聚乙烯(polyethylene ，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(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。

　　中文名稱：聚乙烯

　　CAS:9002-88-4

　　密度：0.95

　　熔點(diǎn)：92 ℃

　　閃點(diǎn)：270 ℃

　　是以乙烯單體聚合而成的聚合物。聚乙烯乃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。[2]

　　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)，通稱為低壓法聚乙烯。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?。以后又發(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。

　　聚乙烯是結(jié)晶熱塑性樹脂。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。

　　聚乙烯對于環(huán)境應(yīng)力(化學(xué)與機(jī)械作用)是很敏感的，耐熱老化性差于聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和加工條。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、包裝材料、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年聚乙烯總生產(chǎn)能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16Mt。2011年新統(tǒng)計(jì)結(jié)果，產(chǎn)能達(dá)到96Mt，聚乙烯生產(chǎn)的發(fā)展趨勢顯示，生產(chǎn)消費(fèi)逐步向亞洲地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國日漸成為重要的消費(fèi)市場。

　　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測

 聚乙烯量中子。對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)簡單的高分子，也是應(yīng)用廣泛的高分子材料。它是由重復(fù)的–CH2–單元連接而成的。聚乙烯是通過乙烯(CH2=CH2 )的發(fā)生加成聚合反應(yīng)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，分子量高達(dá)幾十萬。如果是在高壓力(100-300MPa)，高溫(190–210C)，過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)，它是支鏈化合結(jié)構(gòu)的。

　　化學(xué)分類

　　聚乙烯(POLYETHYLENE，PE)是由乙烯聚合而成之聚合物，產(chǎn)品發(fā)展至今已有60年左右歷史，聚乙烯產(chǎn)量居五大泛用樹脂之首。

　　聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結(jié)構(gòu)之不同，分高密度聚乙烯、低密度聚乙烯及線性低密度聚乙烯。

　　低密度聚乙烯(LOW DENSITY POLYETHYLENE，LDPE)俗稱高壓聚乙烯，因密度較低，材質(zhì)軟，主要用在塑膠袋、農(nóng)業(yè)用膜等。

　　高密度聚乙烯(HIGH DENSITY POLYETHYLENE，HDPE)俗稱低壓聚乙烯，與LDPE及LLDPE相較，有較高之耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性及抗環(huán)境應(yīng)力開裂性，此外電絕緣性和抗沖擊性及耐寒性能很好，主要應(yīng)用于吹塑、注塑等領(lǐng)域。

　　線型低密度聚乙烯(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE，LLDPE)，則是乙烯與少量Α-烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外觀與LDPE相似，透明性較差些，惟表面光澤好，具有低溫韌性、高模量、抗彎曲和耐應(yīng)力開裂性，低溫下抗沖擊強(qiáng)度較佳等優(yōu)點(diǎn)。

　　LLDPE應(yīng)用領(lǐng)域幾乎已滲透到所有LDPE市場?，F(xiàn)階段LLDPE和HDPE處于生命周期的成長階段;LDPE則在1980代末逐漸進(jìn)入發(fā)展成熟期，上已少有LDPE設(shè)備投產(chǎn)。聚乙烯可用擠出、注射、模塑、吹塑和熔紡等方法成型，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、包裝及日常工業(yè)中，在中國應(yīng)用相當(dāng)廣泛，薄膜是其大的用戶，約消耗低密度聚乙烯77%，高密度聚乙烯的18%，另外，注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占有較大的比例，在塑料工業(yè)中占有舉足輕重的地位。

　　鑒定

　　聚乙烯材料難以印刷(除非進(jìn)行本體改性或表面改性)，故大多是無色或淺色制品，當(dāng)然又由于其具有良好的耐環(huán)境老化性能，運(yùn)動(dòng)場上的人造草皮大多由聚乙烯制造。簡單的鑒別方法就是用煤氣火焰(例如打火機(jī))點(diǎn)燃一小塊樣品，樣品會(huì)持續(xù)燃燒，有煙，且具有燒蠟燭的味道。用指甲在其上劃一下，有劃痕的為低密度聚乙烯(LDPE)，否則則是高密度聚乙烯(HDPE)[3] 。

　　結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

 聚乙烯CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······

　　簡寫：nCH2=CH2→—[CH2—CH2]n—

　　聚合壓力大?。焊邏?、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?。焊呙芏取⒅忻芏?、低密度、線性低密度、超低密度;

