1. <form id='Nv6Fzy'></form>
        <bdo id='Nv6Fzy'><sup id='Nv6Fzy'><div id='Nv6Fzy'><bdo id='Nv6Fzy'></bdo></div></sup></bdo>

          • 当前位置:首页 >> 能源/化工 >>

            高密度聚乙烯


            聚乙烯英文名称: 简称PE,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂 热塑性树脂。 聚乙烯英文名称:polyethylene ,简称 ,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。 在工业上, 手感似蜡,具有优 在工业上,也包括乙烯与少量 α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒 手感似蜡 具有优 -烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡 良的耐低温性能(最低使用温度可达 最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好 能耐大多数酸碱的侵 化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵 良的耐低温性能 最低使用温度可达 ~ ℃ 化学稳定性好 不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂 吸水性小,电绝缘性能优良 蚀(不耐具有氧化性质的酸 常温下不溶于一般溶剂 吸水性小 电绝缘性能优良。 不耐具有氧化性质的酸 常温下不溶于一般溶剂,吸水性小 电绝缘性能优良。 聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用 是很敏感的,耐热老化性差。 化学与机械作用)是很敏感的 聚乙烯对于环境应力 化学与机械作用 是很敏感的,耐热老化性差。聚乙烯的性质因 品种而异,主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91~ 品种而异,主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度 ~ 0.96 g/cm)的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法 见塑料加工 加工。用 热塑性塑料的成型方法 加工。 )的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工 途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等, 途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作 为电视、雷达等的高频绝缘材料 随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展, 绝缘材料。 石油化工的发展 为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展, 产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为 年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt,在建装置能 产量约占塑料总产量的 。 年世界聚乙烯总生产能力为 , 力为3.16Mt。 力为 。 聚乙烯(PE)塑料一种 我们常常提的方便袋就是聚乙烯 塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯 聚乙烯 塑料一种 我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是最结构简单 聚乙烯是最结构简单 的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚 单元连接而成的。 的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的 单元连接而成的 乙烯是通过乙烯( 的加成聚合而成的。 乙烯是通过乙烯( CH2=CH2 )的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压 有机化合物催化条件 大气压)有机化合物催化条件 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力 大气压 下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯 聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯 下进行 聚合而成的是高密度聚乙烯 。 分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa), 分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力 , 高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯 高温 ,过氧化物催化条件下自由基聚合, (LDPE),它是支化结构的。 ,它是支化结构的。

            高密度聚乙烯 (HDPE)简介 )
            英文名称为“ 是一种结晶度高、 英文名称为“High Density Polyethylene”,简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极 ,简称为“ 。 是一种结晶度高 性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优 的外表呈乳白色, 性的热塑性树脂。原态 的外表呈乳白色 在微薄截面呈一定程度的半透明状。 具有优 良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀, 良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀,例如腐蚀性氧 化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃 (四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水 化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯) 四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水 ),芳香烃 )。 蒸汽性,可用于包装用途。 具有很好的电性能, 蒸汽性,可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电 具有很好的电性能 特别是绝缘介电强度高, 低温度下均如此。 线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40F低温度下均如此 线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40F低温度下均如此。 HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态 是一种结晶度高、 是一种结晶度高 非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳 白色,在微薄截面呈一定 的外表呈乳 白色, 程度的半透明状。 具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性 具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。 程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产 生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯) ),芳香烃 四氯化碳)。 )。该聚 生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃 (四氯化碳)。该聚 合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能,特别是绝缘介 合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。 具有很好的电性能, 具有很好的电性能 电强度高,使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在电强度高,使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在 40F低温度下均如此。各种等级 低温度下均如此。 的独有特性是四种基本变量的适当结合: 低温度下均如此 各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合:密度、分子量、 的独有特性是四种基本变量的适当结合 密度、分子量、 分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。 分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出 不同用途的HDPE品级;在性能上达到最佳的平衡。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗 品级; 不同用途的 品级 在性能上达到最佳的平衡。高密度聚乙烯为无毒、无味、 熔点约为130℃,相对密度为 粒,熔点约为 ℃ 相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好, 。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好, 还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。 还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度 220~260℃。对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在 ℃ 对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白 ℃之间。 色粉末火颗粒状产品,无毒、无味,密度在0.940~0.976 g/cm3范围内;结晶度为 %~ %, 范围内; %~90%, 色粉末火颗粒状产品,无毒、无味,密度在 ~ 范围内 结晶度为80%~ 软化点为125~135℃,使用温度可达 软化点为 ~ ℃ 使用温度可达100℃;硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯;耐 ℃ 硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯; 磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好,但与低密度绝缘性比较略差些;化学稳定性好, 磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好,但与低密度绝缘性比较略差些;化学稳定性好,在室 温条件下,不溶于任何有机溶剂,耐酸、碱和各种盐类的腐蚀; 温条件下,不溶于任何有机溶剂,耐酸、碱和各种盐类的腐蚀;薄膜对水蒸气和空气的渗透性 吸水性低;耐老化性能差,耐环境开裂性不如低密度聚乙烯, 小、吸水性低;耐老化性能差,耐环境开裂性不如低密度聚乙烯,特别是热氧化作用会使其性 能下降,所以,树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。 能下降,所以,树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯 薄膜在受力情况下的热变形温度较低,这一点应用时要注意 薄膜在受力情况下的热变形温度较低,

            一、合成工艺
            HDPE的生产技术有3种 1、浆液聚合法 2、气相聚合法 3、溶液聚合法

            1、浆液聚合法 、
            淤浆法技术是将乙烯与脂肪烃溶剂混合,生产的聚合 物悬浮于溶剂中,生产过程中压力、温度较低,浆液 聚合是生产HDPE主要方法,浆液法工业化时间早, 工艺技术成熟,使用浆液法生产技术主要有Hostalen、 Phillips、Irmovene S、Equistar、Borieas、cx、 Equistar等,浆液法根据反应器形式可以分为搅拌釜 式和环管反应器2种。

