用氢化TiO2使乙烯合成高密度聚乙烯而不用活化剂的缺陷研究
在无任何活化剂条件下将乙烯合成
高密度聚乙烯反应中氢化TiO2的缺损部位的研究
Caterina Barzan, Elena Groppo,* Silvia Bordiga, and Adriano Zecchina
都灵大学化学部、工具和网络信息服务中心，意大利Torino，Via Quarello15A-10135公司。
摘要：我们展示了在温和条件下（室温，低压，无任何活化剂）用被氢化的商用TiO2将乙烯转化为高密度聚乙烯（HDPE）的前所未有的潜力，通过该反应形成的高密度聚乙烯/纳米TiO2复合材料的特性，已经通过电子显微镜得以描述。结合紫外?可见和红外光谱可以证明乙烯聚合发生在Ti4-n缺损部位，这表现为浅能级缺陷位于禁带，在广泛使用齐格勒纳塔催化剂的活性位点不同，不含任何烷基（Ti?R）或氢化物（Ti?H）配体。.这些结果标志着人们对于用商业TiO2材料在温和条件下作为乙烯合成聚乙烯反应的催化剂的聚合机理和开放的价值观的理解更进一步。
关键词：被氢化的TiO2，齐格勒纳塔催化剂，缺陷部位，乙烯聚合，高密度聚乙烯（HDPE）。
在光催化、光伏（包括有机模具）及水分解领域，二氧化钛是最具有研究价值的材料之一。与化学当量TiO2相比，缺陷TiO2有更窄的带隙（<3eV），这使得它能吸收可见光且具有适合的电导率，因此它更具吸引力。出于带隙的工程目的和提高太阳光收率，人们已经提出了几种方法将缺陷引入TiO2。最受欢迎的方法包括掺杂（金属，非金属，或自掺杂Ti3+类型）或氧空位的退火（在超高压、高温条件下排气）或用氢气还原。近日，已经有人通过高压加氢分别从晶体TiO2和非晶体TiO2获得了具有1.0eV带隙的黑色TiO2纳米粒子。于是，作者将观察到的颜色和变窄的带隙归因于表面的混乱度和大量的氧空位，以及表面位置的共同存在。由于氧气补充了TiO2表面的空缺，这些黑色的二氧化钛纳米粒子是高度稳定的，在空气能存放10个多月，留下一个独特的晶核/无序的壳形。相对于化学计量的TiO2来说，黑色TiO2显示出增强的光催化活性，例如，亚甲蓝的裂
解或在紫外可见光照射下的水的分解反应。TiO2表面和内部的氧空位在催化反应中也发挥着活化作用，包括在没有光照射条件下的水、醇类，丙酮和甲醛的活化。
在我们看来，存在于被还原的TiO2表面上的Ti4-n位点，因为它与烯烃聚合和低聚反应中的被还原的Ti活性部位相似性而引人注意。事实上，使用知名TiClx 基异构齐格勒?纳塔（ZN）催化剂，与铝-烷基活化剂相互作用的被还原的Ti位点是活性物种，它主要被用于聚丙烯和聚乙烯生产中。大家都知道，用TiCl2（Ti 呈+2价）使乙烯聚合反应中不需要任何活化剂。最后，均匀芳氧基和烷氧基二价钛金属有机配合物的选择性使乙烯合成1-丁烯和其他轻烯烃。受这些实例的启发以及在乙烯聚合反应非均相催化剂的表征的经验的基础上，我们探索被还原的TiO2材料在乙烯聚合/齐聚反应中的潜能。在此，我们第一次公布了在温和条件下（室温，低压，没有任何助催化剂）发生在被氢化的商用TiO2（奥德里奇纳米锐钛矿、纳米金红石、Degussa P-25)表面上的乙烯聚合反应的观察结果。我们证明了高密度聚乙烯（HDPE）是可以得到的，它具有高度的结晶性。
简单地说，激活过程如下：（i）TiO2样品在773 K在动态真空脱气几个小时后，再在同一温度下氧气处理1小时，这是为了去除可能存在于TiO2表面的有机污染物，并供给化学计量的二氧化钛（以下，stoich-TiO2）。(ii) 773K温度下在氢气（200 mbar）中还原1小时。(iii) 氢气在773K时被抽出，样品迅速冷却至室温（以下，red-TiO2)。我们需要记录下生成黑色的还原条件，它比文献中所说的高于10bar的高氢气压力更温和些。近日文献显示，所有的步骤都在石英管中进行，以避免可能的污染。所有的被还原样品呈现蓝色。此时，乙烯在室温、低压（低于200mbar）条件下放入反应室。在所有的情况下，观察到乙烯平衡压力逐渐减小，表明乙烯聚合反应发生。值得注意的是，从动力学表现来说，乙烯能重复通入几次，这表明了在所采用的实验条件下催化剂不会失活。从5.0×10-3到1.0×10-2s-1mol TiO2-1的系列反应速率常数被获得，相当于室温低压下7?15 g PE g TiO2-1h-1的活动力。应该注意的是，活动值是指数克催化剂和而不是活性位点的数目，这是很难估计的。从反应动力学的角度评估，通过分析样品重量的增加对活动数据进行了确认。
在温和条件下对氢化TiO2在乙烯反应中的观察促使我们进行光谱研究以得到催化活性位点的信息以及所生成的聚合物的性质。此后，我们将详细讨论从Degussa P-25样品所获得的结果；正如在支持信息（SI）中所提及的，在纳米锐钛矿和纳米金红石也得到相似的结果。图1 (a)、(b)分别显示了化学当量P-25（黑色曲线，stoich-TiO2),773K条件下被氢化的TiO2（深灰色的曲线，red-TiO2)和在室温下乙烯聚合反应之后被H2还原的P-25（黑体灰色的曲线
red-TiO2+C2H4）的紫外可见??NIR光谱（a）和红外光谱（b）。除了26000cm-1
（光学带隙）以上和1000cm-1（散装振动模式）以下的频率区，化学当量的P-25的光谱（黑色曲线）基本上是平坦的。从红外光谱图可看出3650cm-1左右的弱红外吸收波段是指表面钛的O-H空位。处于这一波段的样品（纳米锐钛矿，纳米金红石或Degussa P-25）的位置和强度不同，因此有不同的功能和活化时间。因为钛没有直接参与乙烯聚合反应，所以这些波段没有详细说明。
图1：773K温度下被氧气氧化和氢气氢化的P-25（前者为黑体曲线，后者为大胆的黑灰色曲线），以及暴露于乙烯中12小时的P-25（大胆的浅灰色）的紫外可见??NIR（A部分）和红外光谱（B部分）。浅灰色的系列光谱在乙烯聚合反应过程中收集。插图部分显示的红外光谱（ATR模式收集）是在氢化P-25紫外可见试验中从聚乙烯的ν（CH2）部分得到。