　　產(chǎn)品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。

　　結(jié)構(gòu)

　　聚乙烯的分子是長鏈線型結(jié)構(gòu)或支結(jié)構(gòu)，為典型的結(jié)晶聚合物。在固體狀態(tài)下，結(jié)晶部分與無定型共存。結(jié)晶度視加工條件和原處理?xiàng)l件而異，一般情況下，密度高結(jié)晶度就越大。L.DP E結(jié)晶度通常為55 %-- 6 5%，HDPF結(jié)晶度為80%-90%。圖2-1示出PE結(jié)構(gòu)示意圖。

　　從圖中可見，PE分子均有一定的支化度。而LDPE支化度高。在每1000個(gè)碳原子中含有15 ^-25個(gè)甲基側(cè)鏈以及少量的和丁基側(cè)鏈，由于側(cè)鏈或支鏈降低了分子的規(guī)整度，所以，會(huì)含大量支鏈的PE結(jié)晶度、密度和剛性均低。HDPE的支化低，每1000個(gè)碳原子的主鏈上只有5-7個(gè)乙基側(cè)鏈，故而結(jié)晶高，密度、剛性和硬度等性能均較好。度上依賴于聚合物的分子量、支化度和結(jié)晶度，如斷裂伸長率主要取決于PE密度高和結(jié)晶度大，其力學(xué)性能就好，但延展性就差，所以，了解聚合物結(jié)構(gòu)會(huì)對其結(jié)構(gòu)改性和其他改性有很大幫助·一般來說H DPE拉伸強(qiáng)度為20一25MPa，而LDPE拉伸強(qiáng)度僅為10-2f5MPa。這一數(shù)值距離工程材料的拉伸強(qiáng)度(100 -200MPa)

　　還相差很大的距離。

　　特點(diǎn)

　　聚乙烯為典型的熱塑性塑料，是無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE樹脂均是經(jīng)擠出造粒的蠟狀顆粒料，外觀呈乳白色。其分子量在1萬一loa萬范圍內(nèi)。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高，其物理力學(xué)性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點(diǎn)為10-130C·其耐低溫性能優(yōu)良。在-60℃下仍可保持良好的力學(xué)性能，但使用溫度在80~110℃。

　　聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性較好，室溫下可耐稀硝酸、稀和任何濃度的、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、、、等溶液。但不耐強(qiáng)氧化的腐蝕，如發(fā)煙·濃硝酸、鉻酸與的混合液。在室溫下上述溶劑會(huì)對聚乙烯產(chǎn)生緩慢的侵蝕作用，而在90-100℃下，濃和濃硝酸會(huì)快速地侵蝕聚乙烯，使其破壞或分解。

　　聚乙烯在大氣、陽光和氧的作用下，會(huì)發(fā)生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學(xué)性能。在成型加工溫度下，也會(huì)因氧化作用，使其熔體戮度下降，發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋，故而在成型加工和使用過程或選材時(shí)應(yīng)予以注意。正因?yàn)榫垡蚁碛腥缟咸刭|(zhì)，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深遠(yuǎn)的價(jià)值。

　　性質(zhì)

　　1.聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、、等各種化學(xué)物質(zhì)腐蝕，但硝酸和對聚乙烯有較強(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，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。

　　2性能應(yīng)用

 聚乙烯聚乙烯為白色蠟狀半透明材料，柔而韌，比水輕，無毒，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，對有機(jī)蒸汽透過率則較大。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132-135℃，低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低(112℃)且范圍寬。

　　常溫下不溶于任何已知溶劑中，70℃以上可少量溶解于、戊酯、三氯乙烯等溶劑中。

　　化學(xué)性能

　　聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，室溫下耐、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、、等各種化學(xué)物質(zhì)腐蝕作用，但硝酸和對聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用。

　　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℃

　　熔化焓292.88J/g

　　印刷方面

　　適用于抗水、油及化學(xué)物品等性能較高的產(chǎn)品標(biāo)簽，瀚源印刷常將此材料應(yīng)用于化妝品、洗發(fā)水、洗滌和其他在使用過程中有耐潮、耐擠壓要求的日用化學(xué)品標(biāo)簽。優(yōu)異的柔軟性，尤其適用于塑料袋。也可用于因環(huán)保要求而不能使用PVC標(biāo)簽材料的情況。