            (1)搅拌釜式浆液聚合 搅拌釜式浆液聚合
            搅拌釜式浆液聚合典型代表为Basell公司的 公司的Hostalen技术和三井油化公司的 技术, 技术和三井油化公司的CX技术 搅拌釜式浆液聚合典型代表为 公司的 技术和三井油化公司的 技术, Hos.talen技术采用 技术采用Hoeehst公司首创的搅拌釜工艺,使用双反应器,可以进行串联和并 公司首创的搅拌釜工艺, . 技术采用 公司首创的搅拌釜工艺 使用双反应器, 联使用,该工艺中,聚合反应溶剂为正已烷,催化剂为高活性z—N催化剂,乙烯和氢气混 催化剂, 联使用,该工艺中,聚合反应溶剂为正已烷,催化剂为高活性 催化剂 合后进入第一反应器,与催化剂混合发生聚合反应, 合后进入第一反应器,与催化剂混合发生聚合反应,反应器内聚合物以淤浆形式悬浮在己 烷中,聚合温度约为80℃ 聚合压力小于10 烷中,聚合温度约为 ℃ ,聚合压力小于 bar,此工艺可以生产产品密度范围为 , 0.942~0.965 g/cm3,熔融指数范围为 .2~80,共聚单体为丙稀和丁烯一 ,生产 . ~ . / ,熔融指数范围为0. ~ ,共聚单体为丙稀和丁烯一1, 传统HDPE和双峰 和双峰HDPE,高密度管材性能优异,适合制作受压管材,达到 传统 和双峰 ,高密度管材性能优异,适合制作受压管材,达到PE100+。淤浆 。 法釜式反应器连续聚合工艺的特点是:操作压力和操作温度低; 法釜式反应器连续聚合工艺的特点是:操作压力和操作温度低;双釜反应器可通过采用并 联及串联不同的形式生产单峰及双峰产品;工艺操作弹性高,产品牌号转换快, 联及串联不同的形式生产单峰及双峰产品;工艺操作弹性高,产品牌号转换快,对原料纯 度要求不高;共聚单体采用丙烯, 一丁烯 采用已烷作溶剂,回收单元简单。 一丁烯; 度要求不高;共聚单体采用丙烯,1一丁烯;采用已烷作溶剂,回收单元简单。目前该方 法被世界上许多生产厂家采用。该工艺的特点是聚合在惰性烃稀释剂中进行的。 法被世界上许多生产厂家采用。该工艺的特点是聚合在惰性烃稀释剂中进行的。 工艺流程为:将聚合乙烯(乙烯99.9%,乙烷 工艺流程为:将聚合乙烯(乙烯 ,乙烷0.1%)送入干燥器后与由正己烷组成的循环 ) 稀释剂一起再进入釜式反应器,催化剂采用载体上含有钛和锰、 稀释剂一起再进入釜式反应器,催化剂采用载体上含有钛和锰、三乙基铝为助催化剂的牌 号。加入少量的氢控制分子量,聚合反应形成的是聚乙烯颗粒,反应温度为90℃,压力为 加入少量的氢控制分子量,聚合反应形成的是聚乙烯颗粒,反应温度为 ℃ 1.8MPa,反应可分两步在两个聚合釜中进行,生产的浓度为 ,反应可分两步在两个聚合釜中进行,生产的浓度为34%(质量分数)的淤浆固体, (质量分数)的淤浆固体, 单体转化率可达97%。聚合物从第二反应器流出闪蒸至压力 单体转化率可达 。聚合物从第二反应器流出闪蒸至压力0.14MPa,闪蒸出来的未反应 , 的乙烯、排出物中的乙烷及2%的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到 的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到2.5MPa,去气提塔将乙 的乙烯、排出物中的乙烷及 的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到 , 烷回收去再循环中。闪蒸后留下来的淤浆经离心分离回收大部分稀释剂, 烷回收去再循环中。闪蒸后留下来的淤浆经离心分离回收大部分稀释剂,固体滤饼送至干 燥器中将挥发组分含量降至5%(质量分数)左右。 燥器中将挥发组分含量降至 (质量分数)左右。该干燥器是以氮气保护做闭合循环进行 操作的。干燥出来的聚合物粉末送至流化床干燥将所有烃稀释剂除去、 操作的。干燥出来的聚合物粉末送至流化床干燥将所有烃稀释剂除去、干燥后聚合物颗粒 送到混炼工段加入各种添加剂,然后造粒。 送到混炼工段加入各种添加剂,然后造粒。

            (2)环管反应器浆液聚合 环管反应器浆液聚合
            环管反应器工艺的典型代表是Phillips公司的 公司的Phillips工艺和 工艺和INNOS公司的 环管反应器工艺的典型代表是 公司的 工艺和 公司的 Innovene S工艺。Phillips工艺以异丁烷为稀释剂,采用铬系催化剂,催化剂在使 工艺。 工艺以异丁烷为稀释剂, 工艺 工艺以异丁烷为稀释剂 采用铬系催化剂, 用前要进行活化, 用前要进行活化,活化后的催化剂粉末在氮气保护下与高纯度的异丁烷形成催化剂 淤浆,然后进入环管反应器,原料乙烯单体经过精制后,与氢气、 淤浆,然后进入环管反应器,原料乙烯单体经过精制后,与氢气、共聚单体己烯一 1进行预混合然后注入环管反应器,乙烯在催化剂的作用下生成聚乙烯。 1进行预混合然后注入环管反应器,乙烯在催化剂的作用下生成聚乙烯。轴流泵保 进行预混合然后注入环管反应器 持反应器内物料的高速流动和非常均匀地混合,反应热由夹套冷却水均匀地撤出。 持反应器内物料的高速流动和非常均匀地混合,反应热由夹套冷却水均匀地撤出。 本工艺生产MI范围为 范围为0. 本工艺生产 范围为 .1 5—1 00,密度 .936—0.972 g/cm3。环管反应器 ,密度0. . / 。 工艺的特点是:设备较少,流程短,投资成本低;不产生蜡和齐聚物,不粘壁; 工艺的特点是:设备较少,流程短,投资成本低;不产生蜡和齐聚物,不粘壁;粉 料形状好,易于输送;反应热依靠反应器夹套冷却水取出,撤热容易,调整方便; 料形状好,易于输送;反应热依靠反应器夹套冷却水取出,撤热容易,调整方便; 原料要求较高,需净化;共聚单体采用己烯;采用异丁烷作溶剂, 原料要求较高,需净化;共聚单体采用己烯;采用异丁烷作溶剂,易于脱出残留溶 剂。 其工艺流程为:新鲜的聚合级乙烯在干燥后将配制分子量调节剂氢, 其工艺流程为:新鲜的聚合级乙烯在干燥后将配制分子量调节剂氢,防冻剂和循环 稀释剂异丁烷混合后送入多环管连续流程反应器中, 稀释剂异丁烷混合后送入多环管连续流程反应器中,并将催化剂补充异丁烷充入反 应器内。反应温度为106.7摄氏度,压力为 摄氏度, 应器内。反应温度为 摄氏度 压力为3.9MPa。聚合物和稀释剂余浆借助轴流 。 泵在6m/s的速度下通过环管反应器。反应器夹套中的水冷却控制反应温度,聚合 的速度下通过环管反应器。 泵在 的速度下通过环管反应器 反应器夹套中的水冷却控制反应温度, 物固体由环管反应器中竖式沉降口排出。从而使淤浆浓度可达到55%,转化率为 物固体由环管反应器中竖式沉降口排出。从而使淤浆浓度可达到 , 98%—99%。聚合物排出后去闪蒸将异丁烷及残余单体排出到稀释剂回收装置中。 。聚合物排出后去闪蒸将异丁烷及残余单体排出到稀释剂回收装置中。 其他固体聚合物与添加剂混合并造粒。 其他固体聚合物与添加剂混合并造粒。