在H2还原时，一个广泛而普通的吸收出现在整个可见，近红外和中红外区域，（图1 a和b中的暗灰色光谱），随之而来的透光率急剧下降。这种现象已经引起人们的广泛研究和从位于禁带的浅陷阱缺陷部位（看似合理的与氧空位相关的）方面的解释。在光作用下，电子从缺陷部位被推动到导带，缺陷部位离价电子带越近，推动电子到导带所需的能量越高。相比之下，辐射在红外区域诱导小的热激发，推动电子从接近的缺陷态到导带。高态密度提供了一个连续的电子激发，导致整个红外区宽能量范围内的广泛的吸收（称为德鲁德吸收）。因此也利用被还原的TiO2的这种特性去作氧化/还原剂的传感器：事实上，氧化/还原的吸附物能将电子移动或加到缺陷部位的表面，引起红外吸收范围的改变。。通过研究，发现三种被氢化TiO2材料在紫外和红外光谱的影响是类似的，尽管还有些差异需要去讨论。特别地，广义的Drude吸收被转移到纳米金红石的高能（即，波长）值，这表明在电子学方面缺陷部位是更远的（即，不接近导带）。
在被氢化的TiO2材料中，通过可见紫外-中红外得到的宽吸收现象是唯一的光谱现象，因此对于它的研究是重要的。可观察到，没有其他的吸收带，这说明其表面有含氢物质的存在。由于纳米金红石在2500-1100cm-1的波长区是可被透射的，在该区可能会生成钛氢化物，被氢化的纳米金红石是有用的。同样，在仅
被部分氢化的P-25的红外光谱中没有发现其他的吸收带（即，在500°C时，接触时间较短）。
当乙烯和被还原的P-25作用时，在NIR红外区的宽吸收带离域电子在强度上逐渐减弱，这表明一小部分Ti4-n位点被氧化（图1b中光谱的浅灰色序列）。这可以解释为乙烯氢化加成到Ti4-n位点上，这样形成了Ti?R物（在这里，R=烷基链），虽然乙烯每百万分之几的氧化剂也不能被排除。在紫外可见区域这一现象并不明显（图1b），这为靠近导带的缺损部位的二次氧化提供了证据，这远比那些电子层面的解释更有意义。同时，在2923?2854cm-1（非对称和对称ν（CH2））和1472?1459cm-1（非对称和对称δ（CH2））的聚乙烯红外吸收光谱特征，揭示了被氢化的P-25催化乙烯聚合反应。因此，乙烯压力随时间的下降的函数关系必定与二氧化钛表面的乙烯聚合反应相关。值得注意的是，相同反应条件下，在化学当量TiO2中，并没有反应发生，这就意味着缺陷部位对氢化过程中的乙烯聚合反应起作用。上述一系列的数据表明，该反应可能发生在接近电子导带的缺陷部位，而那些较远的带隙并不参与反应。
对红外光谱的仔细检查可以让人得到关于所得聚合物的信息。事实上，由DSC数据证实，在高密度聚乙烯吸收光谱中没有CH3基团（被预测ν(CH3)在2965和2872cm-1，δ(CH3)在1379cm-1出现），所以得到了一个忽略许多因素的线性聚合物（见SI图S4）。具有相同振动光谱的聚乙烯是在紫外可见实验过程中获得的（如图1a插图，在紫外可见实验结束时，以ATR模式用红外光谱收集到相同的粉末）。处于1472到1459cm-1吸收带的最大值和高强度比的全宽δ（CH2））表明，得到的是高结晶度的高密度聚乙烯。
图2：典型的乙烯聚合反应后的被氢化的P-25高分辨电子显微图。a,b,c是全部样品的三种不同的图像代表，聚乙烯相位是由白色箭头所示。
最后，对HDPE／TiO2复合材料的形态进行了高分辨的电子显微观察，少数代表图片如图2所示。值得注意的是，因为二氧化钛聚合物的对比度差，因此对常规二氧化钛晶体的聚合物相的检测是不简单的。在所采用的分辨率下，被氢化TiO2的粒子显示了Degussa P-25的形态和大小分布典型：颗粒是规则的，多面体形，且有着平滑的终端。聚乙烯是随机分布在TiO2颗粒的表面，形成一个不确定的相（图2中箭头所示）。对样本的许多区域进行彻底的调查透露，聚乙烯是目前整体的样品中较全面的，大多数可能涉及锐钛矿型和金红石型颗粒。这个观测结果发现与类似的被还原的纳米金红石纳米锐钛矿（用不同的缺陷进行表征：纳米金红石的带隙较深，纳米锐钛矿的导带较近。）在乙烯聚合反应中是较活泼的。值得注意的是，最近精准的高分辨传递电子显微分析证明被黑化的二氧化钛纳米晶有一个结晶紊乱的核心?壳结构；然而，在此处观察到的现象有一个更大的尺寸规模：不确定的相构成的区域大于50nm，这远比TiO2微粒的平均尺寸大。
总之，本文所示的数据表明在773K时被氢化的市售的二氧化钛样品可以作为乙烯聚合反应的催化剂。虽然与其他商用的乙烯聚合反应的催化剂相比，它的生产率仍然很低，但二氧化钛容易处理，无毒，用途广泛。高活性值可以通过增加活性位点的分数来实现，例如，二氧化钛材料具有较高的表面面积，或在较高的压力和温度使用其他的还原方法来实现。因此，在聚乙烯生产领域，
催化剂性质和反应条件的优化可能引起人们的兴趣。它的准确的性质和活动位点的数量仍在研究之中，但它可以安全地说，在整个可见?吸收近红外和中红外区它们是Ti4-n物表现为浅陷阱缺陷位于带隙和在宽吸收带区有意义的。
有趣的是，活性钛位点不同于大多数用于乙烯聚合反应的TiCl x型催化剂主要有两点：（1）在它们的配位范围内没有配位体，只有氧原子；（2）使乙烯聚合不需要任何活化剂。在这方面，被氢化的二氧化钛材料比得上Cr/SiO2菲利普斯催化剂，其活性铬?甲硅烷氧基位点使聚合乙烯无需任何活化剂，而且它引发反应的机理仍在探讨之中。在本案中，观察到乙烯聚合反应中的一部分位点被氧化，没有任何Ti?H (或Ti-R)的证据表明乙烯聚合反应需要氧化加成。未来的研究将致力于对反应机理的理解，这才是对整个参与烯烃聚合反应研究团队有用的。
实验方法：
化学计量的TiO2(stoich-TiO2)与被还原的TiO2（red-TiO2)电子与振动性质研究采用了漫反射(DR)紫外可见近红外(Varian, Cary 5000)和透射红外光谱(Bruker, Vertex70)（图1和SI图S1)。正如经常被报道的其他聚合催化剂，相同的技术被采用来监控乙烯聚合反应的发生。二氧化钛/聚乙烯复合材料的形态观察采用透射电子显微术(JEOL 3010-UHR; SI 图S2)，而聚合物的特性分析用电子显微镜(Zeiss evo50xvp; SI图S3) 和差示扫描热分析技术（TA仪器Q200型；SI图S4）。
相关内容：
支持信息
与乙烯反应的被氢化的纳米锐钛矿，纳米金红石和P-25的振动和电子波谱，使用便携式透射电镜，标准电子组件和DSC对TiO2/HDPE 复合材料的研究。这种资源可在https://www.360docs.net/doc/ec823618.html,网站免费获取。
