目錄 由乙烯聚合而成的高分子化合物。呈乳白色。電絶緣性能好,耐腐蝕,具熱塑性,手感似蠟。可製得不同密度(092~096/釐米3)的産物。密度高的其剛性、熔點和硬度等也高。可製造農用薄膜、包裝袋、容器、管道、日用器皿等。 簡稱pe,是乙烯經聚合製得的一種熱塑性樹脂。在工業上,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,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。采用不同的生産方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的産物。聚乙烯 可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電綫電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絶緣材料。隨着石油化工的發展,聚乙烯 生産得到迅速發展,産量約占塑料總産量的1/4。1983年世界聚乙烯 總生産能力為24.65mt,在建裝置能力為3.16mt。
聚合壓力大小:高壓、中壓、低壓;
聚合實施方法: 淤漿法、溶液法 、氣相法 ;
産品密度大小:高密度、中密度、低密度、綫性低密度;
産品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。
生産方法 分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生産低密度聚乙烯 ,這種方法開發得早,用此法生産的聚乙烯 至今約占聚乙烯 總産量的2/3,但隨着生産技術和催化劑的發展,其增長速度已大大落後於低壓法。低壓法就其實施方法來說,有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用於生産高密度聚乙烯 ,而溶液法和氣相法不僅可以生産高密度聚乙烯 ,還可通過加共聚單體,生産中、低密度聚乙烯 ,也稱為綫型低密度聚乙烯 。近年來,各種低壓法工藝發展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生産的主要是高密度聚乙烯 。
聚乙烯 特性
聚乙烯 無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。
聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。
聚乙烯 的種類
(1) ldpe:低密度聚乙烯 、高壓聚乙烯
(2) lldpe:綫形低密度聚乙烯
(3) mdpe:中密度聚乙烯 、雙峰樹脂
(4) hdpe:高密度聚乙烯 、低壓聚乙烯
(5) uhmwpe:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯 :cpe、交聯聚乙烯 (pex)
(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、eva、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯poe、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(eaa、 emaa 、eea、ema、emma、emah)
分子量達到3,000,000-6,000,000的綫性聚乙烯 稱為超高分子量聚乙烯 (uhmwpe)。超高分子量聚乙烯 的強度非常高,可以用來做防彈衣。
主要方法:
液相法(又分為溶液法和淤漿法)和氣相法(物料在反應器中的相態類型)。我國主要采用齊格勒催化劑的淤漿法。
條件與過程描述:純度99%以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下,在壓力0.1-0.5mpa和溫度65-75℃的汽油中聚合得到hdpe的淤漿。經醇解破壞殘餘的催化劑、中和、水洗,並回收汽油和未聚合的乙烯,經乾燥、造粒得到産品。
化學名稱:聚乙烯
英文名稱:polyethylene(簡稱pe)
比重:0.94-0.96/立方釐米 成型收縮率:1.5-3.6% 成型溫度:140-220℃
特點:耐腐蝕性,電絶緣性(尤其高頻絶緣性)優良,可以氯化,化學交聯、輻照交聯改性,可用玻璃纖維增強.低壓聚乙烯 的熔點,剛性,硬度和強度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯 的柔軟性,伸長率,衝擊強度和滲透性較好;超高分子量聚乙烯 衝擊強度高,耐疲勞,耐磨. 低壓聚乙烯 適於製作耐腐蝕零件和絶緣零件;高壓聚乙烯 適於製作薄膜等;超高分子量聚乙烯 適於製作減震,耐磨及傳動零件.
成型特性:
1.結晶料,吸濕小,不須充分乾燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓註射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內應力增大.註意選擇澆口位置,防止産生縮孔和變形.
2.收縮範圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹麯.冷卻速度宜慢,模具設冷料穴,並有冷卻係統.
3.加熱時間不宜過長,否則會發生分解.
4.軟質塑件有較淺的側凹槽時,可強行脫模.
