低密度聚乙烯度聚乙烯

1、低密度聚乙烯度聚乙烯低密度聚乙烯度聚乙烯（LDPE）是一種塑料材料，它適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好。 LDPE主要用途是作薄膜產(chǎn)品，還用于注塑制品，醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料，吹塑中空成型制品等。目錄LLDPE簡介 LLDPE的分類 生產(chǎn)方法 產(chǎn)品性能 1. (1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物 2. (2)熱性能 3. (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能 4. (4)熱氧老化和光氧老化性能 5. (5)聚乙烯的介電性能LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域 1. 應(yīng)用領(lǐng)域 2. 消費(fèi)比例 3. 消費(fèi)品種近期發(fā)展LLDPE簡介 LLDPE的分類 生產(chǎn)方法 產(chǎn)品性能 1. (1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)

2、晶性聚合物 2. (2)熱性能 3. (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能 4. (4)熱氧老化和光氧老化性能 5. (5)聚乙烯的介電性能LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域 1. 應(yīng)用領(lǐng)域 2. 消費(fèi)比例 3. 消費(fèi)品種近期發(fā)展LLDPE簡介低密度聚乙烯（英文： Linear Low Density Polyethylene 簡稱：LLDPE,） 線性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯與少量高級(jí)-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，密度處于0.9150.940克/立方厘米之間。但按ASTM 的D-1248-84規(guī)定，0.9260.940克/

3、立方厘米的密度范圍屬中密度聚乙烯(MDPE)。新一代LLDPE將其密度擴(kuò)大至塑性體(0.8900.915克/立方厘米)和彈性體(0.890克/立方厘米)。但美國塑料工業(yè)協(xié)會(huì)(SPI)和美國塑料工業(yè)委員會(huì)(APC)只將LLDPE的范圍擴(kuò)大至塑性體，不包括彈性體。上世紀(jì)80年代，Union Carbide和Dow Chemical公司將其早期銷售的塑性體和彈性體稱之為非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)樹脂。 常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征，只有少量或沒有長支鏈，但包含一些短支鏈。沒有長支鏈?zhǔn)咕酆衔锏慕Y(jié)晶性較高。 通常，LLDPE樹脂用密度和熔體指數(shù)來表征。密

4、度由聚合物鏈中共聚單體的濃度決定。共聚單體的濃度決定了聚合物中的短支鏈量。短支鏈的長度則取決于共聚單體的類型。共聚單體濃度越高，樹脂的密度越低。此外，熔體指數(shù)是樹脂平均分子量的反映，主要由反應(yīng)溫度(溶液法)和加入鏈轉(zhuǎn)移劑(氣相法)來決定。平均分子量與分子量分布無關(guān)，后者主要受催化劑類型影響。 LLDPE在20世紀(jì)70年代由Union Carbide公司工業(yè)化，它代表了聚乙烯催化劑和工藝技術(shù)的重大變革，使聚乙烯的產(chǎn)品范圍顯著擴(kuò)大。LLDPE用配位催化劑代替自由基引發(fā)劑，以及用較低成本的低壓氣相聚合取代成本較高的高壓反應(yīng)器，在比較短的時(shí)間內(nèi)，便以其優(yōu)異的性能和較低的成本，在許多領(lǐng)域已替代了LDPE

5、。目前LLDPE幾乎滲透到所有的傳統(tǒng)聚乙烯市場(chǎng)，包括薄膜、模塑、管材和電線電纜。 LLDPE產(chǎn)品無毒、無味、無臭，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)力開裂、耐撕裂強(qiáng)度等性能，并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。 2005年，我國LLDPE產(chǎn)量為188萬噸，約占PE總產(chǎn)量的35.5%；消費(fèi)量355萬噸，約占PE總消費(fèi)量的33.8%。預(yù)計(jì)未來23年內(nèi)，LLDPE消費(fèi)量將保持8%左右的速度繼續(xù)增長。按照當(dāng)前市場(chǎng)價(jià)格12000元/噸計(jì)算，我國LLDPE的市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過了400億元。 編輯本段LLDPE的分類按共聚單體類型，LLDPE主要?jiǎng)澐譃?種共聚