作者信息：
*E-mail: elena.groppo@unito.it.
注：版权所有，翻版必究。
致谢：
该工作得到澳大利亚外国投资审查委员会(RBAP115AYN)和
Ateneo-Compagnia di San Paolo-2011-1A line, ORTO11RRT5项目的支持。作者感谢费弗兰科涅里提供的HRTEM和SEM图像，感谢Giuseppe Spoto 和Lorenzo Mino的宝贵建议。
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高密度聚乙烯介绍
HDPE管的性能评述： ● 抗热(寒)性：温度介于-80℃至100℃之间，HDPE管可安全使用。 ● 抗外力：在工作温度条件下，HDPE管的抗压性能极佳。 ● 抗磨损性：HDPE管具有很高的抗磨损性，它的厚管壁可提供额外的保护。 ● 抗化学性：HDPE分子结构（链烷结构）稳定，管道抗化学性很强。 ● 牢固性：HDPE管无论采用电熔焊接或热熔焊接的连接方式，其焊缝的强度均高于管材自身的强度。 ● 冷凝作用：HDPE管是弱的热导体，短时间的冷却过程，管道不会产生结露现象。 ● 在火中的表现：在高温情况下，HDPE管不易燃烧，管道在火中燃烧不会放出有毒气体。 ● 太阳辐射：通过添加碳黑，HDPE管能抵抗由太阳紫外线引起的管材老化脆化现象。另，根据我公司的多年施工经验，可采取刷漆、管道外壁包裹薄板等措施解决HDPE管与建筑效果匹配的问题。 ● 噪音：HDPE管是软性材料，E弹性模量很小，管道能限制以空气或固体为载体的声音传播。 ● 热膨胀系数：HDPE管的热胀冷缩比其它管材明显，在安装设计中必须考虑可能的热胀冷缩问题。尽管其膨胀系数较大，但由于弹性系数远低于其它材料，因此膨胀应力还是较低的。 聚丙烯PP部分牌号介绍 品名型号产地熔指g/10min 特性及用途 拉丝级T30S 大连西太2.5-3.5 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级T30S 天津联合3 纺织薄膜纱,地毯贴背. 拉丝级T30S 华北一炼3.2 用于包装绳和包装袋，地毯背衬，人造成草坪和各种用途的挤塑料网。 拉丝级T30S 大连有机3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级T30S 齐鲁石化3 生产膜裂纤维（农用绳索，细绳，纺纱）单丝，拉伸膜，管膜，流涎膜。 拉丝级T30S 抚顺乙烯2.5-3.5 编织袋,绳,地毯背衬,吹膜,集装袋. 拉丝级T30S 中原乙烯2.5-3.5 迁合于制作编织袋，打包带，绳索、地毯，被衬，家庭小用品，玩具，注射器。 拉丝级PP022 大连有机3 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级PP022 前郭炼油2.2-3.8 膜丝,纺织膜丝线,地毯背衬. 拉丝级5004 辽阳烯烃2.6-4.4 适用于切制薄膜（扁丝），单丝，和复丝。 拉丝级2401 燕化2.5 编织袋和编织膜 拉丝级S1003 燕化3.2 窄带，扁丝。 拉丝级163 南韩大林3.5 加工性,机械物性优秀,自动包装袋,绳子. 纤维级Z30S 独山子22-28 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级Z30S 任丘25 适于中速到高速纺生产的细旦膨化丝，连续丝和长丝。 纤维级Z30S 西太22-27 低速纺短纤维，BCF-CF复丝。 纤维级Z30S 抚顺乙烯20 均聚物,长丝,丙纶,丙纶短纤维. 纤维级185 南韩大林38 高纺丝、窄分子量分布、无味。（适合于BCF，CF及低Denier 短纤维的高速加工）
HDPE
前言 高密度聚乙烯（HDPE）无毒，价廉，质轻，优异的耐湿型及化学稳定性，易成型加工，是广泛应用的塑料材料之一。但HDPE制品受韧性不够高、硬度低、环境应力开裂能差等限制，不能广泛用作结构材料。因此，对HDPE进行增韧改性研究，开发高强高韧HDPE共混材料已经变得相当重要。本文介绍了HDPE的性质参数、牌号分类等基本理论，总结了HDPE的应用和发展趋势，继而阐述了增韧改性的一些理论及方法。最后通过实验的方法验证HDPE添加纳米刚性例子增韧改性的机理。以期通过对该理论的理解和深入探讨以达到HDPE管道在低温下增韧改性的目的。 1.HDPE简介 高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。 分子结构以线型结构[1]为主，支链极少，密度高（0.941-03965g/cm3），结晶度达80～90% ，非极性的热塑性树脂，分子量在200,000到500000 ，软化点为125～135℃，脆化温度 -70℃，使用温度可达100℃，熔点约131℃。不同的催化剂[2]被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。在中等压力（15-30大气压），有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。这种条件下聚合的PE 分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。