            2 、气相聚合法
            气相聚合法(气相流化床法)工艺典型代表为 化学公司的univation技术和 技术和INNOS公司的 气相聚合法(气相流化床法)工艺典型代表为DOW化学公司的 化学公司的 技术和 公司的 Innovene技术 技术univation技术工艺采用低压气相流化床反应器,采用 /n催化剂及铬系催化剂, 技术工艺采用低压气相流化床反应器, 催化剂及铬系催化剂, 技术 技术工艺采用低压气相流化床反应器 采用z/ 催化剂及铬系催化剂 净化的原料注入反应器,在催化剂贮作用下产生聚合反应,反应在85~ 净化的原料注入反应器,在催化剂贮作用下产生聚合反应,反应在 ~110。【=.压力为 。 . 2.41 MPa下进行,乙烯单程转化率约为 % ~2% ,反应热的撤除主要通过循环物流的冷却, 下进行, . 下进行 乙烯单程转化率约为1% % 反应热的撤除主要通过循环物流的冷却, 生产产品MI范围为 范围为0. ~ 生产产品 范围为 .01~150,密度范围为 .915~0.970 g/cm3。气相流化床聚合反应 ,密度范围为0. ~ . / 。 工艺的特点是:操作压力低,温度低;可生产全密度聚乙烯;催化剂体系包括钛系、铬系; 工艺的特点是:操作压力低,温度低;可生产全密度聚乙烯;催化剂体系包括钛系、铬系;茂 金属催化剂;对原料纯度要求高,所有原料均要精制;不需用溶剂,能耗低, 金属催化剂;对原料纯度要求高,所有原料均要精制;不需用溶剂,能耗低,维修和运行费用 生产工艺是:干燥的单体与氢气一道加到反应器系统中,原料加进一个大循环蒸汽流回路, 低。生产工艺是:干燥的单体与氢气一道加到反应器系统中,原料加进一个大循环蒸汽流回路, 并通过气体分配由进入大型流化床反应器的底部,根据设计反应器原料有69.57%乙烯(乙烯 乙烯( 并通过气体分配由进入大型流化床反应器的底部,根据设计反应器原料有 乙烯 含量为99.9%,0.1%为乙烷)、 为乙烷)、 乙烷和12.44%氮。这一原料气组成生产出 含量为 , 为乙烷)、10.43%氢、7.56%乙烷和 氢 乙烷和 氮 来额产品具有8g/10min的熔体指数和 的熔体指数和0.964g/cm的密度。催化剂由三氯化钛和四氢呋喃为促 的密度。 来额产品具有 的熔体指数和 的密度 进剂的二氧化镁混合物,助催化剂为三乙基铝。 进剂的二氧化镁混合物,助催化剂为三乙基铝。催化剂以固态形式同氮气一道从不痛反应器部 位进入器内。操作温度为105℃,具体温度根据产品牌号定。反应器操作压力为 位进入器内。操作温度为 ℃ 具体温度根据产品牌号定。反应器操作压力为2.0MPa,反应 , 气体从反应的顶部出来经旋风分离器讲含有固体物末的催化剂分离出来送回反应器去。然后从 气体从反应的顶部出来经旋风分离器讲含有固体物末的催化剂分离出来送回反应器去。 旋风分离器出来的气体经压缩和循环冷却器后循环至反应器底部。 旋风分离器出来的气体经压缩和循环冷却器后循环至反应器底部。反应器排料通过一气闸系统 间歇地将产品颗粒送到料罐。进入出料罐的部分气体经上部的缓冲罐、过滤器、气体冷却器、 间歇地将产品颗粒送到料罐。进入出料罐的部分气体经上部的缓冲罐、过滤器、气体冷却器、 分离罐进入压缩机循环系统。聚合物从出料罐下部出来进入吹洗罐及后处理系统中去。 分离罐进入压缩机循环系统。聚合物从出料罐下部出来进入吹洗罐及后处理系统中去。后处理 系统包括向聚合物加入各种添加剂、熔融、造粒及包装。 系统包括向聚合物加入各种添加剂、熔融、造粒及包装。

            3 、溶液聚合法
            溶液聚合法将乙烯溶解于溶剂中,反应生成的聚合物溶解于溶剂中, 溶液聚合法将乙烯溶解于溶剂中,反应生成的聚合物溶解于溶剂中,典型代表为 NOVA公司的 公司的Sclairtech工艺,DOW 化学公司的 工艺, 化学公司的DOW 工艺和 工艺和DSM公司的 公司的 工艺 公司的 Compact工艺。Sclairtech工艺为溶液聚合工艺,乙烯原料经过分子筛脱出杂质后, 工艺。 工艺为溶液聚合工艺, 工艺 工艺为溶液聚合工艺 乙烯原料经过分子筛脱出杂质后, 与溶剂及共聚单体进行混合后进人反应器,在催化剂作用下产生聚合反应,聚合反 与溶剂及共聚单体进行混合后进人反应器, 在催化剂作用下产生聚合反应, 应在温度160~200。【=,压力 bars条件下进行,通过多反应器、高强度混合, 条件下进行, 应在温度 ~ 。 ,压力80 条件下进行 通过多反应器、高强度混合, 高效Z/ 催化剂的作用下 控制产品的结构,生产产品MI范围为 催化剂的作用下, 范围为0. ~ 高效 /N催化剂的作用下,控制产品的结构,生产产品 范围为 .2~150,密度 , 范围为0. 范围为 .905~0.970 g/cIn3。溶液聚合反应工艺的特点是:原料要求较低,不 ~ . / 。溶液聚合反应工艺的特点是:原料要求较低, 需要特殊的精制;反应器停留时间短,聚合反应速度快产品切换快;采用溶剂, 需要特殊的精制;反应器停留时间短,聚合反应速度快产品切换快;采用溶剂,反 应稳定,反应器不结垢;装置开停工易于操作;转化率高,乙烯的单程转化率为95 应稳定,反应器不结垢;装置开停工易于操作;转化率高,乙烯的单程转化率为 总利用率为98. %。未反应的乙烯返回到乙烯装置精制。 %。未反应的乙烯返回到乙烯装置精制 % ,总利用率为 .5%。未反应的乙烯返回到乙烯装置精制。 又称为中压溶液法是溶液法的一种类型,这里还包括绝热低压法和冷却低压法。 又称为中压溶液法是溶液法的一种类型,这里还包括绝热低压法和冷却低压法。中 压溶液法的乙烯单体转化率可高达95%,用环己烷作为乙烯稀释剂。三乙基铝,四 压溶液法的乙烯单体转化率可高达 ,用环己烷作为乙烯稀释剂。三乙基铝, 氧化钛和氧氨化钒为催化剂。反应器为搅拌釜式反应器,反应器压力为10.3MPa, 氧化钛和氧氨化钒为催化剂。反应器为搅拌釜式反应器,反应器压力为 , 温度为300℃。从反应釜出来的物料去分离器进行闪蒸,闪蒸压力至 温度为 ℃ 从反应釜出来的物料去分离器进行闪蒸,闪蒸压力至0.9MPa,其中 , 90%的溶剂和残余乙烯被蒸发并从聚合物中分离出来。再经过第二次闪蒸分离,闪 的溶剂和残余乙烯被蒸发并从聚合物中分离出来。再经过第二次闪蒸分离, 的溶剂和残余乙烯被蒸发并从聚合物中分离出来 蒸压力至0.12MPa,这些蒸汽的热量在回收后冷却至 ℃,经压缩机送往气体塔。 蒸压力至 ,这些蒸汽的热量在回收后冷却至49℃ 经压缩机送往气体塔。 气体塔中轻组分从塔顶压缩机至乙烯分馏塔。 气体塔中轻组分从塔顶压缩机至乙烯分馏塔。气提塔的釜液送往重质尾馏分分馏塔 分离重馏分作废物处理,塔顶馏分连同乙烯分馏塔塔底部分液一块去催化剂制备。 分离重馏分作废物处理,塔顶馏分连同乙烯分馏塔塔底部分液一块去催化剂制备。 另外,被闪蒸分离出来的65%(质量分数)聚合物混炼熔融挤出做后处理。 另外,被闪蒸分离出来的 (质量分数)聚合物混炼熔融挤出做后处理。