5.可能發生融體破裂,不宜與有機溶劑接觸,以防開裂
聚乙烯 産品介紹
1.1産品類別
聚乙烯 (pe)是通用合成樹脂中産量最大的品種,主要包括低密度聚乙烯 (ldpe)、綫型低密度聚乙烯 (lldpe)、高密度聚乙烯 (hdpe)及一些具有特殊性能的産品。
1.2聚乙烯 物理性能
聚乙烯 為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無毒,具有優越的介電性能。易燃燒且離火後繼續燃燒。透水率低,對有機蒸汽透過率則較大。聚乙烯 的透明度隨結晶度增加而下降在一定結晶度下,透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯 熔點範圍為132-135oc,低密度聚乙烯 熔點較低(112oc)且範圍寬。
常溫下不溶於任何已知溶劑中,70oc以上可少量溶解於甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶劑中
1.3聚乙烯 化學性能
聚乙烯 有優異的化學穩定性,室溫下耐????酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質,硝酸和硫酸對聚乙烯 有較強的破壞作用。聚乙烯 容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外綫作用下容易發生降解,碳黑對聚乙烯 有優異的光屏蔽作用。受輻射後可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反映。
1.4各類聚乙烯 産品用途
高壓聚乙烯 :一半以上用於薄膜製品,其次是管材、註射成型製品、電綫包裹層等
中低、壓聚乙烯 :以註射成型製品及中空製品為主。
超高壓聚乙烯 :由於超高分子聚乙烯 優異的綜合性能,可作為工程塑料使用。 Norton公司商標 英文名稱:polyethylene
簡稱PE,是乙烯經聚合製得的一種熱塑性樹脂。在工業上,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,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。采用不同的生産方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的産物。聚乙烯 可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電綫電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絶緣材料。隨着石油化工的發展,聚乙烯 生産得到迅速發展,産量約占塑料總産量的1/4。1983年世界聚乙烯 總生産能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。
近年來在核物理,天體物理,反應堆運行中運用聚乙烯 作為漫化劑來測量中子.對核物理的研究做出了自己的貢獻. CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······
簡寫:nCH2=CH2→
聚合壓力大小:高壓、中壓、低壓;
聚合實施方法: 淤漿法、溶液法 、氣相法 ;
産品密度大小:高密度、中密度、低密度、綫性低密度;
産品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。 分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生産低密度聚乙烯 ,這種方法開發得早,用此法生産的聚乙烯 至今約占聚乙烯 總産量的2/3,但隨着生産技術和催化劑的發展,其增長速度已大大落後於低壓法。低壓法就其實施方法來說,有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用於生産高密度聚乙烯 ,而溶液法和氣相法不僅可以生産高密度聚乙烯 ,還可通過加共聚單體,生産中、低密度聚乙烯 ,也稱為綫型低密度聚乙烯 。近年來,各種低壓法工藝發展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生産的主要是高密度聚乙烯 。
聚乙烯 特性
聚乙烯 無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。
聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。
聚乙烯 的種類
(1) LDPE:低密度聚乙烯 、高壓聚乙烯
(2) LLDPE:綫形低密度聚乙烯
(3) MDPE:中密度聚乙烯 、雙峰樹脂
(4) HDPE:高密度聚乙烯 、低壓聚乙烯
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯 :CPE、交聯聚乙烯 (PEX)
(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
分子量達到3,000,000-6,000,000的綫性聚乙烯 稱為超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。超高分子量聚乙烯 的強度非常高,可以用來做防彈衣。
主要方法:
液相法(又分為溶液法和淤漿法)和氣相法(物料在反應器中的相態類型)。我國主要采用齊格勒催化劑的淤漿法。
條件與過程描述:純度99%以上的乙烯在催化劑四氯化鈦和一氯二乙基鋁存在下,在壓力0.1-0.5MPa和溫度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤漿。經醇解破壞殘餘的催化劑、中和、水洗,並回收汽油和未聚合的乙烯,經乾燥、造粒得到産品。
化學名稱:聚乙烯
英文名稱:Polyethylene(簡稱PE)
比重:0.94-0.96/立方釐米 成型收縮率:1.5-3.6% 成型溫度:140-220℃
特點:耐腐蝕性,電絶緣性(尤其高頻絶緣性)優良,可以氯化,化學交聯、輻照交聯改性,可用玻璃纖維增強.低壓聚乙烯 的熔點,剛性,硬度和強度較高,吸水性小,有良好的電性能和耐輻射性;高壓聚乙烯 的柔軟性,伸長率,衝擊強度和滲透性較好;超高分子量聚乙烯 衝擊強度高,耐疲勞,耐磨. 低壓聚乙烯 適於製作耐腐蝕零件和絶緣零件;高壓聚乙烯 適於製作薄膜等;超高分子量聚乙烯 適於製作減震,耐磨及傳動零件.
成型特性:
1.結晶料,吸濕小,不須充分乾燥,流動性極好流動性對壓力敏感,成型時宜用高壓註射,料溫均勻,填充速度快,保壓充分.不宜用直接澆口,以防收縮不均,內應力增大.註意選擇澆口位置,防止産生縮孔和變形.
2.收縮範圍和收縮值大,方向性明顯,易變形翹麯.冷卻速度宜慢,模具設冷料穴,並有冷卻係統.
3.加熱時間不宜過長,否則會發生分解.
4.軟質塑件有較淺的側凹槽時,可強行脫模.