2.HDPE的物理化学性能 HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE 具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 断裂伸长率是聚乙烯树脂的一个重要质量指标[3]，它不仅对挤塑加工性能有明显影响，对注塑、吹塑制品的使用性能也有一定影响。HDPE基本的物性参数有：熔融指数（MFR）、密度（D）、分子量分布（MWD）、分子量（MW）和和添加剂。其中前三项是影响HDPE断裂伸长率的主要因素。各种等级HDPE的独有特性是这几种基本变量的适当结合，不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE 品级；在性能上达到最佳的平衡。在实际生产中，通过改变这几个基本物性参数来实现对其它使用特性的控制。 HDPE在管材方面的应用：HDPE作为导气管的材料，近年来在竞争中取代了钢管。在联邦德国、新设备总数中约有50%在为地方配气站生产HDPE导气管。起决定性的乃是与钢管相比HDPPE管的安装费用低得多。在地板暖气管方面,以前主要使用PP共聚物,现在则转为使用交联HDPE（VPE）,而尤其趋于使用辐射交联。 但HDPE制品受韧性不够高、硬度低、环境应力开裂能差等限制，不能广泛用作结构材料。而其冲击性能低是HDPE难以充当结构材料的主要原因。因此，对HDPE进行增韧改性研究，开发高强高韧HDPE共混材料已经变得相当重要。然而用橡胶等弹性体做改性剂来提高HDPE的韧性，往往以牺牲HDPE的强度、刚性、尺寸稳定性、耐热性及加工性能为代价。而近年来发展起来的用刚性粒子（RF，包括刚性有机粒子ROF和刚性无机离子RIF）增韧HDPE，不但可使HDPE的韧性提高，同时还可以使其强度、模量、热变形温度、加工性能等得到改善，显示了增韧增强的复合效应。
(完整版)塑料托盘原料高密度聚乙烯详解
塑料托盘原料高密度聚乙烯英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。塑料托盘原料HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态塑料托盘原料HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。塑料托盘原料HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 塑料托盘原料HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。虽然塑料托盘原料HDPE 在1956年就已推出，但这种塑料还没达到成熟水平。这种通用材料还在不断开发其新的用途和市场。 主要特性 塑料托盘原料HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态塑料托盘原料HDPE 的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。塑料托盘原料HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级塑料托盘原料HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的塑料托盘原料HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。 密度 这是决定山东力扬塑料托盘原料HDPE特性的主要变量，虽然被提到的4种变量确实起到相互影响作用。乙烯是聚乙烯主要原料，少数的其它共聚单体，如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯，也经常用于改进聚合物性能，对塑料托盘原料HDPE，以上少数单体的含量一般不超过1％－2％。共聚单体的加入轻微地减小了聚合物的结晶度。这种改变一般由密度来衡量，密度与结晶率呈线性关系。美国一般分类按ASTM D1248规定，塑料托盘原料HDPE 的密度在0．940g／。C以上；中密度聚乙烯（MDPE）密度范围0．926～0．940g／CC。其它分类法有时把MDPE归类于塑料托盘原料HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的刚度，良好的防渗透性和最高的熔点，但一般具有很差抗环境应力开裂（ESCR）。ESCR是PE 抗由机械或化学应力所引起的开裂性的能力。更高的密度一般改进了机械强度性，例如拉伸强度、刚度和硬度；热性能如软化点温度和热变形温度；防渗透性，如透气性或水蒸气透过性。较低的密度改进其冲击强度和E－SCR。聚合物密度主要是受共聚单体加入的影响，但较少程度也受分子量影响。高分子量百分数使密度略有降低。例如，在一个较宽分子量范围内均聚物具有不同的密度。 生产和催化剂 PE最通常的生产方法是通过淤浆或气相加工法，也有少数用溶液相加工生产。所有这些加工过程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂体系（可能是不止一种化合物）和各种类型的烃类稀释剂参与的放热反应。氢气和一些催化剂用来控制分子量。淤浆反应器一般为搅拌釜或是一种更常用的大型环形反应器，在其中料浆可以循环搅拌。当乙烯和共聚单体（根据需要）和催化剂一接触，就会形成聚乙烯颗粒。除去稀释剂后，聚乙烯颗粒或粉粒被干燥并按剂量加入添加剂，就生产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反应器的现代化生产线，
为何应用超高密度聚乙烯
本文摘自再生资源回收-变宝网（https://www.360docs.net/doc/ec823618.html,） 为何应用超高密度聚乙烯 什么是超高分子量聚乙烯？ uhmw-pe是英文ultra high molecular weight polyethylene（超高分子量聚乙烯）的缩写。这是现有的最优质的可应用于恶劣工作环境及多种用途的聚乙烯。在许多高难度的应用条件下适用性非常好。 超高分子量是这种聚合物与众不同的特质。其高密度乙烯树脂具有3至6百万的分子量，而高分子量树脂的只有30万至50万。这种差别是保证超高分子量聚乙烯具备足够的强度，以达到其他低等聚合产品所不可能具备的耐磨损和抗冲击能力。 超高分子量聚乙烯的超高分子量的含义是它不会融化并向液体一样流动。因而加工方法由粉末金属技术衍生。传统的塑料加工技术，比如注塑成型、吹塑和热定型，无法应用于超高分子量聚乙烯。挤压成型是应用于这种树脂最常见的加工工艺，这样生产出来的产品韧性更强。 pe分为三类： 1、包括低密度pe、中密度pe、高密度pe 低密度聚乙烯（小于0.930克/立方厘米 / 小于0.0334磅/