            4、3种HDPE技术比较 、 种 技术比较
            浆液法工艺生产HDPE成熟,产品性能优异,双峰PE产品具有 成熟,产品性能优异,双峰 产品具有 浆液法工艺生产 成熟 良好的力学性能,便于加工,在薄膜、管道吹塑成型、注射成型、 良好的力学性能,便于加工,在薄膜、管道吹塑成型、注射成型、 电线电缆等领域均有广泛的用途,可以做出PE高强度级别的管 电线电缆等领域均有广泛的用途,可以做出 高强度级别的管 材牌号,但此方法工艺流程长,有溶剂回收单元, 材牌号,但此方法工艺流程长,有溶剂回收单元,还产生部分低 聚物蜡。溶液法工艺生产的HDPE生产流程较长,高温高压,生 生产流程较长, 聚物蜡。溶液法工艺生产的 生产流程较长 高温高压, 产产品及投资方面均不具有优势;气相法工艺生产的HDPE产品 产产品及投资方面均不具有优势;气相法工艺生产的 产品 在高强度薄膜和通讯电缆料方面有一定特色,投资方面具有优势; 在高强度薄膜和通讯电缆料方面有一定特色,投资方面具有优势; 从世界高密度聚乙烯的生产看,淤浆法装置具有一定优势, 从世界高密度聚乙烯的生产看,淤浆法装置具有一定优势,特别 是吹塑、薄膜和管材等产品性能优异, 年世界新建的HDPE 是吹塑、薄膜和管材等产品性能优异,近10年世界新建的 年世界新建的 装置中,约有70%的能力采用该工艺。 装置中,约有 %的能力采用该工艺。尽管气相法装置在注塑 料生产中具有成本较低的优势,但在中空、 料生产中具有成本较低的优势,但在中空、管材等产品上却不具 有竞争力。特别是在双峰产品中,淤浆法成功实现了商业化, 有竞争力。特别是在双峰产品中,淤浆法成功实现了商业化,而 气相法仍在研究之中。 气相法仍在研究之中。

            二、结构特点
            HDPE的分子链结构简单对称,只含有极少量的短支链,简单对称的主链 的分子链结构简单对称,只含有极少量的短支链, 的分子链结构简单对称 结构有利于结晶,因而HDPE结晶度最高,密度也最高。结晶度和晶粒尺 结晶度最高, 结构有利于结晶,因而 结晶度最高 密度也最高。 寸都相对较大,例如, 晶粒尺寸在2—8微米。因此 微米。 寸都相对较大,例如,HDPE晶粒尺寸在 晶粒尺寸在 微米 因此HDPE的结晶熔点 的结晶熔点 最高,强度和硬度也最高。 最高,强度和硬度也最高。 HDPE既包括乙烯的均聚物,也包括乙烯和少量a烯烃的共聚物。工业生产 既包括乙烯的均聚物,也包括乙烯和少量 烯烃的共聚物。 既包括乙烯的均聚物 烯烃的共聚物 的相对分子质量范围很宽, 的HDPE的相对分子质量范围很宽,从几百的聚乙烯蜡到几百万的超高相 的相对分子质量范围很宽 对分子质量聚乙烯( ),不同 对分子质量聚乙烯(UHMWPE),不同 ),不同HDPE树脂的熔体指数范围是从 树脂的熔体指数范围是从 500以上到小于 以上到小于0.001。代表相对分子质量分布的 的范围也很宽, 以上到小于 。代表相对分子质量分布的MFR的范围也很宽,从注 的范围也很宽 塑级的窄相对分子自古跨步法分布的树脂( 塑级的窄相对分子自古跨步法分布的树脂(MFR=25)到一些宽相对分子 ) 质量分布的薄膜级树脂( 质量分布的薄膜级树脂(MFR>150)。 > )。 树脂的结晶度和相对密度主要取决于聚合物链中的短链支化度, 树脂的结晶度和相对密度主要取决于聚合物链中的短链支化度,也与相对 分子质量有关。 树脂的密度范围为0.941—0.960 g/cm,虽然 分子质量有关。HDPE树脂的密度范围为 树脂的密度范围为 , UHMWPE是完全没有支链的乙烯均聚物,但由于其相对分子质量很高,因 是完全没有支链的乙烯均聚物, 是完全没有支链的乙烯均聚物 但由于其相对分子质量很高, 而其结晶度较低,密度只有0.93 g/cm。 而其结晶度较低,密度只有

            (1)分子结构和化学性质 )
            根据不同的应用,制得的 可以完全没有支链, 根据不同的应用,制得的HDPE可以完全没有支链,如用于注塑和吹塑 可以完全没有支链 的牌号;也可以通过和a-烯烃共聚生产含小量支链的共聚物 当与1-丁 烯烃共聚生产含小量支链的共聚物。 的牌号;也可以通过和 烯烃共聚生产含小量支链的共聚物。当与 丁 烯共聚时得到的支链是乙基支链,当与1-己烯共聚时得到的是正丁基支 烯共聚时得到的支链是乙基支链,当与 己烯共聚时得到的是正丁基支 分子的一个端基是甲基, 链。HDPE分子的一个端基是甲基,另一个端基可以是甲基,也可以是 分子的一个端基是甲基 另一个端基可以是甲基, 双键,通常为乙烯基。 分子的支链数较低, 双键,通常为乙烯基。HDPE分子的支链数较低,通常每 分子的支链数较低 通常每1000个碳原子 个碳原子 个支链, 有5—10个支链,即使是用某些过渡族金属化合物催化剂生产的乙烯均 个支链 聚物也含有少量的支链, 个碳原子大约含0.5—3个支链。这些支 个支链。 聚物也含有少量的支链,每1000个碳原子大约含 个碳原子大约含 个支链 链比较短,是甲基、乙基或正丁基, 链比较短,是甲基、乙基或正丁基,它们的存在通常与原料乙烯中含少 量的a-烯烃杂质有关 支化度是HDPE树脂结构上的重要特点,与相对 烯烃杂质有关。 树脂结构上的重要特点, 量的 烯烃杂质有关。支化度是 树脂结构上的重要特点 分子质量一起影响树脂的许多物理和机械性能。 分子质量一起影响树脂的许多物理和机械性能。 和几乎所有的其他聚合物一样, 是不同长度的聚合物链的集合。 和几乎所有的其他聚合物一样,HDPE是不同长度的聚合物链的集合。 是不同长度的聚合物链的集合 短链的相对分子质量只有500—1000,长链的相对分子质量可到 短链的相对分子质量只有 ,长链的相对分子质量可到1000万。 万 不同链长的相对含量( 曲线的形状和宽度) 不同链长的相对含量(即MWD曲线的形状和宽度)主要取决于生产技 曲线的形状和宽度 术和用于聚合的催化剂类型。可以根据具体的应用要求, 术和用于聚合的催化剂类型。可以根据具体的应用要求,量体裁衣式的 定制HDPE树脂的 树脂的MWD宽度。 宽度。 定制 树脂的 宽度

