聚乙烯(PE)分类、性能及应用发布日期: 2024-05-31 来源:行业新闻
聚乙烯(PE)是最受喜爱的热塑性材料之一。它有不同的晶体结构,称为HDPE,LDPE和LLDPE。这种商品塑料是通过加成或自由基聚合生产的。它用于广泛的应用:塑料容器、瓶子、袋子、塑料玩具等。
聚乙烯或聚乙烯是聚烯烃的一种。它通常缩写为 PE。PE的化学式为(C2H4)n.它重量轻,耐用,是最常用的塑料之一。用于冷冻食品袋、瓶子、谷物衬垫、酸奶容器等。环顾四周,所有回收代码为 2 和 4 的塑料均由 PE 制成。这些塑料具有不一样的晶体结构。
聚乙烯由乙烯(或乙烯)单体聚合而成。PE链是通过加成或自由基聚合产生的。可能的合成方法有:
根据其密度和分支,不同的PE等级可能有很不同的性能。因此,PE等级分类如下。
高密度聚乙烯(HDPE)是一种具有线性结构的经济高效的热塑性塑料。它没有分支或分支程度低。它具有柔韧性、半透明/蜡状和耐候性。高密度聚乙烯的化学结构为:
HDPE由于结晶度高(90%)而更坚硬。这也代表着它的透明度低于LDPE和LLDPE版本。HDPE在低温下也显示出韧性。
HDPE在低温(70-300°C)和压力(10-80巴)下制造。它源自:
连续温度:-50°C 至 +60°C,相对刚性的材料,具有有用的温度能力
出色的性能组合使HDPE成为各行各业各种应用的理想材料。HDPE的一些主要用途包括:
包装应用 – HDPE 用于多种包装应用,包括板条箱、托盘、牛奶和果汁瓶、食品包装盖、杰里罐、桶、工业散装容器等。在此类应用中,HDPE为最终产品提供了合理的冲击强度。
消费品 – 低成本和易于加工性使HDPE成为多种家庭/消费品(如垃圾箱,家庭用品,冰盒,玩具等)的首选材料。
纤维和纺织品 – 由于其高拉伸强度,HDPE大范围的使用在农业应用,如绳索,渔网和运动网,网以及工业和装饰织物。
HDPE的其他应用包括管道和配件(用于天然气,水,污水,排水,排污口,工业应用,电缆保护,钢管涂层,大型检查室和管道污水检修孔等的管道),由于其优异的耐化学性和耐水解性,汽车 - 油箱,布线和电缆 - 能源片,电信电缆。
低密度聚乙烯(LDPE)是一种结晶度低(~50-60%)的半刚性聚合物。LDPE由4,000-40,000个碳原子组成,有许多短分支。与HDPE相比,它具有更高程度的短侧链和长侧链分支。LDPE的化学结构为:
LDPE在高压(1000-3000帕)和温度(80-300°C)下生产。它是通过自由基聚合过程衍生的。生产LDPE的两个基本过程:
为了克服这些挑战,已经开发了几种具有改进性能的LDPE牌号,例如紫外线稳定,高强度,抗粘连等。
LDPE大多数都用在制造容器,分配瓶,洗涤瓶,管道,计算机组件塑料袋以及各种成型实验室设备。LDPE最流行的应用是塑料袋。
包装 – 由于其低成本和良好的灵活性,LDPE 在包装行业中用于药品和挤压瓶、瓶盖和封盖、防篡改、衬里、垃圾袋、食品包装薄膜(冷冻、干货等)、层压等。
管道和配件 – LDPE 由于其可塑性和低吸水性,用来制造管道和配件业的水管和软管。
其他应用包括消费品 - 家庭用品,柔性玩具,农用薄膜,电线和电缆 - 次导体绝缘体,电缆护套。
线性低密度聚乙烯(LLDPE)的结构具有具有短而均匀分支的线性主链(与LDPE的长分支不同)。这些短枝在伸长时能够相互滑动,而不会像LPDE那样缠绕在一起。它在结构上类似于LDPE。
该过程使用齐格勒-纳塔或茂金属催化剂进行。在目前的情况下,由于以下特性,LLDPE在取代LDPE方面非常成功。
超高分子量聚乙烯的分子量在3.5至7.5百万amu之间。这比HDPE树脂高约10倍。HDPE和UHMWPE的外观相似。但UHMWPE是坚韧、耐磨且低成本的塑料。适用于可能涉及摩擦或磨损的工业或制造应用。
UHMWPE是使用茂金属催化剂和乙烷单元合成的。这些单元粘合在一起,形成UHMWPE结构。这种结构每个分子有100,000至250,000个单体单位。
即使在高温下,它也能抵抗多种溶剂,但芳香族、卤代烃和强氧化性材料(如硝酸)除外。
高密度交联PE是具有交联结构的聚乙烯的一种形式。它缩写为PEX或XLPE。它专为关键应用而设计。
交联聚乙烯由聚乙烯在高压下与有机过氧化物制成。这会产生自由基,由此产生聚合物的交联。因此,树脂专为以下关键应用而设计:
交联聚乙烯电缆是迄今为止最受喜爱的电缆,交联聚乙烯在多种电气应用中提供了无限的好处,这要归功于其防潮性、抗应力性和比其他同类电力电缆更高的抗热变形保护。尤其是在比较交联聚乙烯与聚氯乙烯电缆时,交联聚乙烯电源线具有:
各种形式的聚乙烯可用于注塑、吹塑、挤出等工艺和各种薄膜制作流程与工艺,如压延或吹膜挤出。
HDPE能够最终靠注塑,挤出(管材,吹膜和流延膜,电缆等),吹塑和滚塑成型轻松加工。作为注塑成型工艺的理想材料,大多数都用在批量和连续生产。
用于LDPE的最常见加工技术是挤出(管材,吹膜和流延膜,电缆等)。LDPE也能够最终靠注塑或滚塑加工
UHMWPE通过压缩成型,柱塞挤出,凝胶纺丝和烧结进行各种加工。常规方法如注塑、吹塑或挤出成型,因为这样一种材料即使在高于其熔点的温度下也不会流动。
PE(主要是HDPE)作为3D打印材料逐渐普及。它的强度、低密度和无毒使其成为各种 3D 打印物体的理想选择。此外,回收的PE等级和生物基PE也用于3D打印的加工。PE的绝对可用性鼓励了将这样一种材料应用于增材制造的努力。
LDPE和HDPE本质上是不可生物降解的。它们对世界塑料废物做出了重大贡献。两种形式的PE都是可回收的。它们用来生产非食品瓶、户外应用塑料、堆肥箱等。
HDPE管道用于非饮用水应用。对于饮用水,HDPE可用于热水和冷水服务应用。
近年来,交联PE在饮用水中变得很流行,但PEX需要特殊的配件,并且不可回收。