立方英寸） 中密度聚乙烯（介于0.930与0.940克/立方厘米之间 / 介于0.0334与0.0338磅/立方英寸之间） 高密度聚乙烯（大于0.940克/立方厘米 / 大于0.0338磅/立方英寸，分子量约为100,000） 2、高密度高分子量pe 高密度高分子量聚乙烯（分子量大于200,000小于500,000）。这种产品是由两种使用催化剂的方法制造而成的：一种是齐格勒方法，这种方法中使用钛催化剂；另外一种是菲利普斯方法，这种方法使用铬氧催化剂。 这两种方法应用的技术包括在不同的压力下进行悬浮、溶解、气相和凝聚。在这些条件下，乙烯基分子通过阴离子聚合形成线状大分子。 3、高密度超高分子量pe 高密度超高分子量聚乙烯（密度大于0.940克/立方厘米，即大于0.0338磅/立方英寸，分子量大于106）。 高密度超高分子量聚乙烯的特性： 高密度超高分子量聚乙烯的物理和电学特性：
辽阳石化分公司高密度聚乙烯树脂新产品介绍辽阳石化
辽阳石化分公司高密度聚乙烯树脂新产品介绍 辽阳石化 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#
辽阳石化分公司高密度聚乙烯树脂新产品介绍 一、新产品名称： 氯化聚乙烯专用料L0860P、L1260P和L7060P牌号树脂 二、装置简介： 辽阳石化分公司烯烃厂聚乙烯装置是国内唯一采用西德赫斯特公司技术专利的生产装置。装置原设计能力皆为万吨/年。2001年随着乙烯装置扩能改建，高密度聚乙烯装置又新建一条生产线，使装置生产能力达到8万吨/年。该装置采用以乙氧基镁为载体齐格勒型高小效催化剂，以α-烯烃为共聚单体，可生产注塑、挤塑、吹塑三大类多种牌号树脂，尤其适合生产氯化聚乙烯专用料。 三、技术规格： 1、 L0860P牌号树脂技术规格
2、 L1260P牌号树脂技术规格 3、 L7060P牌号树脂技术规格 四、产品应用领域： 氯化聚乙烯（简称CPE）是一种新型高分子化学材料，广泛应用于家电、计算机、化学建材、线材等领域。作为一种基础性的原
材料，下游行业特别是化学建材行业的快速发展给CPE生产企业带来良好的发展前景。随着氯化聚乙烯市场的扩大，氯化聚乙烯专用料的需求量也逐年攀升。为了满足不同CPE生产厂家对氯化聚乙烯专用料系列产品使用要求，辽阳石化分公司在原有氯化聚乙烯专用料生产的基础上，又研制开发出第二代和第三代氯化聚乙烯专用料，产品用途分别推介如下： 第二代氯化聚乙烯专用牌号树脂 L0860P牌号树脂用于生产塑改型氯化聚乙烯(下游应用厂家：潍坊鑫达化工有限公司、威海金泓化工有限公司、潍坊天瑞化工有限公司。 L1260P牌号树脂用于生产橡胶型氯化聚乙烯（下游应用厂家：山东曙光集团济维泽化工有限公司、潍坊金山化工有限公司、淄博奥齐助剂有限公司）。 第三代氯化聚乙烯专用牌号树脂 L7060P牌号树脂氯化反应生成的CPE产品可用于ABS树脂改性。 五、新产品应用服务指南 辽阳石化分公司烯烃厂是所推介高密度聚乙烯新牌号树脂的生产单位，负责新产品的研制开发和新产品的后加工推广应用等项工作；辽阳石化分公司产品销售管理部负责产品销售技术服务和管理工作。“诚信交朋友，全心为顾客”是我公司做好产品售前和产品售后技术咨询服务的宗旨。如果用户厂家想了解有关辽阳石化分公
高密度聚乙烯的研究及应用
茂名职业技术学院 文献检索论文题目高密度聚乙烯的研究及应用 系（部）化学工程系 专业应用化工技术 班级 D10应化(5)班 姓名招鑫章 指导教师赖谷仙 日期 2011.12.8
摘要 综述了近年来我国高密度聚乙烯(HDPE)的最新研究现状，并介绍了高密度聚乙烯的特点及其应用，最后指出了我国高密度聚乙烯的发展方向。 关键词：高密度聚乙烯；特点；应用 目录 高密度聚乙烯的研究及应用 前言 高密度的聚乙烯（HDPE），是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂，原态的HDPE外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状，具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性，该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性。可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。HDPE是重要的五大通用塑料之～，具有无毒价廉、质轻、优异的耐湿性、良好的化学稳定性和易成型加工等特点，被广泛应用于食品、汽车、化工等领域。 1．HDPE特点 HDPE可用淤浆法、溶液法和气相法生产，H D P E分子中支链少。结晶度高( 8 5 ％～9 O 茗 )，密度高( 0 ． 9 4 1 — 0 ． 9 6 5 g ／ c m )，具有较高的使用温度、硬度、力学强度和耐化学药品性好。适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品，如各种容器、网、打包带，并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。是不透明的白色粉末，造粒后为乳白色颗粒，分子为线型结构，很少支化现象，是较典型的结晶高物，机械性能均优于低密度聚乙烯。2．HDPE研究进展 HDPE作为最常用的通用塑料之一，由于有极强的应用背景，越来越受到工业界和学术界的广泛重视¨一t o ]。近年来，国内科研人员HDPE的改性及应用方面进行了大量的研究，并取得了一定的成效。许惠芳…等考察了国内三家石化公司生产HDPE薄膜料9455F，6098，7000F的流变行为。结果表明三HDPE薄膜料的熔体均属于非牛顿流体，其流动指数( n )随温度升高而增大，熔体的非牛顿性随温度升高而降低，即熔体偏离牛顿流体的程度变小；薄膜料6098对温度敏感性较大，在成型加工时对其进行温度调整可获得良好的效果；9455F对剪切的敏感性较大，在成型加工时对其进行剪切速率或剪切应力的调整可获得良好的效果。陈欣n 等制备了多壁碳纳米管、石墨和碳黑填HDPE复合体，研究了复合体的导电和流变学性质，利用隧道逾渗模型对关键指数分别为4.4、6．4和2.9 的三种复合体的“非普适性”导电行为进行了解释，与此同时，考察了颗粒类型和含量，以及剪切速率对复合体流变学性质的影响。结果表明复合体系的储能模量在低频区出现“第二平台”，而复合黏度则表现出强烈的剪切变稀行为，标志着颗粒在聚合物内部发生聚集形成了网络结构，与石墨和碳黑填充复合体相比，具有更高纵横比的多壁碳纳米管填充复合体具有更高的储能模量和复合黏度，基于Guth—Sma1]wood理论结合有效介近似G ’r分析结果表明，填充HDPE复合体系的流变学逾渗阈值和导电逾渗阈值吻合良好。蒋炳炎…等用M0]df]0WMPI5.O软件F]ow3D模块仿真及同步热分析仪分析的方法，研究了熔体温度及注射速率对薄壁件注射成型时结晶特性的影响。结果表明熔体温度175 、195 、215cc时，在厚度为O.8 m m的高密度聚乙烯薄壁件的注射成型过程中，在流动方向上，浇口附近的剪切速率和熔融热焓远大于其他各处，且二者均随着
