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树脂种类

聚乙烯的分类

通常我们所说的聚乙烯,其实一大类乙烯均聚物及共聚物的总称。根据分子结构和密度的区别,聚乙烯大体分为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯三种。虽然乙烯塑性体和弹性体也在大的聚乙烯范畴内,但因为它们的性质与常见的聚乙烯树脂相差甚远,大部分时候都会单独讨论。即便最常见的三种聚乙烯,其各自的特性也都各不相同。下面我们分别给大家仔细梳理一下。
低密度聚乙烯

 低密度聚乙烯,英文缩写LDPE,是最早商业化生产的聚乙烯品种。在上世纪30年代,最先由ICI商业化生产。低密度聚乙烯是乙烯单体在极高的压力下通过自由基聚合反应合成的均聚物。由于反应器内的压力很大,所以国内也称其为“高压聚乙烯”。虽然只有乙烯这一种单体,但由于反应条件剧烈,低密度聚乙烯分子具有高度支化的结构。大量的长支链结构使得它具有非常好的挤出性能和熔体强度。同样受制于剧烈的反应过程,反应中可以控制的条件少,所以低密度聚乙烯的密度范围很窄。常见的低密度聚乙烯密度大都在0.915~0.930之间。大部分低密度聚乙烯的熔点在105度左右。

高密度聚乙烯

高密度聚乙烯,英文缩写HDPE,是第一种利用催化剂合成的聚乙烯品种。第一次商业化生产是在50年代。由于催化剂的引入,使得反应条件不在那么苛刻。聚合反应可以在较低的压力下进行,所以国内也称其为“低压聚乙烯”。同样由于催化剂的作用,聚合过程可以温和有序地进行。从而得到规整的单链结构,没有任何长支链。在聚合过程中,只加入极少的共聚单体(丁烯或者己烯),甚至不加共聚单体,因此高密度聚乙烯的分子上只有极少的短支链结构。这使得它具有很高的结晶度,也就有较高的密度。现在一般把密度超过0.940的聚乙烯都称为高密度聚乙烯。当然,典型的高密度聚乙烯大都有0.950或者更高的密度,熔点也都在130度以上。高结晶度给高密度聚乙烯带来了很好的挺度以及水汽阻隔性,但也使其透明度和光泽度大幅下降。

线性低密度聚乙烯

随着聚合工艺技术的发展,在70年代利用齐格勒-纳塔催化剂成功开发线性低密度聚乙烯(LLDPE)。顾名思义,线性低密度聚乙烯的特点是具有线性单链结构的同时,有较低的密度。最常见的线性低密度聚乙烯的密度在0.920附近。但实际上,可以通过控制聚合中共聚单体的含量,对线性低密度聚乙烯的密度进行很好的调控。理论上0.8550.960之间的任何密度都可以生产。不过常见的规格都在0.9150.940之间。由于共聚单体的不同,线性低密度聚乙烯又可以分为四碳线性(丁烯共聚),六碳线性(己烯共聚)和八碳线性(辛烯共聚)。一般来说,共聚单体越大,物理性能越好。但目前国产线性绝大多数都仍然只是四碳线性。六碳和八碳线性主要仍然依靠进口。

茂金属聚乙烯

 

茂金属催化剂是在90年代发明并使用到聚乙烯商业化生产的。利用茂金属催化聚合得到的聚乙烯被称为茂金属聚乙烯。严格来说,它其实是一种线性低密度聚乙烯。但由于茂金属催化剂对分子结构的控制更精确,使得茂金属聚乙烯能够提供非常优异的韧性和热封性能。同时,也可以生产更宽密度范围的产品。从弹性体、到低温起封的塑性体、最常见的0.920密度甚至中高密度,都可以用茂金属技术生产得到。

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