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聚乙烯的分类及相关特性和应用领域
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【塑胶五金网】聚乙烯按生产工艺分为下列品种，为了更好地了解
①低密度聚乙烯，简称LDPE，通常用高压法生产，故又称高压聚乙烯，密度0.910～0.925g/cm3，熔点107～126℃，它具有质轻、耐寒、耐冲击、耐化学稳定性，优良的高频绝缘性能及加工性能等优点，可以吹塑、挤塑、注塑成型。用于包装材料、管材、电缆绝缘层和护套，聚乙烯薄膜广泛用于育秧、地膜、蔬菜大棚及食品包装，聚乙烯的板材则是良好的耐腐蚀衬里材料。
②高密度聚乙烯，简称HDPE，通常用低压法生产，又称低压聚乙烯，密度0.941～0.965g/cm3，熔点132～135℃，具有较高的使用温度、硬度、机械强度和耐化学药品等性能。可用吹塑、注塑及挤压法制成各种瓶、罐、盆、桶等容器及绳缆、鱼网、捆扎带、电线、电缆覆层、管材、板材和异型材料等。
③中密度聚乙烯，密度为0.926～0.940g/cm3，又称中压聚乙烯或菲利普法聚乙烯，其性能和高密度聚乙烯相近。国内生产量较小，故此处从略。
④线形低密度聚乙烯，简称LLDPE，密度0.92～0.93g/cm3、熔点117～130℃，线形低密度聚乙烯的抗冲强度、伸长率、耐环境应力开裂性好。抗穿刺性在聚乙烯中好，特别适宜生产薄膜、拉伸制品等。线形低密度聚乙烯的优点和特性越来越受到人们的认可和重视，在薄膜、丝、带、管材等产品中加入适量线形低密度聚乙烯与其他树脂共混后使用，可明显提高塑料制品的拉伸强度、冲击性能等。
⑤茂金属聚乙烯聚合反应所用的催化剂是茂金属型，因而其性能独特，英文简称m-PE，是具有优异特性的新型聚乙烯。
由茂金属催化剂与甲基铝氧烷助催化剂组成的催化体系用于乙烯的聚合，所得的聚烯烃产物获得许多传统聚乙烯从未有过的独特性能，如相对分子质量高且分布窄、支链短而少、密度低、纯度高、高拉伸强度、高透明性、高冲击性、耐穿刺性、热封温度低等。这是由于茂金属催化剂有理想的单活性位点，从而能精密控制相对分子质量、相对分子质量分布、共聚单体含量及其在主链上的分布和结晶结构。茂金属聚乙烯具有高立构规整性、相对分子质量分布窄，属于一类新型聚乙烯。
用茂金属聚乙烯制成的薄膜具有优异的冲击强度和热封性能。茂金属聚乙烯的密度一般在0.865～0.935g/cm3，熔体流动速率约为1～100g/10min。其中密度为0.880～0.895g/cm3的茂金属聚乙烯，具有超常规的透明性和柔软性，集中了橡胶的柔性和塑料的加工性，可在医用试管和电线、电缆中取代乙丙橡胶。表2-7为茂金属聚乙烯与线形低密度聚乙烯的性能比较。
表2-7茂金属聚乙烯和线形低密度聚乙烯性能比较
茂金属聚乙烯的主要应用为薄膜类产品，但由于其加工性能差，需要用低密度聚乙烯共混加以改善。
在填充改性母料中加入适量茂金属聚乙烯作载体树脂，可明显改变产品的拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击性、耐穿刺性、热封效果等。
⑥超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯的相对分子质量在百万以上，通常在100万～300万之间，可达600万～700万。超高分子量聚乙烯的简写为UHMWPE，其分子结构和HDPE基本相同，也为线形结构。超高分子量聚乙烯具有的耐磨性，突出的高模量、高韧性，优良的自润滑性以及耐环境应力开裂性，摩擦因数低，同时还具有优异的化学稳定性和抗疲劳性，对噪声阻尼性良好，是制备齿轮、轴承等摩擦件的优异摩擦材料，而且制造成本低廉，因此被视为一种良好的热塑性工程塑料。表2-8为超高分子量聚乙烯和高密度聚乙烯的性能比较。
超高分子量聚乙烯的制备是采用低压聚合方法。超高分子量聚乙烯由于相对分子质量非常高，因此结晶较高密度聚乙烯困难，所以超高分子量聚乙烯的结晶度比一般高密度聚乙烯要低，约在70%～85%的范围内。由于超高分子量聚乙烯的相对分子质量极高，因而它的熔体黏度就极大，熔体流动性能非常差，几乎不流动，处于一种凝胶状态，所以超高分子量聚乙烯不宜采用注射成型，宜于采用粉末压制烧结。近些年来，对于超高分子量聚乙烯的加工，开发出了热塑性的加工方法，如挤出、注塑和吹塑等，从而扩大了其应用范围。热塑性成型用的超高分子量聚乙烯是与中相对分子质量聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、液晶材料或助剂共混后，具有流动性。挤出时可用柱塞式挤出机或同向旋转双螺杆挤出机，以克服摩擦因数低、物料易打滑等缺点。以双螺杆挤出成型为例，挤出温度为200℃左右，螺杆转速为10～15r/min。对于形状简单的制品，可选用单螺杆挤出机，但要采取适当的措施，如加入加工助剂、增大电机功率等。采用普通注塑机时，螺杆和模具需要改进，一般注塑压力为120MPa以上，螺杆转速为40～60r/min，料筒温度为180～220℃，模具温度为80～110℃。目前，我国采用注射成型的方法，已成功地生产出啤酒罐装生产线用超高分子量聚乙烯托轮、水泵用轴套以及医用人工关节等。现在超高分子量聚乙烯还可采用吹塑成型的方法来生产容器与薄膜等。
表2-8超高分子量聚乙烯与高密度聚乙烯性能比较
由于超高分子量聚乙烯加工时，当物料从口模挤出后，因弹性恢复而产生一定的回缩，并且几乎不发生下垂现象，故为中空容器，特别是大型容器，如为油箱、大桶的吹塑创造了有利的条件。超高分子量聚乙烯吹塑成型还可生产纵横方向强度均衡的高性能薄膜，从而解决了高密度聚乙烯薄膜长期以来存在的纵横方向强度不一致、容易造成纵向破坏的问题。
超高分子量聚乙烯可以广泛地应用于农业机械、纺织工业、汽车制造业、煤矿、造纸、化工、食品工业等作不粘、耐磨、自润滑的部件，如导轨、密封圈、轴承、加料斗衬里、滚轮、压滤机等，还可用于与食品接触的材质以及人体内部器官、关节等器件。
表2-9为超高分子量聚乙烯制品的部分应用实例。
近年来还开发了超高分子量聚乙烯纤维。这种纤维的摩擦因数小，耐磨性能优于其他纤维，容易进行各种纺织加工。此外，它还具有优良的耐化学药品性以及不吸水、电磁波透过性好等特点。超高分子量聚乙烯纤维是当今世界上第三代特种纤维，比强度是化纤中的，又具有较好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐光等优良性能。它可直接制成绳索、缆绳、渔网和各种织物(防弹背心和防弹衣、防切割手套等)，其中防弹衣的防弹效果优于芳纶。国际上已将超高分子量聚乙烯纤维织成不同纤度的绳索，取代了传统的钢缆绳和合成纤维绳等。超高分子量聚乙烯纤维的复合材料在军事上已用作装甲兵器的壳体、雷达的防护外壳罩、头盔等;体育用品上已制成弓弦、雪橇和滑水板等。
表2-9超高分子量聚乙烯制品的部分应用实例
续表
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