5.可能發生融體破裂,不宜與有機溶劑接觸,以防開裂
聚乙烯 類産品
1.1産品類別
聚乙烯 (PE)是通用合成樹脂中産量最大的品種,主要包括低密度聚乙烯 (LDPE)、綫型低密度聚乙烯 (LLDPE)、高密度聚乙烯 (HDPE)及一些具有特殊性能的産品。
1.2聚乙烯 物理性能
聚乙烯 為白色蠟狀半透明材料,柔而韌,比水輕,無毒,具有優越的介電性能。易燃燒且離火後繼續燃燒。透水率低,對有機蒸汽透過率則較大。聚乙烯 的透明度隨結晶度增加而下降在一定結晶度下,透明度隨分子量增大而提高。高密度聚乙烯 熔點範圍為132-135oC,低密度聚乙烯 熔點較低(112oC)且範圍寬。
常溫下不溶於任何已知溶劑中,70oC以上可少量溶解於甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯
等溶劑中
1.3聚乙烯 化學性能
聚乙烯 有優異的化學穩定性,室溫下耐????酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學物質,硝酸和硫酸對聚乙烯 有較強的破壞作用。聚乙烯 容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外綫作用下容易發生降解,碳黑對聚乙烯 有優異的光屏蔽作用。受輻射後可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反映。
1.4各類聚乙烯 産品用途
高壓聚乙烯 :一半以上用於薄膜製品,其次是管材、註射成型製品、電綫包裹層等
中低、壓聚乙烯 :以註射成型製品及中空製品為主。
超高壓聚乙烯 :由於超高分子聚乙烯 優異的綜合性能,可作為工程塑料使用。
熔點 140攝氏度
熔化焓292.88J/g 聚乙烯 的種類:
(1) LDPE:低密度聚乙烯 (又稱高壓聚乙烯 )
(2) LLDPE:綫形低密度聚乙烯
(3) MDPE:中密度聚乙烯
(4) HDPE:高密度聚乙烯 (又稱低壓聚乙烯 )
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6) 改性聚乙烯 :氯化聚乙烯 (CPE)、交聯聚乙烯 (PEX)
(7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烴(如辛烯POE、環烯烴)的共聚物、乙烯-不飽和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量達到300萬-600萬的聚乙烯 稱為超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。超高分子量聚乙烯 的強度非常高,可以用來做防彈衣。
LDPE樹脂
性質: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130℃~145℃。不溶於水,微溶於烴類、甲苯等。能耐大多數酸鹼的侵蝕,吸水性小,在低溫時仍能保持柔軟性,電絶緣性高。
生産工藝:主要有高壓管式法和釜式法兩種。從目前發展狀況看,為降低反應溫度和壓力,管式法工藝普遍采用低溫高活性引劑引發聚合體係,以高純度乙烯為主要原料,以丙烯/丙烷等為密度調整劑,使用高活性引發劑在約200℃~330℃、150-300MPa條件下進行聚合反應。反應器中引發聚合的熔融聚合物,必須要經過高壓、中壓和低壓冷卻、分離,高壓循環氣體經過冷卻、分離後送入超高壓(300MPa)壓縮機入口,中壓循環氣體經過冷卻、分離後送入高壓(30MPa)壓縮機入口,而低壓循環氣體經過冷卻、分離後送入低壓(0.5MPa)壓縮機循環利用,而熔融聚乙烯 經過高壓、低壓分離後送入造粒機,進行水中切粒,在造粒時,企業可以根據不同應用領域,加入適宜的添加劑,顆粒經包裝出廠。
用途:可以采用註塑、擠塑、吹塑等加工方法。主要用作農膜、工業用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機械零件、日用品、建築材料、電綫、電纜絶緣、塗層和合成紙等。
LLDPE樹脂
性質:由於LLDPE和LDPE的分子結構明顯不同,性能也有所不同。與LDPE相比,LLDPE具有優異的耐環境應力開裂性能和電絶緣性,較高的耐熱性能,抗衝和耐穿刺性能等。
生産工藝:LLDPE樹脂主要利用全密度聚乙烯 裝置生産,代表性的生産工藝為Innovene工藝和UCC的Unipol工藝。
用途:通過註塑、擠出、吹塑等成型方法,生産薄膜、日用品、管材、電綫電纜等。
HDPE樹脂
性質: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為2mm~5mm,無機械雜質,具熱塑性。粉料為本白色粉末,合格品允許有微黃色。常溫下不溶於一般溶劑,但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹,在70℃以上時稍溶於甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發生氧化作用。能耐大多數酸鹼的侵蝕。吸水性小,在低溫時仍能保持柔軟性,電絶緣性高。