            ①反应性
            HDPE是一个饱和的线性烃,化学反应性很低。HDPE分子中最 是一个饱和的线性烃,化学反应性很低。 是一个饱和的线性烃 分子中最 活泼的部位是双链端基和在聚合物支链上的支化点上的CH链。 活泼的部位是双链端基和在聚合物支链上的支化点上的 链 HDPE与大部分有机酸和无机酸不反应。因为对氢氟酸稳定性, 与大部分有机酸和无机酸不反应。 与大部分有机酸和无机酸不反应 因为对氢氟酸稳定性, 使它成为装氢氟酸溶液容器最适宜的材料。硫酸的浓溶液( 使它成为装氢氟酸溶液容器最适宜的材料。硫酸的浓溶液(70%) ) 在加热的条件下可以和HDPE慢慢反应,生成磺化取代物。在室 慢慢反应, 在加热的条件下可以和 慢慢反应 生成磺化取代物。 温下可以被浓硝酸及它与硫酸的混合物硝化。 温下可以被浓硝酸及它与硫酸的混合物硝化。在更苛刻的条件下 这些酸可以分解聚合物,产生有机酸的混合物。HDPE在任何浓 这些酸可以分解聚合物,产生有机酸的混合物。 在任何浓 度的碱性溶液或盐溶液(包括KMnO4等氧化剂)中是最稳定的。 等氧化剂) 度的碱性溶液或盐溶液(包括 等氧化剂 中是最稳定的。 在室温下,HDPE不溶于任何已知的有机溶剂,但在温度高于 在室温下, 不溶于任何已知的有机溶剂, 不溶于任何已知的有机溶剂 80—100℃时,大部分 大部分HDPE可溶解在一些芳烃、脂肪烃和卤代 可溶解在一些芳烃、 ℃ 可溶解在一些芳烃 烃中。常用于溶解HDPE的溶剂是二甲苯、四氢化萘、十氢化萘、 的溶剂是二甲苯、 烃中。常用于溶解 的溶剂是二甲苯 四氢化萘、十氢化萘、 1,2,4三甲苯等。 三甲苯等。 , , 三甲苯等

            ②热降解
            受热时HDPE比较稳定,在缺氧条件下,仅在 290—300摄氏度化学反应才较明显。HDPE的 热裂解是C-C键的自由基断裂反应。反应降低 了树脂的相对分子质量,并在聚合物链中引入 乙烯基。产生了低分子量烃。在惰性气氛中的 裂解在500摄氏度以上才较明显,主要的裂解 产物是蜡、低分子量烷烃、烯烃和二烯烃。

            ③热氧化降解
            在高温时氧会在一系列的自由基反应中进攻HDPE分子,这些 分子, 在高温时氧会在一系列的自由基反应中进攻 分子 反应降低了树脂的相对分子质量,并在聚合物链中引入羟基和羧 反应降低了树脂的相对分子质量, 基等含氧基团。其他的氧化产物是水、 基等含氧基团。其他的氧化产物是水、醛、酮、醇等低分子量化 合物。 的氧化降解主要是被杂质引发的, 合物。HDPE的氧化降解主要是被杂质引发的,这些杂质主要是 的氧化降解主要是被杂质引发的 含钛和铬等的过渡族金属的催化剂残渣。 含钛和铬等的过渡族金属的催化剂残渣。因为氧化降解可以在造 粒或加工过程中产, 粒或加工过程中产,因而在这些操作过程中应保护熔融的树脂免 受氧的攻击。为避免热氧化降解,树脂中应加入抗氧剂,即自由 受氧的攻击。为避免热氧化降解,树脂中应加入抗氧剂, 基抑制剂,如萘胺、苯二胺等,抗氧剂的用量通常为0.1%— 基抑制剂,如萘胺、苯二胺等,抗氧剂的用量通常为 1.0%(质量)。 (质量)。 许多薄膜和容器表面印刷和染色的工业操作要用热氧化作为预处 理步骤。虽然染料对HDPE表面的粘附性很差,但用开放的火焰 表面的粘附性很差, 理步骤。虽然染料对 表面的粘附性很差 或电场处理,使制品表面层氧化后,可提高其粘附性。 或电场处理,使制品表面层氧化后,可提高其粘附性。这种处理 制品表面产生了极性基团, 使HDPE制品表面产生了极性基团,增加了对染料的亲和性。 制品表面产生了极性基团 增加了对染料的亲和性。

            ④光氧化降解
            虽然由氧和光引发的HDPE降解与热氧化降解相似,但前者却是 降解与热氧化降解相似, 虽然由氧和光引发的 降解与热氧化降解相似 在较低的温度下进行的。波长低于400nm的光引发了自由基反 在较低的温度下进行的。波长低于 的光引发了自由基反 该反应使相对分子质量降低, 应,该反应使相对分子质量降低,并在聚合物链中形成双键和有 机过氧化物,并释放出醇、 酮等低分子量化合物。 机过氧化物,并释放出醇、醛、酮等低分子量化合物。虽然 HDPE本身吸收紫外线的能力很差,但降解产生的极性产物却能 本身吸收紫外线的能力很差, 本身吸收紫外线的能力很差 和氧更快的反应,从而又加速了附加的自由基反应。 和氧更快的反应,从而又加速了附加的自由基反应。HDPE树脂 树脂 的光氧化降解引起老化、表面龟裂、脆化、变色等现象, 的光氧化降解引起老化、表面龟裂、脆化、变色等现象,同时明 显地损害其机械性能和电性能。运用可以保护树脂, 显地损害其机械性能和电性能。运用可以保护树脂,并吸收紫外 线的光稳定剂可以减慢这一过程。最好的光稳定剂是炭黑( 线的光稳定剂可以减慢这一过程。最好的光稳定剂是炭黑(通常 )、水杨酸酯 用2%—4%)、水杨酸酯,对物色的制品可用苯并三唑或二苯甲 )、水杨酸酯, 酮的取代物。 酮的取代物。

            (2)晶体结构 )
            HDPE是一种半结晶塑料,其结晶度为40%—80%,随支化度和 是一种半结晶塑料,其结晶度为 是一种半结晶塑料 , 相对分子质量的不同而不同。结晶HDPE的聚合物链有之字形的 相对分子质量的不同而不同。结晶 的聚合物链有之字形的 构型。 的主要结晶形式是正交晶系, 构型。HDPE的主要结晶形式是正交晶系,密度为 的主要结晶形式是正交晶系 密度为1.00 g/cm, , 晶胞参数为a=0.740nm,b=0.493nm,c=0.2534nm。聚合物链 晶胞参数为 , 。 轴方向排列。 单位晶胞的横截面如图2-5所示 沿c轴方向排列。HDPE单位晶胞的横截面如图 所示。HDPE 轴方向排列 单位晶胞的横截面如图 所示。 也可以不稳定的,假单斜晶系的第二种方式存在, 也可以不稳定的,假单斜晶系的第二种方式存在,晶胞参数为 a=0。405nm,b=0.485nm,c=0.254nm,a=B=90°, 。 , , , ° r=105°,密度为 ° 密度为0.965 g/cm。这种构型是在许多形式的低温加 。 工过程中形成的,这些过程包括薄膜和片材的生产、拉伸和压延, 工过程中形成的,这些过程包括薄膜和片材的生产、拉伸和压延, 因为假单斜晶系钩形通常是在HDPE制品中存在的。这种构型只 制品中存在的。 因为假单斜晶系钩形通常是在 制品中存在的 在50℃一下才稳定。加热到 ℃一下才稳定。加热到80—100℃,就又恢复为正交晶系。 ℃ 就又恢复为正交晶系。

