聚按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法;按介質(zhì)來(lái)分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。
高壓法用來(lái)生產(chǎn)低密度聚,這種方法開(kāi)發(fā)得早,用此法生產(chǎn)的聚至今約占聚總產(chǎn)量的2/3,但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展,其增長(zhǎng)速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來(lái)說(shuō),有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚,而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚,還可通過(guò)加共聚單體,生產(chǎn)中、低密度聚,也稱為線型低密度聚。各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生產(chǎn)的主要是高密度聚。
HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳 白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(),芳香烴(二甲)和鹵化烴 (四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級(jí)HDPE的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)合:密度、分子量、分子量分布和添加劑。不同的催化劑被用于生產(chǎn)定制特殊性能聚合物。這些變量相結(jié)合生產(chǎn)出不同用途的HDPE品級(jí);在性能上達(dá)到最佳的平衡。
低密度聚 ( LDPE) 適合熱塑性成型加工的各種成型工藝, 成型加工性好,如注塑、擠塑、吹塑、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡工藝、熱成型、熱風(fēng)焊、熱焊接等。聚是非極性結(jié)構(gòu), 因此吸濕性很小, 但由于它是非導(dǎo)體, 所得的顆粒在儲(chǔ)存運(yùn)輸過(guò)程中, 特別是在于燥的大氣中, 易產(chǎn)生靜電, 吸附空氣中的水分, 因而造成水分含量過(guò)大。 如果含水量超過(guò)0.05%而不經(jīng)干燥直接用來(lái)成型, 則制品內(nèi)部可能產(chǎn)生氣泡。 因此, 在成型前應(yīng)進(jìn)行干燥處理,通常是在80℃烘2-3h。聚注塑時(shí), 可采用一般的注塑機(jī)進(jìn)行注塑, 注射溫度提高, 制品的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率也都下降。 注射工藝大體如下。 柱塞式注塑機(jī),料筒溫度后段140-160℃,前段170-200℃;壓力60-l00MPa,注射時(shí)間15-60s,高壓時(shí)間0-3s,冷卻時(shí)間: 15-60s. 總周期40-130s,收縮率1.5%-4%。聚的成型加工方法很多,注塑、擠塑、吹塑等一般熱塑性塑料成型方法均可采用, 還可以用來(lái)進(jìn)行噴涂、 焊接、 機(jī)加工等 。用來(lái)注塑的聚樹(shù)脂由于密度不同, 各有其適當(dāng)?shù)娜垠w指數(shù)范圍,通常選用樹(shù)脂熔體指數(shù)為10-20。熔體指數(shù)高的樹(shù)脂,分子量小,黏度低,加工溫度也低,但成品的力學(xué)性能較差;熔體指數(shù)低的樹(shù)脂,分子量大,黏度高,成品的力學(xué)性能也好但加工溫度高。分子量分布究的樹(shù)脂 (可以用加入低分子量聚的方法達(dá)到), 成型時(shí)的流動(dòng)性好, 但是制品的力學(xué)性能和耐熱性降低。 聚樹(shù)脂密度不同, 其制品性能和結(jié)晶速度也不同, 所以成型條件有所不同。在注塑過(guò)程中聚分子有取向現(xiàn)象, 經(jīng)冷卻定型所取得的制品在一定程度上仍保留取向現(xiàn)象,使制品沿注塑方向的收縮率,薄璧制品表現(xiàn)尤為突出 。 由于取向現(xiàn)象還會(huì)使注塑制品的澆口周圍部位的脆性增加, 提高注塑溫度或改用熔體指數(shù)較高的聚乙船, 可避免這種不良現(xiàn)象, 但用熔體指數(shù)高的樹(shù)脂所得的制品沖擊韌性較低。
因LDPE、HDPE的流動(dòng)性好,加工溫度低,粘度大小適中,分解溫度低,在惰性氣體中高溫度300℃不分解,所以是一種加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高,需要增加電機(jī)功率20%~30%;易發(fā)生熔體破裂,需增加口模間隙和加入加工助劑;加工溫度稍高,可達(dá)200~215℃。聚的吸水率低,加工前不需要干燥處理。
低密度聚為乳白色圓珠形顆粒。無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,表面無(wú)光澤。密度為0.916~0.930g/cm3。性質(zhì)較柔軟,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70℃),但機(jī)械強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整,結(jié)晶度(55%~65%)低,結(jié)晶熔點(diǎn)(108~126℃)也較低。
HDPE適合注塑、擠塑、吹塑、中空成型、噴涂、旋轉(zhuǎn)成型、涂覆、發(fā)泡、熱成型、熱熔焊接等成型加工,成型加工性能很好。HDPE的熔體黏度比PVC低,流動(dòng)性能好,不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。在成型中應(yīng)注意下述幾點(diǎn)。①HDPE的熱容量較大,但成型加工溫度卻較低,成型加工溫度的確定主要取決于相對(duì)分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180℃左右,HDPE在220℃左右,高成型加工溫度通常不超過(guò)280℃。②熔融狀態(tài)下,HDPE具有氧化傾向,因而,成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時(shí)間。③HDPE的熔體黏度對(duì)剪切速率敏感,隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率超過(guò)臨界值后,易出現(xiàn)熔體破裂等流動(dòng)缺陷。④ HDPE制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對(duì)冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻,應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致,以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,降低制品的力學(xué)性能。⑤ 由于結(jié)晶,HDPE熔體冷卻后收縮率較大,一般成型收縮率為1.5%-5.0%。⑥HDPE屬于化學(xué)惰性材料,印刷性能較差,為增加油墨與其表面的結(jié)合牢度,可對(duì)制品表面進(jìn)行電暈處理或火焰處理。擠出成型HDPE制品包括薄膜、管材、片材、板材、單絲等,其中HDPE薄膜和管材近年來(lái)發(fā)展迅速,產(chǎn)量占HDPE總產(chǎn)量的1/4左右。注塑成型制品是HDPE又一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。用于注塑成型的HDPE的MFR分布較寬,約為0.5~20g/10min,可根據(jù)產(chǎn)品性能和成型加工的要求進(jìn)行選用,其中MFR為8-10g/10min的HDPE為常用。
高密度聚(HIGH DENSITY POLYETHYLENE,HDPE)俗稱低壓聚,與LDPE及LLDPE相較,有較高之耐溫、耐油性、耐蒸汽滲透性及抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性,此外電絕緣性和抗沖擊性及耐寒性能很好,主要應(yīng)用于吹塑、注塑等領(lǐng)域
線型低密度聚(LINEAR LOW DENSITY POLYETHYLENE,LLDPE),則是與少量高級(jí) -烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物。LLDPE外觀與LDPE相似,透明性較差些,惟表面光澤好,具有低溫韌性、高模量、抗彎曲和耐應(yīng)力開(kāi)裂性,低溫下抗沖擊強(qiáng)度較佳等優(yōu)點(diǎn)
LLDPE產(chǎn)品無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)臭,呈乳白色顆粒。與LDPE相比具有強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng)、耐熱、耐寒等優(yōu)點(diǎn),還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂、耐撕裂強(qiáng)度等性能,并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。
低密度聚(LOW DENSITY POLYETHYLENE,LDPE)俗稱高壓聚,因密度較低,材質(zhì)最軟,主要用在塑膠袋、農(nóng)業(yè)用膜等
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