生産工藝:采用氣相法和淤漿法二種生産工藝。其中,淤漿法環管生産工藝以菲利浦斯公司、Basell公司和北歐的北星環管工藝技術為代表。釜式淤漿法則以日本三井公司CX工藝為代表。
用途:采用註塑、吹塑、擠塑、滾塑等成型方法,生産薄膜製品、日用品及工業用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結紮帶,繩纜、魚網和編織用纖維、電綫電纜等。
【-CH2-CH2-】n 簡稱PE,是乙烯經聚合製得的一種熱塑性樹脂。在工業上,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,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。采用不同的生産方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的産物。聚乙烯 可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電綫電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絶緣材料。隨着石油化工的發展,聚乙烯 生産得到迅速發展,産量約占塑料總産量的1/4。1983年世界聚乙烯 總生産能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。
沿革 1933年,英國卜內門化學工業公司發現乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯 。此法於1939年工業化,通稱為高壓法。1953年聯邦德國 K.齊格勒發現以 TiCl4-Al(C2H5)3為催化劑,乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯邦德國赫斯特公司於1955年投入工業化生産,通稱為低壓法聚乙烯 。50年代初期,美國菲利浦石油公司發現以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑,乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯 ,並於1957年實現工業化生産。60年代,加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α-烯烴用溶液法製成低密度聚乙烯 。1977年,美國聯合碳化物公司和陶氏化學公司先後采用低壓法製成低密度聚乙烯 ,稱作綫型低密度聚乙烯 ,其中以聯合碳化物公司的氣相法最為重要。綫型低密度聚乙烯 性能與低密度聚乙烯 相似,而又兼有高密度聚乙烯 的若幹特性,加之生産中能量消耗低,因此發展極為迅速,成為最令人註目的新合成樹脂之一。
低壓法的核心技術在於催化劑。德國齊格勒發明的TiCl4-Al(C2H5)3體係為聚烯烴的第一代催化劑,催化效率較低,每剋鈦約得數千克聚乙烯 。1963年比利時索爾維公司首創以鎂化合物為載體的第二代催化劑,催化效率達每剋鈦得數萬至數十萬剋聚乙烯 。采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘渣的後處理工序。以後又發展了氣相法高效催化劑。1975年,意大利蒙特愛迪生集團公司研製成可省去造粒而直接生産球狀聚乙烯 的催化劑,被稱作第三代催化劑,是高密度聚乙烯 生産的又一變革。
分類 有多種分類方法,主要按密度(圖1)分類:①高密度聚乙烯 ,是不透明的白色粉末,造粒後為乳白色顆粒,分子為綫型結構,很少支化現象,是較典型的結晶高聚物。機械性能均優於低密度聚乙烯 ,熔點比低密度聚乙烯 高,約126~136℃,其脆化溫度比低密度聚乙烯 低,約-100~-140℃。②低密度聚乙烯 ,是無色、半透明顆粒,分子中有長支鏈,分子間排列不緊密。③綫型低密度聚乙烯 ,分子中一般衹有短支鏈存在,機械性能介於高密度和低密度聚乙烯 兩者之間,熔點比普通低密度聚乙烯 高15℃,耐低溫性能也比低密度聚乙烯 好,耐環境應力開裂性比普通低密度聚乙烯 高數十倍。此外,按生産方法可分為低壓法聚乙烯 、中壓法聚乙烯 和高壓法聚乙烯 (1),聚乙烯 的生産方法不同,其密度及熔體指數(表示流動性)也不同(圖2)。按分子量可分為低分子量聚乙烯 、普通分子量聚乙烯 和超高分子量聚乙烯 (2)。
生産方法 分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生産低密度聚乙烯 ,這種方法開發得早,用此法生産的聚乙烯 至今約占聚乙烯 總産量的2/3,但隨着生産技術和催化劑的發展,其增長速度已大大落後於低壓法。低壓法就其實施方法來說,有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用於生産高密度聚乙烯 ,而溶液法和氣相法不僅可以生産高密度聚乙烯 ,還可通過加共聚單體,生産中、低密度聚乙烯 ,也稱為綫型低密度聚乙烯 。近年來,各種低壓法工藝發展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生産的主要是高密度聚乙烯 。