　　加工方面

　　聚乙烯可用吹塑、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。

　　應(yīng)用薄膜

　　低密度聚乙烯廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。

　　1975年以來，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。

　　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。如牛奶瓶、去污劑瓶;

　　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，作臺板和建筑材料;防護(hù)套(例如纜索護(hù)套)。

　　纖維

　　中國稱為乙綸，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。

　　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、小型容器、自行車和拖拉機(jī)的零件等;電冰箱容器、存儲容器、家用廚具、密封蓋等;制造結(jié)構(gòu)件時(shí)要用高密度聚乙烯。

　　3樹脂系列編輯LDPE樹脂

　　性質(zhì)：無味、無臭、無毒、表面無光澤、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、等。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，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：主要有高壓管式法和釜式法兩種。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)過高壓、中壓和低壓冷卻、分離，高壓循環(huán)氣體經(jīng)過冷卻、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。

　　LLDPE樹脂

 PE塑膠粒子性質(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)力開裂性能和電絕緣性，較高的耐熱性能，抗沖和耐穿刺性能等。生產(chǎn)工藝：LLDPE樹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。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時(shí)間接觸時(shí)能溶脹，在70℃以上時(shí)稍溶于、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發(fā)生氧化作用。能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕。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、魚網(wǎng)和編織用纖維、電線電纜等。

　　【-CH2-CH2-】n　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(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;但聚乙烯對于環(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(見塑料加工)加工。

　　4性能：一般特性

 聚乙烯聚乙烯樹脂為無毒、無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，火焰上黃下藍(lán)，有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性，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)特性

　　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

　　熱學(xué)特性

　　聚乙烯的耐熱性不高，隨相對分子質(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;并隨相對分子質(zhì)量的增大，低可達(dá)-140℃。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大，高可達(dá)(20～24)×10-5/K。熱導(dǎo)率較高。

　　電學(xué)特性

　　因聚乙烯無極性，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)境特性

　　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、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、鹵代烴等長期接觸會(huì)溶脹或龜裂。溫度超過60℃后，可少量溶于、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的下降慢。

　　聚乙烯制品在冷卻過程中容易結(jié)晶，因此，在加工過程中應(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。

　　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)來分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。

　　分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生產(chǎn)低密度聚乙烯，這種方法開發(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，其增長速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來說，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，還可通過加共聚單體，生產(chǎn)中、低密度聚乙烯，也稱為線型低密度聚乙烯。各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用，生產(chǎn)的主要是高密度聚乙烯。

　　高壓法

　　用氧或過氧化物等作引發(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。(見彩圖)

　　所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器(管長可達(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。

　?、儆贊{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，作分子量調(diào)節(jié)劑，多采用釜式反應(yīng)器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經(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。

 聚乙烯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。

　?、蹥庀喾ā∫蚁┰跉鈶B(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15%和操作成本10%。為傳統(tǒng)高壓法的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、潤滑劑、著色劑等，使聚乙烯的應(yīng)用范圍更加擴(kuò)大。

　　生產(chǎn)工藝

　　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)展情況來看，高壓法生產(chǎn)的LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)同時(shí)并存。國外各公司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，而美國大多采用絡(luò)系催化劑。

　　上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)共用11種，我國的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)開發(fā)的焦點(diǎn)。特別是1991年茂金屬催化劑在美國實(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。

　　工業(yè)現(xiàn)狀

　　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)購買陶氏化學(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)，牌號為Creolex。由于性能優(yōu)越，mPE1995年進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展以來，mPE樹脂的消費(fèi)量每年翻一番。預(yù)計(jì)到2010年，mPE產(chǎn)能將達(dá)到1700萬噸，其中：mLLDPE為700萬噸、mHDPE為600萬噸。

　　E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脂。

　　我國非常重視PE生產(chǎn)技術(shù)，PE生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新一直被列入國家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。針對國內(nèi)PE生產(chǎn)以氣相法工藝為主，產(chǎn)品牌號切換困難、過渡料多的問國內(nèi)PE生產(chǎn)企業(yè)紛紛開展了以現(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)工藝的開發(fā)工作，并取得實(shí)效。

　　我國Uuipol工藝的大部分生產(chǎn)裝置已經(jīng)采用國產(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　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，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。

　　中空制品 　高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作中空制品?？捎么邓芊ㄖ瞥善俊⑼?、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車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，作臺板和建筑材料(見建筑用高分子材料)。