6、物：C4(丁烯-1)、C6(己烯-1)和C8(辛烯-1)。其中，丁烯共聚物是全球生產(chǎn)量最大的LLDPE樹脂，而己烯共聚物則是目前增長最快的LLDPE品種。在LLDPE樹脂中，共聚單體的典型用量為5%10%重量分?jǐn)?shù)，平均用量大約為7%。茂金屬基的LLDPE塑性體(mLLDPE)具有傳統(tǒng)LLDPE 3倍多的平均共聚單體含量。 編輯本段生產(chǎn)方法低密度聚乙烯按聚合方法，可分為高壓法和低壓法。按照反應(yīng)器類型可分為釜式法和管式法。以乙烯為原料，送入反應(yīng)器，在引發(fā)劑的作用下以高壓壓縮進(jìn)行聚合反應(yīng)，從反應(yīng)器出來的物料，經(jīng)分離器除去未反應(yīng)的乙烯之后，經(jīng)熔融擠出造粒，干燥、摻合，送去包裝。 LDPE和LLDPE都

7、具有極好的流變性或熔融流動(dòng)性。LLDPE有更小的剪切敏感性，因?yàn)樗哂姓肿恿糠植己投讨ф湣?在剪切過程中（例如擠塑），LLDPE保持了更大的粘度，因而比相同熔融指數(shù)的LDPE難于加工。在擠塑中，LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子鏈的應(yīng)力松弛更快，并且由此物理性質(zhì)對(duì)吹脹比改變的敏感性減小。 在熔體延伸中，LLDPE在各種應(yīng)變速率下通常都具有較低的粘度。也就是說它將不會(huì)象LDPE一樣在拉伸時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變硬化。隨聚乙烯的形變率增加LDPE顯示出粘度的驚人增加，這是由分子鏈纏結(jié)引起。 這種現(xiàn)象在 LLDPE中觀察不出，因?yàn)樵贚LDPE中缺少長支鏈?zhǔn)咕酆衔锊焕p結(jié)。這種性能對(duì)薄膜應(yīng)用極重要因?yàn)?LLDP

8、E薄膜在保持高強(qiáng)度和韌性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流變性可概括為“剪切時(shí)剛性”和“延伸時(shí)柔軟”。 當(dāng)用LLDPE 替代LDPE時(shí)薄膜擠塑設(shè)備和條件必須做修改。LLDPE的高粘度要求擠塑機(jī)有更大的功率并提供更高的熔體溫度和壓力。 ?？谙毒啾仨毤訉捯员苊庥捎诋a(chǎn)生高背壓和熔體斷裂而降低產(chǎn)量。 LDPE和 LLDPE的一般?？谙毒喑叽绶謩e是O 0240 040 in和 0 0600 10in。 LLDPE的“延伸時(shí)柔軟”的特性在吹膜過程中是一個(gè)缺點(diǎn)。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么穩(wěn)定。 一般的單唇風(fēng)環(huán)對(duì) LDPE的穩(wěn)定足夠使用LLDPE的特有的膜泡要求更完善的雙唇風(fēng)環(huán)來穩(wěn)定。用雙唇

9、風(fēng)環(huán)冷卻內(nèi)部膜泡可增加膜泡穩(wěn)定性，同時(shí)在高生產(chǎn)率下提高薄膜生產(chǎn)能力。除了膜泡的更好冷卻外，很多薄膜生產(chǎn)廠采用與LDPE共混方法以增強(qiáng)LLDPE溶道理上，LLDPE的擠塑可以在現(xiàn)有LDPE薄膜設(shè)備上完成，當(dāng)LDPE的共混物中 LLDPE的濃度達(dá) 50時(shí)。加工 100 LLDPE或富含 LLDPE的與LDPE共混材料時(shí)，采用一般的LDPE擠塑機(jī)，必需改進(jìn)設(shè)備。 根據(jù)擠塑機(jī)的壽命，要求改進(jìn)的可能是加寬?？谙毒?，改良風(fēng)環(huán)，修改螺桿設(shè)計(jì)以更好擠出，必要時(shí)應(yīng)增加電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于注塑應(yīng)用，一般不需改進(jìn)設(shè)備，但加工條件需達(dá)最佳化。 滾塑加工要求LLDPE研磨成均勻顆粒（35篩孔）。加工過程包括用粉末狀LL