高壓法 用氧或過氧化物等作引發劑,使乙烯聚合為低密度聚乙烯 的方法。乙烯經二級壓縮後進入反應器(圖3),在壓力100~300MPa、溫度200~300℃及引發劑作用下聚合為聚乙烯 ,反應物經減壓分離,使未反應的乙烯回收後循環使用,熔融狀的聚乙烯 在加入塑料助劑後擠出造粒。(見彩圖)
所用聚合反應器有管式反應器(管長可達 2000m)和釜式反應器兩種。管式法流程的單程轉化率20%~34%,單綫年生産能力100kt。釜式法流程的單程轉化率20%~25%,單綫年生産能力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製、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。
①淤漿法 生成的聚乙烯 不溶於溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和,易於操作,常用烷基鋁作活化劑,氫氣作分子量調節劑,多采用釜式反應器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經閃蒸釜、氣液分離器到粉料乾燥機,然後去造粒(圖4)。生産過程中還包括溶劑回收、溶劑精製等步驟。采用不同的聚合釜串聯或並聯的組合方式,可以得到不同分子量分佈的産品。
②溶液法 聚合在溶劑中進行,但乙烯和聚乙烯 均溶於溶劑中,反應體係為均相溶液。反應溫度(≥140℃)、壓力(4~5MPa)較高。特點是聚合時間短,生産強度大,可兼産高、中、低三種密度的聚乙烯 ,能較好地控製産品的性質;但溶液法所得聚合物分子量較低,分子量分佈窄,固體物含量較低。
③氣相法 乙烯在氣態下聚合, 一般采用流化床反應器。催化劑有鉻係和鈦係兩種,由貯罐定量加入到床層內,用高速乙烯循環以維持床層流態化,並排除聚合反應熱。生成的聚乙烯 從反應器底部出料(圖5)。反應器的壓力約2MPa,溫度85~100℃ 。氣相法是生産綫型低密度聚乙烯 最主要的方法,氣相法省去了溶劑回收和聚合物乾燥等工序,且比溶液法節省投資15%和操作成本10%。為傳統高壓法投資的30%,操作費的1/6。因而得到了迅速發展。但氣相法在産品質量及品種上有待進一步改進。
中壓法 用負載於硅膠上的鉻係催化劑,在環管反應器中,使乙烯在中壓下聚合,生産高密度聚乙烯 。
加工和應用 可用吹塑、擠出、註射成型等方法加工,廣泛應用於製造薄膜、中空製品、纖維和日用雜品等。在實際生産中,為了提高聚乙烯 對紫外綫和氧化作用的穩定性,改善加工及使用性能,需加入少量塑料助劑。常用的紫外綫吸收劑為鄰羥基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等,炭黑是優良的紫外綫屏蔽劑。此外,還加入抗氧劑、潤滑劑、着色劑等,使聚乙烯 的應用範圍更加擴大。 聚乙烯 生産方法:聚乙烯 按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法;按介質來分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。
主要生産工藝:目前世界上擁有聚乙烯 技術的公司很多,擁有LDPE技術的有7傢,LLDPE和全密度技術的企業有10傢,HDPE技術的企業有12傢。從技術發展情況來看,高壓法生産的LDPE是PE樹脂生産中技術最成熟的方法,釜式法和管式法工藝技術均已成熟,目前這兩種生産工藝技術同時並存。國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發聚合體係,可降低反應溫度和壓力。
高壓法生産LDPE將嚮大型化、管式化方向發展。而低壓法生産HDPE和LLDPE,主要采用鈦係和絡係催化劑,歐洲和日本大多采用鈦係催化劑,而美國大多采用絡係催化劑。
目前世界上主要應用的聚乙烯 生産技術共用11種,我國的PE生産工藝有8種。
(1)高壓管式和釜式反應工藝
(2)三井化學低壓淤液法CX工藝
(3)BP氣相法Innovene生産工藝
(4)雪佛竜-菲利蒲斯公司雙環管反應器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溶液法生産工藝
催化劑技術:催化劑是PE工工藝關鍵部分,也是其技術開發的焦點。特別是1991年茂金屬催化劑在美國實現了工業化,使得PE生産技術進入了新的發展階段。
目前世界各大PE生産企業大都已涉足茂金屬PE(mPE)生産領域,如陶氏化學、伊士曼、旭化成、阿托菲納、雪佛竜-菲利浦斯等公司。
日本旭化成化學購買陶氏化學的茂金屬催化劑專利Insite,采用淤漿法生産工藝生産茂金屬高密度聚乙烯 (mHDPE),牌號為Creolex。由於性能優越,mPE1995年進入商業化發展以來,全球mPE樹脂的消費量每年翻一番。預計到2010年,全球mPE産能將達到1700萬噸,其中:mLLDPE為700萬噸、mHDPE為600萬噸。
