一、聚乙烯是什么材料
聚乙烯是一種常見的塑料材料,也是一種環保、耐用、安全的材料。聚乙烯是一種由乙烯單體聚合而成的一種熱塑性塑料,在工(gong)業上,也包(bao)括乙烯與少量α-烯烴的共聚(ju)物(wu)。聚(ju)乙烯的分子結構和石蠟(la)相似,只是(shi)分子量要大得多。聚乙烯的某些性質有點像石蠟(la),表面(mian)似蠟(la)狀,柔軟、潤滑、半透明,但比石蠟(la)要堅韌得多。
聚乙烯塑(su)料(liao)(liao)具有良(liang)好的(de)韌性(xing)、柔(rou)軟性(xing)和耐磨性(xing),可以(yi)用于制(zhi)(zhi)造各種塑(su)料(liao)(liao)制(zhi)(zhi)品(pin),如塑(su)料(liao)(liao)袋、塑(su)料(liao)(liao)瓶、塑(su)料(liao)(liao)桶、塑(su)料(liao)(liao)管等。同時,聚乙烯還可以(yi)用于制(zhi)(zhi)造食品(pin)包(bao)裝、醫療(liao)器械、化(hua)妝品(pin)容器等產品(pin)。聚乙烯也可加(jia)工制(zhi)(zhi)成薄膜、電(dian)線電(dian)纜護套(tao)、管材、各種中(zhong)空制(zhi)(zhi)品(pin)、注塑(su)制(zhi)(zhi)品(pin)、纖維等。廣泛(fan)用于農業(ye)、包(bao)裝、電(dian)子電(dian)氣、機械、汽(qi)車(che)、日用雜品(pin)等方面。
聚(ju)(ju)乙(yi)烯依(yi)聚(ju)(ju)合方法(fa)、分(fen)子(zi)量高低(di)、鏈(lian)結構之不同,分(fen)高密(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(HDPE)、低(di)密(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(LDPE)及線性低(di)密(mi)度聚(ju)(ju)乙(yi)烯(LLDPE)。
二、聚乙烯的特點及性質
1、一般特性
聚(ju)乙烯(xi)(xi)樹(shu)脂為無(wu)(wu)毒、無(wu)(wu)味的(de)白色粉末或顆粒(li),外觀呈乳白色,有似蠟的(de)手感(gan),吸水(shui)率低(di),小于0.01%。聚(ju)乙烯(xi)(xi)膜(mo)透明,并隨(sui)結晶(jing)度的(de)提高而降(jiang)低(di)。聚(ju)乙烯(xi)(xi)膜(mo)的(de)透水(shui)率低(di)但(dan)透氣性(xing)較大,不適(shi)于保鮮(xian)包裝而適(shi)于防潮包裝。易燃、氧(yang)指(zhi)數為17.4,燃燒時低(di)煙(yan),有少量熔融落滴,火焰上黃下藍(lan),有石蠟氣味。聚(ju)乙烯(xi)(xi)的(de)耐水(shui)性(xing)較好。制品(pin)表面無(wu)(wu)極性(xing),難以粘合(he)和印刷,經表面處理有所改善。支鏈(lian)多其耐光降(jiang)解和耐氧(yang)化能力差。
其分子量在1萬~10萬范圍內。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯。分子量越高,其物理力學性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點為100~130℃其耐低溫性能優良。在-60℃下仍可保持良好的力學性能,但使用溫度在80~110℃。常溫下不溶(rong)于(yu)任何已知溶(rong)劑(ji)中,70℃以上可(ke)少量溶(rong)解(jie)于(yu)甲(jia)苯、乙酸戊(wu)酯、三氯乙烯等溶(rong)劑(ji)中。
2、化學特性
聚(ju)乙(yi)烯化(hua)(hua)學穩定性較好(hao),室溫下可(ke)耐稀硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)、稀硫酸(suan)(suan)(suan)和(he)任(ren)何濃(nong)(nong)度的(de)鹽酸(suan)(suan)(suan)、氫(qing)氟酸(suan)(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)、甲(jia)酸(suan)(suan)(suan)、醋酸(suan)(suan)(suan)、氨(an)水、胺(an)類(lei)、過氧(yang)(yang)化(hua)(hua)氫(qing)、氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鈉、氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鉀等(deng)溶液(ye)。但不耐強氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)腐(fu)蝕(shi),如發煙(yan)硫酸(suan)(suan)(suan)、濃(nong)(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)、鉻酸(suan)(suan)(suan)與硫酸(suan)(suan)(suan)的(de)混(hun)合液(ye)。