HDPE高密度聚乙烯
高密度聚乙烯 高密度聚乙烯（High Density Polyethylene，简称为“HDPE”），是一种结晶度 高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学 腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该 聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别 是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性， 在常温甚至在-40F低温度下均如此。摘自: https://www.360docs.net/doc/ec823618.html, HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。虽然HDPE在1956年就已推出，但这种 塑料还没达到成熟水平。这种通用材料还在不断开发其新的用途和市场。 高密度聚乙烯通常使用Ziegler-Natta聚合法制造，其特点是分子链上没有支链， 因此分子链排布规整，具有较高的密度。该过程在管式或釜式低压反应器中以乙烯为原 料，用氧或有机过氧化物为引发剂引发聚合反应。 高密度乙烯属环保材质，加热达到熔点，即可回收再利用。须知塑胶原料可大分为 两大类：“热塑性塑胶”（Thermoplastic）及“热固性塑胶”（Thermosetting），“ 热固性塑胶”是加热到一定温度后变成固化状态，即使继续加热也无法改变其状态，因 此，有环保问题的产品是“热固性塑胶”的产品（如轮胎），并非是“热塑性塑胶”的 产品（如塑胶栈板注:栈板在港澳被称为“夹板”)，所以并非所有“塑胶”皆不环保 。 主要特性 高密度聚乙烯细节图片HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工 业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸） ，芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性 ，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电 线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添
聚乙烯催化剂
聚乙烯是通用合成树脂中产量最大的品种，主要包括低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）以及一些具有特殊性能的产品，其特点是价格便宜，性能较好，可广泛地应用于工业、农业、包装及日常工业中，在塑料工业中占有举足轻重的地位。 烯烃聚合催化剂是聚烯烃聚合技术的核心，从烯烃聚合催化剂的发展来看，概括起来主要有两个方面：（1）开发能够制备特殊性能或更优异性能的聚烯烃树脂催化剂，如茂金属催化剂及非茂后过渡金属催化剂等；（2）对于通用聚烯烃树脂的生产而言，在进一步改善催化剂性能的基础上，简化催化剂制备工艺，降低催化剂成本开发对环境友好的技术，以提高效益，增强竞争力。20世纪80年代以前，聚乙烯催化剂研究的重点是追求催化剂效率，经过近30年的努力，聚乙烯催化剂的催化效率呈数量级提高，从而简化了聚烯烃的生产工艺，降低了能耗和物耗。目前研究开发的聚乙烯催化剂主要有铬基催化剂、齐格勒-纳塔催化剂、茂金属催化剂、非茂金属催化剂、双功能催化剂以及双峰或宽峰分子量分布聚烯烃复合催化剂等。 1 铬基催化剂 铬基催化剂是由硅胶或硅铝胶载体浸渍含铬的化合物生产的，包括氧化铬催化剂和有机铬催化剂，最初由Phillips公司开发，主要用于Phillips公司和Univation公司的聚乙烯生产工艺，可用于生产线型结构的HDPE，改进后也可用于乙烯和α-烯烃的共聚反应。用这种催化剂生产的乙烯和α-烯烃的共聚物有非常宽的分子量分布（MWD），Mw/Mn为12-25。近期，Basell公司已经工业化生产一种被称为Advent C的新型铬催化剂，用于生产HDPE。该催化剂由基于二氧化硅的专有载体负载，用铬化合物浸渍后在氧化条件下高温焙烧活化制得，铬以Cr3+盐的形式存在，含量低于10ppm，安全可靠，而且生产成本较低。该催化剂可替代钛基催化剂用于气相法和淤浆法HDEP工艺。 2 齐格勒-纳塔催化剂 齐格勒-纳塔催化剂（简称Z-N）是用化学键结合在含镁载体上的钛等过渡金属化合物。由于其催化效率高，生产的聚合物综合性能好，成本低，因此在聚乙烯的生产中占有重要的地位。近年来，聚乙烯生产公司正在通过各种方式研究开发新型Z-N催化剂。诺瓦（Nova）化学公司开发出先进的用于气相法工艺的Sclairtech Z-N 催化剂，并将其用于位于加拿大阿尔伯达焦弗雷的Unipol气相法聚乙烯装置上。与BP公司和催化剂生产公司Grace Davison达成协议，生产供应先进的Novacat T Z-N催化剂。使用该催化剂可以改进共聚单体的并入方式，形成“不发粘”的树脂，从而提供性能更好的树脂。此外，该催化剂还有更好的抗杂质性能以及更高的生产效率。 