樹(shù)脂為無(wú)毒、無(wú)味的白色粉末或顆粒，外觀呈乳白色，有似蠟的手感，吸水率低，小于0.01%。聚乙烯膜透明，并隨結(jié)晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大，不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數(shù)為17.4，燃燒時(shí)低煙，有少量熔融落滴，火焰上黃下籃，有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較 好。制品表面無(wú)極性，難以粘合和印刷，經(jīng)表面處理有所改善。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。 力學(xué)性能 聚乙烯的力學(xué)性能一般，拉伸強(qiáng)度較低，抗蠕變性不好，耐沖擊性好。沖擊強(qiáng)度LDPE>LLDPE>HDPE，其他力學(xué)性能LDPE<LLDPE<HDPE。主要受密度、結(jié)晶度和相對(duì)分子質(zhì)量的影響，隨著這幾項(xiàng)指標(biāo)的提高，其力學(xué)性能增大。耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性不好，但當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量增加時(shí)，有所改善。耐穿刺性好，其中LLDPE最好。 熱學(xué)性能 聚乙烯的耐熱性不高，隨相對(duì)分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高有所改善。耐低溫性能好，脆性溫度一般可達(dá)-50℃以下;并隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大，最低可達(dá)-140℃。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大，最高可達(dá)(20~24)×10-5/K。熱導(dǎo)率較高。 電學(xué)性能 因聚乙烯無(wú)極性，所以具有介電損耗低、介電強(qiáng)度大的電性能優(yōu)異，即可以做調(diào)頻絕緣材料、耐電暈性塑料，又可以做高壓絕緣材料。 環(huán)境性能 聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕，但不耐強(qiáng)氧化劑如發(fā)煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶劑，但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長(zhǎng)期接觸會(huì)溶脹或龜裂。溫度超過(guò)60℃后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節(jié)油、礦物油 及石蠟中;溫度高于100℃，可溶于四氫化萘。 由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵，其耐候性不好，日曬、雨淋都會(huì)引 起老化，需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善。 加工特性 因LDPE、HDPE的流動(dòng)性好，加工溫度低，粘度大小適中，分解溫度低，在惰性氣體中高溫度300℃不分解，所以是一種加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高，需要增加電機(jī)功率20%~30%;易發(fā)生熔體破裂，需增加口模間隙和加入加工助劑;加工溫度稍高，可達(dá)200~215℃。聚乙烯的吸水率低，加工前不 PA66耐磨損需要干燥處理。 聚乙烯熔體屬于非牛頓流體，粘度隨溫度的變化波動(dòng)較小，而剪切速率的增加下降快，并呈線性關(guān)系，其中以LLDPE的下降最慢。 聚乙烯制品在冷卻過(guò)程中容易結(jié)晶，因此，在加工過(guò)程中應(yīng)注意模溫。以控制制品的結(jié)晶度，使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收縮率大，在設(shè)計(jì)模具時(shí)一定要考慮。 聚乙烯的熔體流動(dòng)速率與制品種類的關(guān)系如下表所示 聚乙烯熔體流動(dòng)速率與制品種類的關(guān)系

聚乙烯的用途

Methoxy Polyethylene Glycol (簡(jiǎn)稱: mPEG)