在室溫下上述溶劑(ji)會(hui)(hui)對聚(ju)乙(yi)烯產生緩(huan)慢的(de)侵(qin)蝕(shi)作用(yong),而在90~100℃下,濃(nong)(nong)硫酸(suan)(suan)(suan)和(he)濃(nong)(nong)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)(suan)會(hui)(hui)快速地(di)侵(qin)蝕(shi)聚(ju)乙(yi)烯,使其(qi)破壞或分解(jie)。聚(ju)乙(yi)烯容易(yi)(yi)光氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、熱氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、臭氧(yang)(yang)分解(jie),在紫外(wai)線作用(yong)下容易(yi)(yi)發生降解(jie),炭(tan)黑(hei)對聚(ju)乙(yi)烯有優異的(de)光屏蔽(bi)作用(yong)。受輻射(she)后可(ke)發生交(jiao)聯、斷鏈、形成(cheng)不飽和(he)基團等(deng)反應。
3、力學特性
聚乙(yi)烯的力(li)學性(xing)能(neng)一般,拉伸(shen)強(qiang)度(du)較低,抗蠕(ru)變性(xing)不好(hao),耐(nai)沖擊性(xing)好(hao)。沖擊強(qiang)度(du)LDPE>LLDPE>HDPE,其他力(li)學性(xing)能(neng)LDPE結晶度(du)和(he)相對分子質(zhi)量的影響,隨著這(zhe)幾項指標的提高,其力(li)學性(xing)能(neng)增大。耐(nai)環境應力(li)開裂性(xing)不好(hao),但當相對分子質(zhi)量增加(jia)時(shi),有所改善。耐(nai)穿刺性(xing)好(hao),其中LLDPE最好(hao)。
4、熱學特性
聚(ju)乙烯(xi)的耐熱性不高,隨相對(dui)分(fen)子(zi)質量和結晶(jing)度的提高有所改善(shan)。耐低溫性能(neng)好,脆性溫度一般可(ke)達(da)-50℃以下;并隨相對(dui)分(fen)子(zi)質量的增大(da),最低可(ke)達(da)-140℃。聚(ju)乙烯(xi)的線(xian)膨(peng)脹(zhang)系數大(da),最高可(ke)達(da)(20~24)×10-5/K。熱導率較(jiao)高。
5、電學特性
因聚乙烯無極(ji)性(xing),所以(yi)具有介(jie)電(dian)(dian)損(sun)耗低、介(jie)電(dian)(dian)強度(du)大的電(dian)(dian)性(xing)能優異,即(ji)可以(yi)做調頻絕緣(yuan)材料、耐電(dian)(dian)暈(yun)性(xing)塑料,又可以(yi)做高壓絕緣(yuan)材料。
6、環境特性
聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物,具有良好的化學穩定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕,但不耐強氧化劑如發煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶劑,但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過60℃后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節油、礦物油及石蠟中;溫度高于100℃,可溶于四氫化萘。由于聚乙(yi)烯(xi)分子(zi)中含有少量雙鍵(jian)和醚鍵(jian),日(ri)曬、雨淋都會(hui)引(yin)起(qi)老化,需(xu)要加入抗氧(yang)劑和光穩定劑改善(shan)。
7、加工特性
因(yin)LDPE、HDPE的(de)流動性好(hao),加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫度(du)低,粘度(du)大小適(shi)中(zhong),分解溫度(du)低,在惰性氣體中(zhong)高溫度(du)300℃不(bu)分解,所以是一(yi)種加(jia)(jia)(jia)工(gong)性能很好(hao)的(de)塑料。但LLDPE的(de)粘度(du)稍(shao)高,需(xu)要增(zeng)加(jia)(jia)(jia)電(dian)機功率(lv)20%~30%;易(yi)發生熔體破裂,需(xu)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)口模間(jian)隙和加(jia)(jia)(jia)入加(jia)(jia)(jia)工(gong)助(zhu)劑;加(jia)(jia)(jia)工(gong)溫度(du)稍(shao)高,可達200~215℃。聚(ju)乙(yi)烯(xi)的(de)吸(xi)水率(lv)低,加(jia)(jia)(jia)工(gong)前不(bu)需(xu)要干(gan)燥處理。
聚乙烯(xi)熔體屬于非牛(niu)頓流體,粘度(du)隨溫度(du)的變化波(bo)動較小,而剪(jian)切(qie)速(su)率的增(zeng)加下降(jiang)快,并(bing)呈線性關系,其(qi)中以LLDPE的下降(jiang)最慢。
聚乙烯制品在冷卻過程(cheng)中容易結(jie)晶,因此(ci),在加工過程(cheng)中應注意模(mo)溫(wen)。以控制制品(pin)的結(jie)晶度,使之具(ju)有(you)不同(tong)的性能。聚乙烯的成型收縮率大,在設計模(mo)具(ju)時一定要考慮。