Univation公司开发的工业化UCAT-J Z-N催化剂，具有催化剂残渣少，制得的薄膜只需要较少的添加剂，薄膜的透明性提高，凝胶粒子明显减少等优点，我国扬子石化公司的20万吨/年全密度聚乙烯装置就采用了这种催化剂。 住友化学公司开发的LLDPE生产用新型SN4催化剂，可在一定程度上控制产物分子量并阻止低分子量聚合物的形成。Equistar化学公司使用Unipol气相反应器和新一代Z-N催化剂推出高性能乙烯系LLDPE吹塑薄膜用树脂，加工性能和耐撕裂强度优于mLLDPE，熔体强度和落锤冲击强度较己烯系LLDPE好得多，可替代辛烯系LLDPE和mLLDPE产品。Huntsman公司采用DSM公司的溶液过程和新一代Z-N催化剂，生产出一种增强型辛烯LLDPE薄膜树脂-Rexell；Quantum公司开发的双中心 Z-N催化剂，可在单一反应器中生产双峰HDPE；BP公司推出了高活性的LynxZ-N催化剂。 2000年，北京化工研究院和上海化工研究院分别开发出BCG和SCG-1气相法PE催化剂，
高密度聚乙烯炭黑复合导电PTC材料及制品的研制
四川大学 硕士学位论文 高密度聚乙烯/炭黑复合导电PTC材料及制品的研制 姓名：殷茜 申请学位级别：硕士 专业：材料加工工程 指导教师：黄锐 20040501
Ｖ６５４３８６堕型查堂堡主堂堡兰壅！堕童堡塞至堕！塑墨盒昱皇塑塑墨型鱼堕里塑———一 高密度聚乙烯／炭黑 复合导电ＰＴＣ材料及制品的研制 材料加工专业 研究生：殷茜指导教师：黄锐教授 摘要 本工作研究开发了一种新型高分子ＰＴＣ导电复合材料及其８０。Ｃ发 热等级自控温伴热带，目前已在北京协昌电缆厂和巩义强力塑料厂得到 应用，并创效１０万元。借助ＤＳＣ、ＴＥＭ、ＷＡＸＳ等多种试验手段对炭 黑填充高密度聚乙烯复合体系的导电逾渗转变、ＰＴＣ效应、发热特性、 长期通电稳定性、加工性能进行了较为详细的研究，并对试验结果作了 全面分析和较为深入的探讨。 ｌ研究了不同结晶度高聚物／炭黑复合导电ＰＴＣ材料ＰＴＣ特性，探 讨了ＰＴＣ效应的形成机理，提出了ＰＴＣ效应产生与基体聚合物结晶行 为相关的观点。 ２首次系统研究高分子导电ＰＴＣ材料热性能数据（热变形温度、 维卡软化温度、熔点）与ＰＴＣ材料特征温度之间的关系。认为材料的
四川大学颁士学位论文：高密度聚乙烯／炭黑复合导电材料及制品的研究 热变形温度与白控温伴热带的工作发热温度接近，维卡软化温度与制品开关温度相当，并由此确立了以ＨＤＰＥ为基体材料来开发８０’Ｃ发热等级自控温伴热带。 ３研究了不同品种炭黑填充高密度聚乙烯复合体系的导电逾渗转变及ＰＴＣ行为，考察了ＣＢ基本性质、含量对材料ＰＴＣ效应、结晶行为的影响。首次发现炭黑粒子加入降低了ＨＤＰＥ的结晶度，并由此认为炭黑粒子在基体材料中的分散状况也是影响材料ＰＴＣ特性的一个主要因素。 ４研究了以接枝聚乙烯为基体，复合导电体系的ＰＴＣ特性及稳定性。Ｇ．ＨＤＰＥ／ＣＢ复合导电体系的结晶度较ＨＤＰＥ／ＣＢ体系略有降低，但ＰＴＣ特性差别不大。由此制得的自控温伴热带经过７２００小时通电运行，其ＰＴＣ强度、电阻率、发热温度及功率变化率均小于１５％，可以看出接枝聚乙烯的加入明显提高了材料的稳定性。 ５通过对ＨＤＰＥ／ＰＶＤＦ／ＣＢ复合导电体系ＰＴＣ特性及稳定性的研究发现：随着聚偏氟乙烯加入量的提高，材料的逾渗阀值由１８％降低到１２％，炭黑添加量可以适当减少，ＮＴＣ效应也减弱，材料稳定性得到明显提高，由此制得的自控温伴热带经过６０００小时通电运行，发热温度稳定在８５℃～９５＂Ｃ范围内，这在国内尚属首次报道。 ６系统研究了电子束辐照交联工艺对复合导电体系稳定性的影响，认为电子束辐照交联是最有效、最简单提高材料稳定性，减弱ＮＴＣ效应的手段。随着辐照剂量的提高材料的ＮＴＣ效应明显减弱，ＰＴＣ曲线反演性也提高。以３８０ｋＧｙ剂量辐照的复合物及制品也表现出优良的电致发热稳定性，通电７２００小时功率下降小于１０％，具有一定的商业用途。 ７通过对高密度聚乙烯／炭黑复合体系的挤出工艺研究发现：挤出成型过程中，加工温度、挤出速度及冷却方式的变化，对自控温伴热带的性能有明显影响。因此，在生产自控温伴热带时必须严格控制工艺条件。 ８以ＨＤＰＥ／ＣＢ高分子导电ＰＴＣ材料制备的８０。Ｃ发热等级自控温伴
高密度聚乙烯生产工艺开发进展
高密度聚乙烯生产工艺开发进展 概述世界聚乙烯工业生产和消费现状，了解高密度聚乙烯（HDPE）生产工艺的最新进展，提出本地该行业发展建议。 标签：聚乙烯；生产工艺；现状 高密度聚乙烯（HDPE）是一种不透明白色腊状材料，密度比水小，柔软而且有韧性，被广泛应用于制备诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑，吹塑、注塑和滚塑等。 在聚乙烯生产工艺技术领域，一直是多种工艺并存，各展其长。目前并存的液相法工艺有Nova公司的中压法工艺、Dow化学公司的低压冷却法工艺和DSM 公司的低压绝热工艺。应用最为广泛的浆液法工艺是科诺科菲利浦斯、索尔维公司的环管工艺和赫斯特、日产化学、三井化学的搅拌釜工艺。气相法工艺主要有Univation公司的Unipol工艺、BP公司的Innovene工艺和Basell公司的Spherilene 工艺。近年来，气相法由于流程较短、投资较低等特点发展较快，目前的生产能力约占世界聚乙烯总生产能力的34%，新建的LLDPE装置近70%采用气相法技术。近年来，在各工艺技术并存的同时，新技术不断涌现。其中冷凝及超冷凝技术、不造粒技术、共聚技术、双峰技术、超临界烯烃聚合技术以及反应器新配置等新技术的开发，极大地促进了世界聚乙烯工业的发展。 1 冷凝及超冷凝技术 冷凝及超冷凝技术是UCC、Exxon化学和BP公司开发的，是指在一般的气相法PE流化床反应器工艺的基础上，使反应的聚合热由循环气体的温升和冷凝液体的蒸发潜热共同带出反应器，从而提高反应器的时空产率和循环气撤热的一种技术。冷凝操作可以根据生产需要随时在线进行切换，使装置可以在投资不需要增加太大的情况下大幅度提高装置的生产能力，装置操作的弹性大，使得该技术具有无可比拟的优越性。通过采用该技术不仅将单线最大生产能力从22.5wt/y 提高到45wt/y年以上，而且进一步降低了单位产品的投资和操作费用，操作稳定性也得到了进一步提高。国外已有大量采用冷凝和超冷凝技术对气相法PE装置扩能的实绩，最高扩能达到原有能力的2.5倍以上。我国扬子石化公司、天津石化公司、广州石化公司以及吉林石化公司、中原石化有限责任公司、新疆独山子石化公司等的聚乙烯装置采用该技术也取得扩能成功。 2 不造粒技术 随着催化剂技术的进步，现在已出现了直接由聚合釜中制得无需进一步造粒的球形PE树脂的技术。直接生产不需造粒树脂，不但能省去大量耗能的挤出造粒等步骤，而且从反应器中得到的低结晶产品不发生形态变化，这样有利于缩短加工周期、节省加工能量。Montell公司的Spherilene工艺采用负载于MgCl2上的钛系催化剂，由反应器直接生产出密度为0.890-0.970g/cm3的PE球形颗粒，