10、DPE填滿模具，加熱并雙軸向地旋轉(zhuǎn)模具使LLDPE均勻分布。冷卻后產(chǎn)品從模具中移出。 編輯本段產(chǎn)品性能(1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物不同密度的聚乙烯結(jié)晶度也不相同。結(jié)晶度與密度呈線性關(guān)系，它們對(duì)聚乙烯的許多性能有顯著影響。 鑒于聚乙烯短支鏈的存在會(huì)干擾主鏈的結(jié)晶，因此增加短支鏈就會(huì)破壞結(jié)晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有極少的短支鏈，所以它的結(jié)晶度高，密度也高。 LLDPE與HDPE雖同屬線型聚乙烯，但LLDPE完全是乙烯與-烯烴共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚單體比高密度的共聚物多，因而LLDPE的線型主鏈上有很多的短支鏈，致使其結(jié)晶度和密 度都低；再因其短支鏈的類別和數(shù)目是隨不同

11、的共聚單體而異，若共聚單體的碳原子數(shù)多，在共聚物中含量也多，則該共聚物的密度下降也大。 (2)熱性能聚乙烯受熱以后，隨著溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸減少，當(dāng)結(jié)晶部分完全消失時(shí)，聚乙烯就融化，此時(shí)的溫度即為熔點(diǎn)。聚乙烯的密度升高，結(jié)晶度升高，其熔點(diǎn)也隨之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔點(diǎn)也不同。LLDPE的熔點(diǎn)為120125，介于H P-LDPE與HDPE之間。不同共聚單體的LLDPE，其熔點(diǎn)高低隨其共聚單體的碳原子的增減而變動(dòng)，碳原子數(shù)增多熔點(diǎn)升高。由于LLDPE的熔點(diǎn)比H P-LDPE高，故其模型制品可在較高溫度下脫模，而且又快又干凈。因LLDPE的熔點(diǎn)范圍比H P-LDPE窄，故LLDPE的薄

12、膜熱封性能好，熱合強(qiáng)度也高。 聚乙烯在溫度升高時(shí)的流動(dòng)性和在增加荷重時(shí)的變化，主要受分子量的影響。由于測(cè)定聚乙烯的熔體流動(dòng)速率比測(cè)定分子量容易，因而通常以熔體指數(shù)(MI)，或熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)來表示聚乙烯的分子量特性。在熔融狀態(tài)下，聚乙烯的熔體粘度是分子量的函數(shù)，它隨分子量的增高而加大。當(dāng)分子量相同時(shí)，溫度升高則熔體粘度降低。在常溫下聚乙烯隨密度的不同而有不同的柔韌性。在低溫下聚乙烯自然具有良好的柔韌性，其脆析溫度較低，這與其分子量有關(guān)。當(dāng)聚乙烯的分子量增高時(shí)，其脆化溫度下降，其極限值為-140。 在分子量相同的情況下，線型結(jié)構(gòu)的LLDPE與HDPE的熔體粘度要比非線型結(jié)構(gòu)的H P-LDP

13、E大。在熔體指數(shù)相同的情況下，H P-LDPE的熔體粘度明顯低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工時(shí)的熔體流動(dòng)性明顯好于后兩者，螺桿負(fù)荷小，發(fā)熱量也小。 (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能從聚乙烯樹脂的實(shí)用性來看，抗環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)性能是重要的物性指標(biāo)之一。聚乙烯 ESCR性能因支鏈的增加、密度的降低而得到大大的改善。在3種不同的聚乙烯樹脂中，LLDPE的許多性能介于H P-LDPE和HDPE之間，但其ESCR性能卻居三者之冠。碳6和碳8高碳-烯烴共聚的LLDPE，因其支鏈的增加，其ESCR值明顯優(yōu)于碳4共聚的LLDPE。 另一個(gè)受短支鏈增加、密度降低影響的性能是抗蠕變性或承受荷重的能

14、力。這個(gè)性能在聚合物的使用上同樣非常重要。只要密度稍稍下降一點(diǎn)，抗蠕變性就得到很大的改善?？梢哉f，增加乙烯的短支鏈，降低乙烯的密度而得益最大的就是提高了ESCR性能和抗蠕變性。 (4)熱氧老化和光氧老化性能聚乙烯由于其分子結(jié)構(gòu)上和聚合物中所含的微量雜質(zhì)等內(nèi)因，以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響，會(huì)產(chǎn)生熱氧老化和光氧老化。這些老化反應(yīng)按自由基鍵式反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，結(jié)果導(dǎo)致聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的不可逆的化學(xué)反應(yīng)，而使其性能變壞乃至完全失去使用價(jià)值。 聚乙烯在氧氣的存在下受熱時(shí)易發(fā)生熱氧老化作用，這種熱氧老化過程具有自動(dòng)催化效應(yīng)，因此當(dāng)升高溫度時(shí)，氧化加速進(jìn)行，它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外