目前PE催化劑已經發展到第三代,日本三井化學和陶氏化學合作開發出新一代茂金屬(Post-metallocene)催化劑。與傳統茂金屬和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,從而可用於開發具有粘結性、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生産技術,PE生産技術創新一直被列入國傢技術創新計劃項目。針對國內PE生産以氣相法工藝為主,産品牌號切換睏難、過渡料多的問題,近年來國內PE生産企業紛紛開展了以現有聚乙烯 生産技術改造為依托,氣相法聚乙烯 冷凝、超冷凝工藝和淤漿法聚乙烯 外循環工藝的開發工作,並取得實效。
目前我國Uuipol工藝的大部分生産裝置已經采用國産冷凝技術進行了改擴建,産量已經超出裝置原設計能力120%~200%。
薄膜 低密度聚乙烯 總産量的一半以上經吹塑製成薄膜,這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強度,廣泛用作各種食品、衣物、醫藥、化肥、工業品的包裝材料以及農用薄膜(見彩圖)。也可用擠出法加工成復合薄膜用於包裝重物。1975年以來,高密度聚乙烯 薄膜也得到發展,它的強度高、耐低溫、防潮,並有良好的印刷性和可加工性。綫型低密度聚乙烯 的最大用途也是製成薄膜,其強度、韌性均優於低密度聚乙烯 ,耐刺穿性和剛性也較好,透明性雖較差,仍稍優於高密度聚乙烯 。此外,還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出塗布聚乙烯 塗層,製成高分子復合材料。
中空製品 高密度聚乙烯 強度較高,適宜作中空製品。可用吹塑法製成瓶、桶、罐、槽等容器,或用澆鑄法製成槽車罐和貯罐等大型容器。
管板材 擠出法可生産聚乙烯 管材,高密度聚乙烯 管強度較高,適於地下鋪設。擠出的板材可進行二次加工。也可用發泡擠出和發泡註射法將高密度聚乙烯 製成低泡沫塑料,作臺板和建築材料(見建築用高分子材料)。
纖維 中國稱為乙綸,一般采用低壓聚乙烯 作原料,紡製成合成纖維。乙綸主要用於生産漁網和繩索,或紡成短纖維後用作絮片,也可用於工業耐酸鹼織物。目前已研製出超高強度聚乙烯 纖維(強度可達3~4GPa),可用作防彈背心,汽車和海上作業用的復合材料。
雜品 用註射成型法生産的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉箱(見彩圖)、小型容器、自行車和拖拉機的零件等。製造結構件時要用高密度聚乙烯 。
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氯化物。氯化是在光或過氧化物的引發下進行的,工業上主要采用水相懸浮法來生産。由於原料聚乙烯 的分子量及其分佈、支化度及氯化後的氯化度、氯原子分佈和殘存結晶度的不同,可得到從橡膠狀到硬質塑料狀的氯化聚乙烯 。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑,以改善聚氯乙烯抗衝擊性能。氯化聚乙烯 本身還可作為電絶緣材料和地面材料。
氯磺化聚乙烯 當聚乙烯 與含有二氧化硫的氯作用時,分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基團取代, 就得到氯磺化聚乙烯 。主要的工業製法為懸浮法。氯磺化聚乙烯 耐臭氧、耐化學腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強度較好,是一種綜合性能良好的彈性體,可用以製作接觸食品的設備部件。
交聯聚乙烯 采用輻射法(X射綫、電子射綫或紫外綫照射等)或化學法(過氧化物或有機硅交聯)使綫型聚乙烯 成為網狀或體型的交聯聚乙烯 。其中有機硅交聯法工藝簡單,操作費用低,且成型與交聯可分步進行,宜采用吹塑和註射成型。交聯聚乙烯 的耐熱性、耐環境應力開裂性及機械性能均比聚乙烯 有較大提高,適於作大型管材、電纜電綫以及滾塑製品等。
聚乙烯 的共混改性 將綫型低密度聚乙烯 和低密度聚乙烯 摻混後,就可用於加工薄膜及其他製品,産品性能比低密度聚乙烯 好。聚乙烯 和乙丙橡膠共混可製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年代聚烯烴工業最重要的技術進展,是繼LLDPE生産技術後的一項重要革新。由於它是使用茂金屬(MAO) 為聚合催化劑生産出來的聚乙烯 ,因此,在性能上與傳統的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的不同。茂金屬催化劑用於合成茂金屬聚乙烯 獨特的優良性能和應用,引起了市場的普遍關註,許多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發和研究,成為聚烯烴工業乃至整個塑料工業的熱門話題。
早期,茂金屬催化劑用於乙烯聚合衹能得到分子量為2~3萬的蠟狀物,而且催化活性不高,沒有實用意義,因而沒有引起重視和推廣。直到1980年,德國漢堡大學Kaminsky教授發現用二茂基氯鋯(CP2ZrCl2)和甲基鋁氧烷(MAO)組合的共催化劑在甲苯溶液中進行乙烯聚合,催化劑活性能高達106g-PE/g-Zr,反應速度與酶反應速度相當。MAO是二甲基鋁和水在聚合體係以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧烷。Kaminsky教授的發現給茂金屬催化劑研究註入了活力,吸引了衆多公司參與開發和研究,並取得了相當大的進展。1991年美國埃剋森(Exxon)公司首次實現了茂金屬催化劑用於聚烯烴工業化生産,生産出第一批茂金屬聚乙烯 (mPE),其商品名是“Exact”。
