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聚乙烯(Polyethylene)是五大合成樹(shù)脂之一,是我國(guó)合成樹(shù)脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。
目前,我國(guó)已是世界上最大的聚乙烯進(jìn)口國(guó)和第二大消費(fèi)國(guó)。聚乙烯是有乙烯單體聚合而成的,聚乙烯塑料是以聚乙烯樹(shù)脂為基材,添加少量抗氧化劑、滑爽劑等助劑后制成的塑料產(chǎn)品。聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類。 回復(fù)“PE”,查看更多內(nèi)容
圖1 聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
一、高密度聚乙烯
HDPE無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,密度為0.940~0.976g/cm3,它是在齊格勒催化劑催化下,在低壓條件下聚合的產(chǎn)物,所以高密度聚乙烯亦稱為低壓聚乙烯。
(1) 優(yōu)點(diǎn)
HDPE是一種由乙烯共聚生成結(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。其具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性,它能抗強(qiáng)氧化劑(濃硝酸)、酸堿鹽以及有機(jī)溶劑(四氯化碳)的腐蝕和溶解。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于防潮防滲用途。
(2) 缺點(diǎn)
不足之處是其耐老化性能和環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性不如LDPE,特別是熱氧化作用會(huì)使其性能降低,所以高密度聚乙烯在制成塑料卷材時(shí)添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來(lái)改善其不足之處。
圖2 LDPE滴眼藥瓶
二、低密度聚乙烯
LDPE無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,密度為0.910~0.940g/cm3,它是在100~300MPa的高壓下,用氧或者有機(jī)過(guò)氧化物為催化劑聚合而成,也叫高壓聚乙烯。
(1) 優(yōu)點(diǎn)
低密度聚乙烯在聚乙烯樹(shù)脂中是質(zhì)量最輕的品種。與高密度聚乙烯相比,其結(jié)晶度(55%~65%)和軟化點(diǎn)(90~100℃)較低;有良好的柔軟性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性;其化學(xué)穩(wěn)定性較好,可耐酸、堿和鹽類水溶液;有良好的電絕緣性和透氣性;吸水性低;易燃燒。性質(zhì)較柔軟,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70℃)。
(2) 缺點(diǎn)
不足之處是其機(jī)械強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶度(55%-65%)低,結(jié)晶熔點(diǎn)(108-126℃)也較低。其力學(xué)強(qiáng)度低于高密度聚乙烯,防滲系數(shù)、耐熱性和抗日光老化性差,在日光或高溫下易老化分解而變色,導(dǎo)致性能下降,所以低密度聚乙烯在制成塑料卷材時(shí)添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來(lái)改善其不足之處。
圖3 HDPE雙壁波紋管
三、線性低密度聚乙烯
LLDPE無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,密度處于0.915~0.935g/cm3之間,是乙烯與少量高級(jí)α-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下,經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物,常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征,只有少量或沒(méi)有長(zhǎng)支鏈,但包含一些短支鏈。沒(méi)有長(zhǎng)支鏈?zhǔn)咕酆衔锏慕Y(jié)晶性較高。
圖4 LLDPE樹(shù)脂制品——手拎袋-Koziol玫紅色高品質(zhì)樹(shù)脂購(gòu)物籃
LLDPE與LDPE相比具有強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng)、耐熱、耐寒等優(yōu)點(diǎn),還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂、耐撕裂強(qiáng)度等性能,并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。表1為這三種樹(shù)脂的比較
表1 HDPE LDPE及LLDPE材料性能比較
塑料名稱 性能比較 |
高密度聚乙烯 HDPE 低壓 |
低密度聚乙烯 LDPE 高壓 |
線性低密度聚乙烯 LLDPE |
氣味、毒性 |
無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭 |
無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭 |
無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭 |
密度 |
0.940~0.976g/cm3 |
0.910~0.940g/cm3 |
0.915~0.935g/cm3 |
結(jié)晶度 |
85-65% |
45-65% |
55-65% |
分子結(jié)構(gòu) |
僅包含碳-碳與碳-氫結(jié)合鍵,需較多能量才能斷裂 |
聚合物分子量較小,需較少能量即可斷裂 |
線性結(jié)構(gòu)、支鏈、短鏈較少,需較少能量即可斷裂 |
軟化點(diǎn) |
125-135℃ |
90-100℃ |
94-108℃ |
機(jī)械性能 |
強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng) |
機(jī)械強(qiáng)度較差 |
強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng) |
拉伸強(qiáng)度 |
高 |
低 |
較高 |
斷裂伸長(zhǎng)率 |
較高 |
低 |
高 |
沖擊強(qiáng)度 |
較高 |
低 |
高 |
防潮、防水性能 |
對(duì)水、水蒸氣、空氣的滲透性好,吸水性低,具有良好的防滲透性 |
隔濕性、隔氣性較差 |
對(duì)水、水蒸氣、空氣的滲透性好,吸水性低,具有良好的防滲透性 |
耐酸、堿、腐蝕、有機(jī)溶劑性能 |
耐強(qiáng)氧化劑腐蝕; 耐酸、堿和各種鹽類腐蝕;不溶于任何有機(jī)溶劑等。 |
耐酸、堿、鹽溶液腐蝕,但耐溶劑性較差 |
耐酸、堿、有機(jī)溶劑 |
耐熱/寒 |
耐熱、耐寒性能好,在常溫甚至在-40F低溫下均如此,有極好抗沖擊性能,低溫脆化溫度< -90℃ |
耐熱性能較低,低溫脆化溫度<-70℃ |
耐熱、耐寒性能好 低溫脆化溫度< -90℃ |
抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂 |
好 |
較好 |
好 |
四、區(qū)分方法
①.LDPE
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。
②.LLDPE
LLDPE和苯長(zhǎng)時(shí)間接觸能發(fā)生溶脹,與HCL長(zhǎng)時(shí)間接觸會(huì)變脆。
③.HDPE
LDPE的加工溫度低一些,約160度左右,密度為0.918一0.932克/立方厘米。HDPE加工溫度高些,大約180度吧,密度也高一些。
五、總結(jié)
綜上分析,上述三種材料在不同防滲工程類型中擔(dān)當(dāng)著各自重要的任務(wù)。HDPE、LDPE及LLDPE三種材料都具有很好的絕緣和防潮、防滲性能,無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭的性能使其在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、人工湖、水庫(kù)、河道上的應(yīng)用也極其的廣泛,并得到中國(guó)農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局、上海水產(chǎn)科學(xué)研究院、漁業(yè)機(jī)械儀器研究所的大力推廣及普及應(yīng)用。
在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑的介質(zhì)環(huán)境中,HDPE和LLDPE的材質(zhì)性能可以得到很好的發(fā)揮和利用,尤其是HDPE在抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性能和抗有機(jī)溶劑的特性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種材料,所以HDPE防滲防腐卷材在化工、環(huán)保行業(yè)得到了充分的利用。
而低密度聚乙烯也擁有很好的耐酸、堿、鹽溶液的特性,并且具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性。所以在農(nóng)業(yè)、蓄水養(yǎng)殖、包裝,特別是低溫包裝和電纜材料上應(yīng)用較為廣泛。回復(fù)“PE”,查看更多內(nèi)容
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