            ①形态
            在一般条件下从熔融状态结晶的HDPE的形态是密集 的球晶,球晶是只有在高倍放大下才能见到的球形小 微粒。球晶是由更小的结构单元,即棒状的小纤维构 成,这些小纤维从球晶中心向各个方向铺开,填充了 球晶。这些小纤维又是由最小可辨别的形态结构,即 片晶组成的。晶体中含有与片晶垂直的聚合物链,这 些链每5—16nm就紧密地折叠一次(图2-6)。片晶被 几个聚合物链联结,它们从一个片晶穿过小的无定形 区到另一个片晶。这些联结链称为系带分子,为所有 半结晶聚合物提供了机械完整性和机械强度。片晶使 球晶具有刚性和高软化点温度,而分布在片晶之间的 无定形区使HDPE制品具有柔性和高冲击强度。

            ②相转移
            正交晶系HDPE晶体的外推平衡熔点是146-147℃,平 衡熔融热是4.01kJ/mol,实际测量慢结晶样品求得的 熔点是133—138℃。熔点部分地受相对分子质量影响, 相对分子质量从100万降低到4万,熔点只从137℃降 低到128℃。工业HDPE的熔点与支化度几乎存在线性 关系,即聚合物链上每1000个碳原子上的一个支链可 使熔点大致降低1℃。 由于HDPE有很高的结晶度,其玻璃化转移温度并不 能直接测量。玻璃化转移温度通常与HDPE的松弛过 程,即r松弛相关,后者经常在-140—-100℃时发生。 HDPE的脆化点与其r松弛温度接近。

            ③定向
            大部分HDPE制品,包括薄膜、纤维、管材和注塑制品都表现出 制品,包括薄膜、纤维、 大部分 制品 某种程度的分子和晶体的定向性。有些定向是自发产生的, 某种程度的分子和晶体的定向性。有些定向是自发产生的,如在 熔体流入模具,以及随后的结晶过程中的定向, 熔体流入模具,以及随后的结晶过程中的定向,而在纤维和薄膜 的制造过程中,定向是被拉伸操作形成的。 的制造过程中,定向是被拉伸操作形成的。 HDPE制品中存在两种形式的定向,当薄膜和纤维在熔点以下被 制品中存在两种形式的定向, 制品中存在两种形式的定向 单向拉伸时,晶体的c轴总是在拉伸方向被定向 轴总是在拉伸方向被定向, 单向拉伸时,晶体的 轴总是在拉伸方向被定向,定向程度随拉 伸比增加,可以接近100%。在从强定向的熔体中晶化的过程中, 伸比增加,可以接近 。在从强定向的熔体中晶化的过程中, 有相似的定向过程发生,例如在注塑工艺中。 有相似的定向过程发生,例如在注塑工艺中。第二种定向方式出 现在结晶起始时的轻拉伸过程中,这是生产吹塑薄膜的典型条件。 现在结晶起始时的轻拉伸过程中,这是生产吹塑薄膜的典型条件。 在这种条件下形成的薄膜表现出在薄膜的机械方向明显程度的a在这种条件下形成的薄膜表现出在薄膜的机械方向明显程度的 轴定向。 轴定向。

            三、机械性能及加工特性
            分子量、 分子量、分子量分布和支链长短数量是影响聚 乙烯性能的三个关键因素。 的物理性能, 乙烯性能的三个关键因素。HDPE的物理性能, 的物理性能 HDPE和HDPE的力学性能比较,LDPE、 的力学性能比较, 和 的力学性能比较 、 LLDPE、HDPE加工性能的比较见表 表2 加工性能的比较见表1/表 、 加工性能的比较见表 需要说明的是,在力学性能方面,由于HDPE主链上支链少而短,结晶度高,因 主链上支链少而短, 需要说明的是,在力学性能方面,由于 主链上支链少而短 结晶度高, 此它的拉伸强度、硬度都优于LDPE,抗冲击强度低于 此它的拉伸强度、硬度都优于 ,抗冲击强度低于LDPE,这是因为 ,这是因为LDPE中 中 存有较多的非晶区结构,有益于吸收冲击能量。在热性能方面, 存有较多的非晶区结构,有益于吸收冲击能量。在热性能方面,HDPE热性能最 热性能最 不受力下最高使用温度可达100℃,最低使用温度为 优,不受力下最高使用温度可达 ℃ 最低使用温度为—70~~100℃。在化学 ℃ 性能方面, 抗溶剂性能优于LDPE。例如,LDPE在苯中溶解温度为 ℃, 在苯中溶解温度为60℃ 性能方面,HDPE抗溶剂性能优于 抗溶剂性能优于 。例如, 在苯中溶解温度为 在苯中溶解温度可达80~~90℃,又例如 硝酸中浸泡48h只 而HDPE在苯中溶解温度可达 在苯中溶解温度可达 ℃ 又例如HDPE在98%硝酸中浸泡 在 硝酸中浸泡 只 增重5%, 却增重12.5%。在透气性能方面,HDPE透气性仅为 透气性仅为LDPE的五 增重 ,而LDPE却增重 却增重 。在透气性能方面, 透气性仅为 的五 分之一。在加工性能方面, 注塑塑化温度为180~~250℃,模具温度 分之一。在加工性能方面,HDPE注塑塑化温度为 注塑塑化温度为 ℃ 50~~170℃,注射压力 ℃ 注射压力80~~100MPa。挤压成型温度 。挤压成型温度165~~260℃,挤出压力 ℃ 35~~140MPa。吹塑成型温度 。吹塑成型温度170~~190℃,超薄薄膜成型温度为 ℃ 超薄薄膜成型温度为180~~230℃。 ℃ HDPE在加工成型时线性收缩比为 在加工成型时线性收缩比为2%~~5%。 在加工成型时线性收缩比为 。