茂金屬聚烯烴中以mPE的發展最快和較成熟,主要品種為綫型低密度聚乙烯 (LLDPE)和甚低密度聚乙烯 (VLDPE)。mPE有兩個係列,一類是以包裝領域為主要目標的薄膜用品級,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和明顯的熔區,並且在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優於傳統聚乙烯 ,可用於生産重包裝袋、金屬垃圾箱內襯、食品包裝、拉伸薄膜等。
目前,茂金屬綫型低密度聚乙烯 消費量占綫型低密度聚乙烯 總消費量的15%左右,預計到2010年這一比例將達到22%。據統計,目前世界上茂金屬聚乙烯 年産量約為1500多萬噸,其中用於食品包裝領域的産品約占總消費量的36%,非食品包裝約占47%,其他方面(醫藥、汽車和建築等)約占17%。
聚乙烯 在合成樹脂中産量最大、發展最快、品種開發最活躍,能否實現聚乙烯 的高性能化,很大程度上取决於催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優異的催化共聚能力,它能使大多數共聚體與乙烯共聚,並且能夠使極性單體催化聚合,而使用傳統催化劑很難實現;在環烯聚合方面,傳統催化劑衹能開環聚合,而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。
因為許多發達國傢紛紛采用茂金屬綫型低密度聚乙烯 替代常規的綫型低密度聚乙烯 ,今後茂金屬綫型低密度聚乙烯 的年均消費增長率將高於綫型低密度聚乙烯 ,達到15%。未來發達國傢綫型低密度聚乙烯 産量增長的近一半將來自於茂金屬綫型低密度聚乙烯 ,預計美國市場茂金屬綫型低密度聚乙烯 需求量將增長至2009年的134萬噸。
聚乙烯 行業的發展
聚乙烯 (PE)是中國通用合成樹脂中應用最廣泛的品種,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電綫電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絶緣材料。隨着石油化工的發展,聚乙烯 生産得到迅速發展,産量約占塑料總産量的1/4。中國國民經濟的持續高速發展,為合成樹脂工業營造了有利的發展氛圍,聚乙烯 (PE)産業更是以較快的速度增長。
2008年1-6月,全國聚乙烯 樹酯纍计産量為3,520,250.09噸,比上年同期增長了2.36%。2008年1-6月,中國進口初級形狀的乙烯聚合物2,537,799,893.00千克,用匯4,085,020,175.00美元;出口初級形狀的乙烯聚合物97,449,745.00千克,創匯金額為152,849,306.00美元。
在2008-2011年間,亞太地區的聚乙烯 新項目主要位於中國、印度和韓國,中國將繼續成為動力源泉。中國正成為世界上最大的PE薄膜和包裝袋出口國,大量供應北美、西歐和日本。另外各行業對薄膜、編織袋、管材、電纜料、中空容器、周轉箱等製品需求旺盛將帶動聚乙烯 消費量增長。因此中國聚乙烯 産能仍將快速增長,預計到2010年中國聚乙烯 産量將達到1700萬噸左右,需求量將達到1414萬噸,市場開發前景看好。 聚乙烯 -乙酸乙烯酯
polyethylene - vinylacetate
聚乙烯 一乙酸乙烯醋polyethylene一vinylaeetate
由乙烯和乙酸乙烯醋共聚而得的熱塑性樹脂。又稱乙
烯一乙酸乙烯醋樹脂。簡稱EVA。共聚物中乙酸乙烯
酷含量為5一95%。
英國帝國化學公司和美國杜邦公司先後於1938年
和1946年申請了EVA專利。1960年由美國杜邦公司
運用高壓法投入工業化生産。中國1970年開始試産。
目前,生産EVA的主要方法有高壓法、乳液法、溶液
法等,不同生産方法得到的EVA中乙酸乙烯酷
(VAC)含量不同,乳液法生産的含量最高,達
70一95%。
EVA為半透明、乳白色的粒狀或粉狀料,無毒,
能溶於芳烴、氯代愚易燃,離火後可繼續燃燒。
EVA具有優良的柔軟性、韌性、耐低溫性(一58℃仍
有可撓性)、耐候性、耐應力開裂性、熱合性、粘結性、
加工性和染色性。但耐熱、耐油性稍差。EVA的分子
量及VAC含量對性能有顯著影響。熔體指數一定時,
隨VAC含量增加,其彈性、柔軟性、粘結性、透明性
提高,低VAC含量的性能接近聚乙烯 ,剛性、耐磨性
及電絶緣性較大。VAC含量一定時,隨熔體指數增
大,軟化點下降,加工性和表面光澤性增加,但強度下
降;反之,熔體指數減小,耐衝擊性及耐應力開裂性提
高。VAC含量不同,EVA的性能不同,則有不同的
用途。①VAC含量為5一巧%,適用作農用薄膜、熱
收縮薄膜、多種復合薄膜及電纜等。②VAC含量為
15一40%,可作鞋底、密封條、電纜製品及泡沫塑料製
品,並廣泛用於配製熱熔膠和其他類型的膠粘劑。③
VAC含量為40一50%,交聯後用於電纜工業,或作為
原料降凝劑。④VAC含量為70一95%,通常為乳液,
用於塗料、膠粘劑等。
EVA樹脂可采用低密度聚乙烯 (LDPE)的成型方