15、，ESCR、伸長率等性能也會(huì)降低，并且脆性增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時(shí)間長短有關(guān)，例如將高密度聚乙烯制成的容器經(jīng)短時(shí)間受熱，其使用價(jià)值并無任何降低，如果將其制成的電纜在60長時(shí)間受熱，則其電絕緣性能會(huì)顯著降低。 聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而發(fā)生光氧老化作用，這種光氧老化作用是在常溫下進(jìn)行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。 因此，為了防止或減慢光氧老化的作用，應(yīng)在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑，如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在受熱成型加工過程中，特別是與大量空氣接觸的情況下，例如壓延過程中或擠出、注射成型時(shí)，由

16、于受熱氧化而使聚乙烯的機(jī)械性能降低，加了抗氧化劑后雖可部分防止，但仍不能完全避免，因此改進(jìn)聚合工藝及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的穩(wěn)定性。 (5)聚乙烯的介電性能純的聚乙烯不含極性基因，因此具有良好的介電性能。聚乙烯的分子量對(duì)其介電性能不發(fā)生影響，但聚乙烯中若含有雜質(zhì)，如催化劑、金屬灰分及分子中存在極性基團(tuán)(羥基、羰基)等，則對(duì)其介電性能如介電常數(shù)、介電耗損(介電損耗角正切)等會(huì)發(fā)生不良影響。 編輯本段LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域LLDPE的主要應(yīng)用領(lǐng)域是農(nóng)膜、包裝膜、電線電纜、管材、涂層制品等。 消費(fèi)比例線形低密度聚乙烯由于較高的抗張強(qiáng)度、較好的抗穿刺和抗撕裂性能

17、，主要用于制造薄膜。2005年世界LLDPE消費(fèi)量為1617萬噸，同比增長6.4%。在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，薄膜制品仍占最大比例，消費(fèi)量為1190萬噸，占總消費(fèi)量的73.6%，其次為注塑，消費(fèi)量為114.8萬噸，約占LLDPE總消費(fèi)量的7.1%。 2005年，我國LLDPE和LDPE消費(fèi)總量為598萬噸，其中LLDPE消費(fèi)量為355萬噸，同比增長25.4%，占LLDPE/LDPE消費(fèi)總量的59.4%；LDPE消費(fèi)量為243萬噸，同比增加0.7%，占LLDPE/LDPE消費(fèi)總量的40.6%。 消費(fèi)品種從20032005年LLDPE/LDPE的消費(fèi)情況看，薄膜的消費(fèi)比例一直保持在77%左右，第二大品種注塑制

18、品的消費(fèi)比例也一直在9%上下徘徊。預(yù)計(jì)未來23年內(nèi)，雖然各項(xiàng)品種的絕對(duì)消費(fèi)量將繼續(xù)增長，但其消費(fèi)比例會(huì)基本維持目前態(tài)勢(shì)；由于包裝膜的需求相對(duì)增長較快，農(nóng)膜的消費(fèi)比例將會(huì)降至20%左右。由于LLDPE的性能不斷改善，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴(kuò)大，未來市場(chǎng)對(duì)LLDPE的需求增速將大大高于LDPE和HDPE。 編輯本段近期發(fā)展在1984年末，當(dāng)時(shí)的聯(lián)碳公司引入了己烯共聚LLDPE的生產(chǎn)，緊隨其后的是Exxon、Mobil等公司。Dow Chemical(陶氏化學(xué)公司)在其低壓溶液工藝中幾乎全部采用辛烯作為共聚單體，加拿大NOVA(諾瓦化工)也在其中壓溶液工藝中大部分采用辛烯。辛烯共聚LLDPE樹脂具有略好的強(qiáng)度、抗撕裂性能和加工性能，而己烯共聚和辛烯共聚樹脂的性能差別不大。目前己烯LLDPE樹脂的生產(chǎn)商主要有ExxonMobil Chemical(?？松梨诨?/p>