            机械性能
            HDPE 树脂的 主要机 械性能 列于表3

            相对分子质量、 相对分子质量、MWD、定向、形态和决定树脂结晶度和密度的支化度均对树脂 、定向、 的机械性能有重要的影响

            ①相对分子质量和MWD的影响 相对分子质量和 的影响
            构成HDPE树脂形态的所有要素(即片晶、放射状的小纤维和球 构成 树脂形态的所有要素(即片晶、 树脂形态的所有要素 被两种类型的力联系成一个整体。 晶)被两种类型的力联系成一个整体。一种力是聚合物晶体邻近 分子链之间的范德华力, 分子链之间的范德华力,另一种就是从一个结构单元到另一个结 构单元的系带分子。只有足够长的分子才能起到这种系带作用, 构单元的系带分子。只有足够长的分子才能起到这种系带作用, 没有它们,球晶就会离散。正因如此,低分子量HDPE是脆的, 是脆的, 没有它们,球晶就会离散。正因如此,低分子量 是脆的 几十应变只有10%左右,也会断裂。工业用的HDPE相对分子质 几十应变只有 左右,也会断裂。工业用的 相对分子质 左右 量一般为8万到 万到120万,这种树脂在片晶之间有足够量的系带分 量一般为 万到 万 子形成。这种聚合物的屈服点几乎与相对分子质量无关。 子形成。这种聚合物的屈服点几乎与相对分子质量无关。进一步 提高树脂的相对分子质量会明显降低断裂伸长率( 提高树脂的相对分子质量会明显降低断裂伸长率(从1200%--1500%降到 降到200%---300%),并明显提高拉伸强度(从35--),并明显提高拉伸强度 降到 ),并明显提高拉伸强度( 40MPa提高到 提高到60MPa)。 )。 提高到 相对分子质量也影响HDPE制品的冲击强度。低分子量制品较脆, 相对分子质量也影响 制品的冲击强度。低分子量制品较脆, 制品的冲击强度 相对分子质量增加,冲击强度增加。当相对分子质量到达50— 相对分子质量增加,冲击强度增加。当相对分子质量到达 100万时,冲击强度可打到很高。 万时, 万时 冲击强度可打到很高。

            ②支化度的影响
            当HDPE的支化度增加时,其结晶度和片晶的厚度降 低,这种变化明显地改变了HDPE树脂的机械性能。 影响最大的两个性能是拉伸强度和拉伸伸长率。随支 化度的增加,HDPE树脂变得更软,更富有弹性。每 1000个碳原子的支链数由2增加到10,树脂的拉伸强 度大约由60MPa降到25MPa,但其拉伸伸长率却由 850%增加到1100%。机械性能差别来源于支链性质 和支化度的差别,即线型HDPE几乎不含短支链,支 化度低的HDPE有一些控制的短支链,而LDPE既有短 支链,也有长支链。

            ③定向的影响
            定向对HDPE的机械性能有重要的影响。用高度定向和不定向的HDPE树 的机械性能有重要的影响。用高度定向和不定向的 定向对 的机械性能有重要的影响 树 脂制成有同样横截面的制品,前者的强度大约是后者的10倍 脂制成有同样横截面的制品,前者的强度大约是后者的 倍。这种现象可 用聚合物的机械强度是由晶体之间链结数决定的理论来解释。 用聚合物的机械强度是由晶体之间链结数决定的理论来解释。系带链固定 在相邻的小晶粒上,并把它们结合在一起( 在相邻的小晶粒上,并把它们结合在一起(图2-6)因为这些链结很少,故 )因为这些链结很少, 晶体间的界面是聚合物的最弱点。 晶体间的界面是聚合物的最弱点。在聚合物拉伸并脱离其起始形态的过程 中晶体间的链结数明显增加,聚合物强度从而明显增强。 中晶体间的链结数明显增加,聚合物强度从而明显增强。定向也能明显提 高聚合物的刚性,高定向的HDPE丝的弹性模量大约可增加 倍。只要技术 丝的弹性模量大约可增加6倍 高聚合物的刚性,高定向的 丝的弹性模量大约可增加 上可使用高度定向的HDPE材料,如制纤维绳索和薄膜,那么引入定向的 材料, 上可使用高度定向的 材料 如制纤维绳索和薄膜, 结构就可以提供明显的优势。例如,如果一个HDPE薄膜中的大部分分子 结构就可以提供明显的优势。例如,如果一个 薄膜中的大部分分子 能够在薄膜平面内定向,那么它就能够达到最好的强度平衡。 能够在薄膜平面内定向,那么它就能够达到最好的强度平衡。 对于高分子量的HDPE树脂,可用一些特殊的加工技术增加晶体之间的链 树脂, 对于高分子量的 树脂 结数。例如,可使固体HDPE在100℃左右,200—300Mpa的低温条件下挤 结数。例如,可使固体 在 ℃左右, 的低温条件下挤 并从溶液中连续地涂覆薄膜或纤维(凝胶纺)。 )。铸膜或纤维再被冷拉 出,并从溶液中连续地涂覆薄膜或纤维(凝胶纺)。铸膜或纤维再被冷拉 伸到40倍 这种加工可产生高浓度的系带分子。 伸到 倍,这种加工可产生高浓度的系带分子。用凝胶纺工艺制得的纤维 是透明的,聚合物链是完好定向的。这些纤维具有超高模量( 是透明的,聚合物链是完好定向的。这些纤维具有超高模量(可高到 100GPa)和高拉伸强度(500—600MPa)。 )和高拉伸强度( )。

            四、成型加工
            HDPE可用很宽的不同加工法制造。以乙烯为 主要原料,丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体,在 催化剂的作用下,采用淤浆聚合或气相聚合工 艺,所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造 粒等工序,获得颗粒均匀的成品。包括诸如片 材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑,吹塑、 注塑和滚塑。

            ▲挤塑
            用于挤塑生产的品级一般具有小于1的熔体指数和中宽到宽的 MWD。在加工过程中,低的MI可获得适宜的熔体强度。更宽 MWD品级更适于挤塑,因为它们具有更高的生产速度,较低的 模口压力而且熔体断裂趋势减少。 HDPE有许多挤塑用途,如电线、电缆、软管、管材和型材。 管材应用范围从用于天然气小截面黄管到48in直径用于工业和城 市管道的厚壁黑管。大直径中空壁管用作混凝土制成的雨水排水 管和其它下水道管线的替代物增长迅速。 板材和热成型:许多大型野餐型冷藏箱的热成型衬里是由 HDPE制成的,具有韧性、重量轻和耐用性。其它片材和热成型 产品包括挡泥板、槽罐衬里、盘盆防护罩、运输箱和罐。一种大 量的增长迅速的片材应用是地膜或池底村里,这是基于MDPE具 有韧性、耐化学性和不渗透性。

            ▲吹塑
            在美国销售的 HDPE1/3以上用于吹塑用途。这些范 围从装漂白剂、机油、洗涤剂、牛奶和蒸馏水的瓶子 到大型冰箱、汽车燃料箱和筒罐。吹塑品级的特性指 标,如熔体强度、ES-CR和韧性,与用于片材和热 成型应用级相似,故相似品级可以采用。 注射-吹塑通常用于制造更小的容器(小于16oz), 用于包装药品、洗发液和化妆品。这种加工过程的一 个优点是生产瓶子自动去边角,不需象一般吹塑加工 那样的后期修整步骤。尽管有某些窄MWD品级用于改 进表面光洁度,一般使用中宽到宽MWD品级。

            ▲注塑
            HDPE有数不清的应用,范围从可重复使用的 薄壁饮料杯到5-gsl罐,消费国内生产的 HDPE的1/5。注塑品级一般熔体指数5~10, 有具有韧性较低流动性品级和具有可加工性的 较高流动性品级。用途包括日用品和食品薄壁 包装物;有韧性、耐用的食品和涂料罐;高抗 环境应力开裂应用,如小型发动机燃料箱和90 -gal垃圾罐。