　　雜品 　用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、也可用于工業(yè)耐酸堿織物。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，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。人造花卉、周轉(zhuǎn)箱(見彩圖)、小型容器、自行車和拖拉機(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規(guī)氯化物。氯化是在光或過氧化物的引發(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)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，引起了市場的普遍關(guān)注，許多大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發(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2～3萬的蠟狀物，而且催化活性不高，沒有實(shí)用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到1980年，德國漢堡大學(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發(fā)和研究，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。1991年美國?？松?Exxon)公司首次實(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，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。

　　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)，上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量約為1500多萬噸，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、汽車和建筑等)約占17%。

　　聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量大、發(fā)展快、品種開發(fā)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)增長率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來發(fā)達(dá)國家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計(jì)美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至2009年的134萬噸。

　　5執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)編輯GB-T1037---1988 塑料薄膜和片材透水蒸汽性試驗(yàn)方法杯式法

　　GB-T1040---1992 塑料拉伸性能試驗(yàn)方法，東方工程 一五、一五三四七七、九七八 任總 然提供

　　GB-T1842---1980 聚乙烯環(huán)境應(yīng)力開裂試驗(yàn)方法

　　GB-T2918---1998 塑料試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)和試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境

　　GB/T5470---1985 塑料沖擊脆化溫度試驗(yàn)方法

　　GB-T6672---1986 塑料薄膜和薄片厚度的確定機(jī)械測量法

　　GB-T6673---1986 塑料薄膜與片材長度和寬度的規(guī)定

　　GB-T9352---1988 熱塑性塑料壓塑試樣的制備

　　GB-T13663-2000 給水用聚乙烯(PE)管材

　　GB-T13663.2-2005 給水用聚乙烯(PE)管道系統(tǒng) 第2部分 管件

　　6相關(guān)資料編輯改性超高分子量聚乙烯管材優(yōu)異性能：

　　1、高抗沖擊性

　　超高分子量聚乙烯的抗沖擊性和吸收沖擊能居塑料之首，無論是外力強(qiáng)沖擊，還是內(nèi)部壓力波動(dòng)都難以使其開裂。其沖擊力強(qiáng)度為尼龍66的10倍，聚氯乙烯的20倍，聚乙烯的4倍。特別是在低溫環(huán)境，其沖擊強(qiáng)度反而達(dá)到更高值。超高分子量聚乙烯的這種柔韌性為輸送系統(tǒng)提供了安全可靠的保障。

　　2、高耐磨性

　　在諸多管道材料中，超高分子量聚乙烯的摩擦系數(shù)小，加之超高的分子鏈特別長，使得改性超高分子量聚乙烯管材的耐磨性在輸送各種漿體時(shí)比鋼管、不銹鋼管高4-7倍，比聚氯乙烯管和聚乙烯管高10倍左右，大幅度提高了管道的使用壽命。

　　3、抗腐蝕性

　　基于超高分子量聚乙烯是一種飽和分子團(tuán)結(jié)構(gòu)，故其化學(xué)穩(wěn)定性極高，在一定溫度和濃度范圍內(nèi)能耐各種高腐蝕性介質(zhì)(酸、堿、鹽)及有機(jī)溶劑的侵蝕。

　　4、不結(jié)垢

　　超高分子量聚乙烯的自潤滑性和不粘附性，摩擦系數(shù)小。特殊工藝生產(chǎn)的管道內(nèi)壁抗腐蝕、抗磨損、不結(jié)垢，因此流動(dòng)阻力很小，可長期保持流速和流量不減。其內(nèi)徑設(shè)計(jì)可比鋼管減小15.4%。

　　5、耐候性和抗老化性[2] 一方面，因?yàn)槌吖艿婪肿渔溨胁伙柡突蚝苌伲肿恿看?另一面，加為添加了改良劑，使得超高管道使用壽命大大超過了普通聚乙烯管道。使用60年左右，超高管道仍可保持70%以上的機(jī)械性能。

　　6、適溫性寬

　　可長期在-269℃到80℃的溫度下工作。

　　7、阻燃性

　　特殊行業(yè)用天防火環(huán)境，加入阻燃劑改性，特殊加工工藝制造，克服超高分子量聚乙烯本身可燃性，具有阻燃性能。

　　8、重量輕、安裝方便

　　本產(chǎn)品柔韌性好，能適應(yīng)各種地質(zhì)情況，可直接彎曲鋪設(shè);采用法蘭連接，無需襯墊片，連接快捷、簡便。