聚乙烯線性PE介紹
區分線性聚乙烯與支化聚乙烯的一個有用途徑是考慮其生成方法。
線性PE包括超低密度(ULDPE),線性低密度PE(LLDPE),高密度(HDPE),高分子量高密度(HMW=HDPE)和超高分子量(UHMW-PE),它在聚合反應器中壓力遠低于制造支化PE所用的壓力。在制造支化PE時,聚合物決定性參數是密度,從某種意義來說,它表述了聚合物長主鏈組合時的緊密度和規整度(或結晶度)。密度可通過反應器壓力和熱量的變化而改變;另一方面,線性PE的密度隨與乙烯共聚用單體的用量而異。共聚單體生成的短支鏈隨著乙烯主鏈一起形成,由于支鏈使聚合物主鏈間產生分離,共聚單體數量越多,聚合物密度越低。
相反,支化PE同時具有短支鏈和長支鏈。LLDPE特性有些不同于其支化同類物LDPE,就是這個原因。如其名字所示,LLDPE是更“線性”,更結晶性,由此加工不同且表現出不同的最終應用性能。通常這種差別不很大,但在一些加工中象吹塑薄膜時,如由生產LDPE改為生產LLDPE,它們則對設備需作相當顯著的修改。自從LLDPE開始廣泛采用并證明其最終應用性質有顯著不同以來,在過去的15年中象這樣的替代頻繁增加。
線性和支化PE之間的其它不同特性是由于化學構成的不同。雖然它們的單體都是乙烯,但在共聚單體類型上有差別。盡管線性PE是以均聚物形式存在(最高密度等級的HDPE,如用于牛奶瓶的,是均聚物),大多數的線性等級是共聚物,其共聚單體是α一烯烴類原料如丁烯、己烯、4一甲基一1一戊烯和辛烯。相反,所有的LDPE都是均聚物,支化PE共聚物一般具有極性分子單體諸如醋酸乙烯(生成EVA),丙烯酸(生成EAA)等等可賦予諸如粘性的特殊性能。
密度0.92LLDPE樹脂(一種強力的薄膜等級)的通常的共聚單體含量為8%- 10%。聚合物特性隨使用不同類型的a-烯烴而各異。一般說,增加短支鏈長度可改進性能。從丙烯、丁烯,到乙烯和4一甲基一1戊烯,再到辛烯增加碳含量,短支鏈長度依次增加。用丙烯作共聚單體,其性能不會顯著高于 100%乙烯生成的PE。然而,由于聚合過程和其他的聚合物生產的參數不同,單體類型不應被認為是樹脂特性形成的單一指標。
ULDPE、LLDPE和HDPE這一套名稱,完全足以表述現有線性PE的范圍。然而,密度不是確定線性PE類型的唯一重要的參數。例如受分子量因素控制,在上述密度范圍聚合物可有進一步的差別。
再之,新近發明集中于分子量的分布(MWD)。利用所謂單一位置催化劑進行聚合,樹脂公司已生產出分子量分布窄的等級,其主要的最終應用性能如韌性已達到最大值。然而MWD窄的與相對照產物相比,可加工性能減弱了。減少或消除這種損失的折衷辦法正在研究之中。有一條開發路線是生產“雙峰”樹脂,其MWD峰值在1個以上,兼具韌性和可加工性能。另一條路線是生產窄分子量分布的樹脂,這種樹脂在本質上是線性聚合物,但具有與LDPE類似的長鏈側分支。
主要的線性PE類型
線性PE的主要種類如下:
高密度PE是最老的線性PE,在1957年推出。其特征是密度在0.940以上,具有剛性、韌性好的抗環境應力開裂性(ESCR)和低溫性能。并在許多主要市場中廣泛應用。一些實例是吹塑包裝物、模塑零件、擠壓管材、型材和滾塑大型中空制品。
線性低密PE大量出現是在1980,雖然各等級早在1960年就有商業供應。它的密度一般是0.916~0.940。
LLDPE的最大的滲透市場是吹塑和平擠薄膜,用于拉伸/粘結(碼垛包裝等)用途,食品雜貨袋和重負載的船運包裝袋。其它薄膜用途包括巾式村里,家用食品袋和農用薄膜。模塑級LLDPE已轉到LDPE的一些傳統市場——例如,注塑封蓋、容器、油漆罐、滾塑筒和其它大型中空制品。
超低密度PE是相對新的線性PE。其密度在0.89~0.915之間。具有柔軟性、韌性;并有很寬的加工溫度范圍,可用于薄膜和板材。它也用作共混樹脂以及聚丙烯和HDPE的抗沖擊改性劑。
為0.94~0.96,在某些場合,加工過程只能用特殊技術和設備。韌性很突出,且抗環境應力開裂性(ESCR)很好。這種材料的一個最大市場是擠塑大直徑管于,如用于飲用水,配氣系統和下水管道的襯套;另一個最大市場是大型吹塑零件如55加侖筒和汽車燃料箱;第三個最大市場是制造薄膜,商業用作貨物袋(如廢物袋)。
超高分子量PE,如其名字所示,平均分子量300萬或更高,有分子量高達600萬的等級。以細粉供應加工廠,它可通過壓塑或擠料桿式擠塑加工。
因為這種樹脂既不熔融也不具有可測定的熔融流動指數,其加工工藝沿用冶金工藝。它具有卓越的耐磨損性、韌性、化學惰性、低摩擦系數性能和自潤滑性,使其廣泛用于各種大宗材料處理,制作化學泵零件、進料螺桿,紡織機和其它機械構件。