            ▲滚塑
            采用这种加工法的材料一般被粉碎成粉末料,使其在热循环中熔 融并流动。滚塑使用两类PE:通用和可交联类。通用级MDPE /HDPE通常的密度范围从 0.935到 0.945g/CC,具有窄 MWD,使产品具有高冲击性和最小的翘曲,其熔体指数范围一 般为3—8。更高MI品级通常不适用,因为它们不具备滚塑制品 希望的冲击性和抗环境应力开裂性。 高性能滚塑应用系利用其化学可交联品级的独特性能。这些 品级在模塑周期的第一段,流动性好,而后交联以形成其卓越的 抗环境应力开裂性、韧性。耐磨性和耐气候性。可交联PE唯一 适用于大型容器,范围从500-gal运输各种化学品储罐到20, 000-gal农用储箱。

            ▲薄膜
            PE薄膜加工一般用普通吹膜加工或平挤加工 法。大多数PE用于薄膜,通用低密度PE (LDPE)或线性低密PE(LLDPE)都可用。 HDPE薄膜级一般用于要求优越的拉伸性和极 好的防渗性的地方。例如,HDPE膜常用于商 品袋、杂货袋和食物包装。

            五、工程应用及制品
            HDPE的工程应用范围很广泛,例如,中空吹塑制 品、注塑制品、薄膜、管材、单丝制品等。

            ①中空制品
            包括大型、中小型、多层共挤压等类型。大型中空制品包括化学工业中 的各种容器制品,中小型中空制品包括日用品器皿、药用瓶、儿童用品 等。多层挤压中空制品用于药品、食品包装,汽车油箱等。

            日用器皿: 日用器皿:

            药用瓶: 药用瓶:

            儿童用品: 儿童用品:

            食品包 装:

            汽车油箱: 汽车油箱:

            ②注塑制品
            饮料、啤酒周转箱: 饮料、啤酒周转箱:

            工程用机械零部件: 工程用机械零部件:

            ③薄膜制品
            包括有微薄膜( 微米),薄膜、 包括有微薄膜(7~~25微米),薄膜、重型包装膜、多孔膜、地膜 微米),薄膜 重型包装膜、多孔膜、

            ④管材制品
            包括有大口径管、双壁波纹管、固体输送管、天然气管等。 包括有大口径管、双壁波纹管、固体输送管、天然气管等。 大口径管: 大口径管:

            天然气管: 天然气管:

            ⑤单丝制品
            包括渔用网具、网绳、网箱等,其使用寿命是 麻网的三倍,其价格远低于尼龙网。单丝还是 制作纱窗的材料。
            纱窗: 纱窗:

            网具、网绳、网箱: 网具、网绳、网箱:

            参考文献: 参考文献:
            1、《常用合成树脂的性能和应用手册》 陈乐怡,张从容,雷燕湘 等 编著 出版地:北京 出版社:化学工业出版社 材料科学与工程出版中心 出 版日期:2002年4月 2、《乙烯及其部分衍生物工业基础》 安钢 主编 出版地:北京 出版社:化学工业出版社 出版日期: 2008年1月 3、《实用聚乙烯》 罗河胜 主编 出版地:广东 出版社:广东科技出版社 出版日期:1993年8月 4、杂志《当代化工》----《高密度聚乙烯技术进展》 作者:李兵 中油抚顺石化公司大乙烯项目建设筹备组 辽宁 抚顺 2006年10月 第35卷 第5期 页数:P322—324 5、百度百科:高密度聚乙烯 网址:http://baike.baidu.com/view/1012701.htm?fr=ala0_1_1


            相关文章:
            高密度聚乙烯HDPE_图文.ppt
            高密度聚乙烯HDPE - 聚乙烯英文名称:polyethylene ,简称PE,
            为何应用超高密度聚乙烯.doc
            为何应用超高密度聚乙烯 - 再生资源网 http://www.bianbao.net/ 本文摘自再生资源回收-变宝网(www.bianbao.net) 为何应用超高密度聚乙烯 什么是超高分...
            高密度聚乙烯_图文.ppt
            高密度聚乙烯 - 高密度聚乙烯 (HDPE) 简介 ? 英文名称为“High D
            高密度聚乙烯(HDPE) 主要特点及加工方法.pdf
            高密度聚乙烯(HDPE) 主要特点及加工方法 - 高密度聚乙烯是一种不透明白色腊
            高密度聚乙烯.pdf
            高密度聚乙烯_能源/化工_工程科技_专业资料。化学品安全技术说明书。MSDS 高密度聚乙烯化学品安全技 术说明书 第一部分:化学品名称 化学品中文名称: 高密度聚...
            高密度聚乙烯._图文.ppt
            高密度聚乙烯. - 林吓妹 2008062115 ?聚乙烯的简介 ?高密度聚乙烯HDPE的简介 ?HDPE的合成工艺 ?成型加工 ...
            低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别.doc
            低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别 - 低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别 低密度聚乙烯
            中石化HDPE(高密度聚乙烯)牌号大全.pdf
            中石化HDPE(高密度聚乙烯)牌号大全 - www.lan360.com 中石化 HDPE(高密度聚乙烯)牌号大全 不同的聚乙烯对应着不同的用途,下面是一份关于中石化聚乙烯的整理,...
            高密度聚乙烯 (1)_图文.ppt
            高密度聚乙烯 (1) - 聚乙烯英文名称:polyethylene ,简称PE,
            高密度聚乙烯_图文.doc
            高密度聚乙烯 - 高密度聚乙烯(High Density Polyethylen
            低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别.doc
            低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别 - 低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别 低密度聚乙烯
            高密度聚乙烯.doc
            高密度聚乙烯 - 高密度聚乙烯 科技名词定义 中文名称: 高密度聚乙烯 英文名称
            第四章 高密度聚乙烯生产.ppt
            第四章 高密度聚乙烯生产_能源/化工_工程科技_专业资料。 聚乙烯英文名称:po
            高密度聚乙烯拉伸试验_图文.pdf
            高密度聚乙烯拉伸试验 - Polymer Testing 47 (2015) 4
            高密度聚乙烯(HDPE)介绍.doc
            高密度聚乙烯(HDPE)介绍 - 高密度聚乙烯(HDPE)介绍 2008-12-
            高密度聚乙烯(HDPE)的注塑特性.doc
            高密度聚乙烯(HDPE)的注塑特性 - 高密度聚乙烯(HDPE)的注塑特性 典型
            HDPE高密度聚乙烯和LDPE 低密度聚乙烯的区别.doc
            HDPE高密度聚乙烯和LDPE 低密度聚乙烯的区别_专业资料。主要介绍HDPE和LDPE的特性及区别HDPE 高密度聚乙烯和 LDPE 低密度聚乙烯的区别 注塑模工艺条件:干燥:如果存...
            高密度聚乙烯.doc
            高密度聚乙烯 - 高密度聚乙烯( 高密度聚乙烯(HDPE) ) HDPE 是一种
            高密度聚乙烯.doc
            高密度聚乙烯_材料科学_工程科技_专业资料。塑料简介 高密度聚乙烯 PEHD
            塑料托盘原料高密度聚乙烯详解.doc
            塑料托盘原料高密度聚乙烯详解 - 塑料托盘原料高密度聚乙烯英文名称为“High