法和加工設備,加工溫度比LDPE低20一30℃。主要
有註射、中空吹塑、擠出、壓延貼膠、擠出塗敷、多層
共擠出吹塑復合、擠出塗敷復合、發泡成型、真空成
型、二次加工等多種成型方法。(唐學軍) juyixi
聚乙烯
polyethylene
[—CH□—CH□—]□ 簡稱PE,是乙烯經聚合製得的一種熱塑性樹脂。在工業上,也包括乙烯與少量 □-烯烴的共聚物。聚乙烯 無臭,無毒,手感似蠟,具有優良的耐低溫性能(最低使用溫度可達-70~-100℃),化學穩定性好,能耐大多數酸鹼的侵蝕(不耐具有氧化性質的酸),常溫下不溶於一般溶劑,吸水性小,電絶緣性能優良;但聚乙烯 對於環境應力(化學與機械作用)是很敏感的,耐熱老化性差。聚乙烯 的性質因品種而異,主要取决於分子結構和密度。采用不同的生産方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm□)的産物。聚乙烯 可用一般熱塑性塑料的成型方法(見塑料加工)加工。用途十分廣泛,主要用來製造薄膜、容器、管道、單絲、電綫電纜、日用品等,並可作為電視、雷達等的高頻絶緣材料。隨着石油化工的發展,聚乙烯 生産得到迅速發展,産量約占塑料總産量的1/4。1983年世界聚乙烯 總生産能力為24.65Mt,在建裝置能力為3.16Mt。
沿革 1933年,英國卜內門化學工業公司發現乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯 。此法於1939年工業化,通稱為高壓法。1953年聯邦德國 K.齊格勒發現以 TiCl□-Al(C□H□)□為催化劑,乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯邦德國赫司特公司於1955年投入工業化生産,通稱為低壓法聚乙烯 。50年代初期,美國菲利浦石油公司發現以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑,乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯 ,並於1957年實現工業化生産。60年代,加拿大杜邦公司開始以乙烯和 □-烯烴用溶液法製成低密度聚乙烯 。1977年,美國聯合碳化物公司和陶氏化學公司先後采用低壓法製成低密度聚乙烯 ,稱作綫型低密度聚乙烯 ,其中以聯合碳化物公司的氣相法最為重要。綫型低密度聚乙烯 性能與低密度聚乙烯 相似,而又兼有高密度聚乙烯 的若幹特性,加之生産中能量消耗低,因此發展極為迅速,成為最令人註目的新合成樹脂之一。
低壓法的核心技術在於催化劑。德國齊格勒發明的TiCl□-Al(C□H□)□體係為聚烯烴的第一代催化劑,催化效率較低,每剋鈦約得數千克聚乙烯 。1963年比利時索爾維公司首創以鎂化合物為載體的第二代催化劑,催化效率達每剋鈦得數萬至數十萬剋聚乙烯 。采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘渣的後處理工序。以後又發展了氣相法高效催化劑。1975年,意大利蒙特愛迪生集團公司研製成可省去造粒而直接生産球狀聚乙烯 的催化劑,被稱作第三代催化劑,是高密度聚乙烯 生産的又一變革。
分類 有多種分類方法,主要按密度(圖1聚乙烯 性質)分類:①高密度聚乙烯 ,是不透明的白色粉末,造粒後為乳白色顆粒,分子為綫型結構,很少支化現象,是較典型的結晶高聚物。機械性能均優於低密度聚乙烯 ,熔點比低密度聚乙烯 高,約126~136℃,其脆化溫度比低密度聚乙烯 低,約-100~-140℃。②低密度聚乙烯 ,是無色、半透明顆粒,分子中有長支鏈,分子間排列不緊密。③綫型低密度聚乙烯 ,分子中一般衹有短支鏈存在,機械性能介於高密度和低密度聚乙烯 兩者之間,熔點比普通低密度聚乙烯 高15℃,耐低溫性能也比低密度聚乙烯 好,耐環境應力開裂性比普通低密度聚乙烯 高數十倍。此外,按生産方法可分為低壓法聚乙烯 、中壓法聚乙烯 和高壓法聚乙烯 (1 PE按生産方法分類),聚乙烯 的生産方法不同,其密度及熔體指數(表示流動性)也不同(圖2 不同方法製得聚乙烯 的密度和熔體指數)。按分子量可分為低分子量聚乙烯 、普通分子量聚乙烯 和超高分子量聚乙烯 (2 PE按分子量分類)。
生産方法 分為高壓法、低壓法、中壓法三種。高壓法用來生産低密度聚乙烯 ,這種方法開發得早,用此法生産的聚 : polyvinyl, polyethene, polyethylene (PE) n.: poly, polyethylene, polythene, tygon, type of plastic widely used in the form of flexible, often transparent, sheets for waterproof packaging, insulation, etc 化學 塑料 化工産品 紡絲 化工 化學纖維 高強高模聚乙烯 超高分子量聚乙烯 UHMWPE 耐磨塑料 耐低溫塑料 管 交聯劑 硅烷偶聯劑 給排水 HDPE 滌綸 防水 丙綸 高分子防水捲材 雨水管 污水管 HDPE雨水管 更多結果...
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