高密度聚乙烯
高密度聚乙烯 聚乙烯，聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。 聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和 密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96 g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。 聚乙烯(PE)塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是最结构简单的高分子，也是应用最广泛的高分子材 料。它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的 是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa)，高温(190–210C)，过氧化物催化条件下自由基聚合，生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE)，它是支化结构的。 高密度聚乙烯，英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑 性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特 性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合 物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度220~260℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末火颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940～0.976 g/cm3范围内；结晶度为80％～90％，软化点为125～135℃，使用温度可达100℃；硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯；耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些；化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀；薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低，这 一点应用时要注意 一、合成工艺 HDPE的生产技术有3种，即浆液聚合，气相聚合和溶液聚合。 1、浆液聚合法 淤浆法技术是将乙烯与脂肪烃溶剂混合，生产的聚合物悬浮于溶剂中，生产过程中压力、温度较低，浆液聚合是生产HDPE主要方法，浆液法工业化时间早，工艺技术成熟，使用浆液法生产技术主要有Hostalen、Phillips、Irmovene S、Equistar、Borieas、cx、Equistar 等，浆液法根据反应器形式可以分为搅拌釜式和环管反应器2种。 (1)搅拌釜式浆液聚合 搅拌釜式浆液聚合典型代表为Basell公司的Hostalen技术和三井油化公司的CX技术，Hos．talen技术采用Hoeehst公司首创的搅拌釜工 艺，使用双反应器，可以进行串联和并联使用，该工艺中，聚合反应溶剂为正已烷，催化剂为高活性z—N催化剂，乙烯和氢气混合后进入第一反应器，与催化剂混合发生聚合反应，反应器内聚合物以淤浆形式悬浮在己烷中，聚合温度约为80℃，聚合压力小于10 bar，此工艺可以生产产品密度范围为0．942～0．965 g／cm3，熔融指数范围为0．2～80，共聚单体为丙稀和丁烯一1，生产传统HDPE和双峰HDPE，高密度管材性能优异，适合制作受压管材，达到PE100+。淤浆法釜式反应器连续聚合工艺的特点是：操作压力和操作温度低；
不同高密度聚乙烯发泡体系的挤出发泡行为研究
不同高密度聚乙烯发泡体系的挤出发泡行为研究 刘本刚1,2,赵哲晗1,何路东1,薛云龙1,王向东1,杜中杰2,张玉霞1＊ 【摘要】摘要:通过挤出成型的方法制备了7600M、5000S和5200B 3个牌号高密度聚乙烯(PE-HD)及其纳米蒙脱土(nano-OMMT)复合材料的发泡样品,采用差示扫描量热仪(DSC)研究了7600M、5000S和5200B的结晶行为,使用真密度计和扫描电子显微镜(SEM)测试了3个牌号PE-HD及其nano-OMMT 复合材料发泡样品的密度和电镜照片。结果表明,熔体流动速率对于发泡过程有很大影响,3种PE-HD中,熔体流动速率居中的5200B发泡效果最好,发泡剂用量为2份时,发泡样品的密度达到0.59 g/cm3;加入nano-OMMT可以改善熔体流动速率较高的树脂的发泡效果。 【期刊名称】中国塑料 【年(卷),期】2011(025)003 【总页数】5 【关键词】关键词:高密度聚乙烯;挤出发泡;发泡体系;纳米蒙脱土 0 前言 聚乙烯是热塑性塑料中发展最快的品种之一,其原料价格低、加工性能好、力学性能优异,同时还具有优异的化学稳定性,耐酸、耐碱、耐海水腐蚀等[1]。聚乙烯主要品种有低密度聚乙烯(PE-LD)和高密度聚乙烯(PE-HD),其中PE-LD的发泡性能较好,容易获得低密度的泡沫塑料,而PE-HD的发泡性能相对较差。但与PE-LD相比,PE-HD泡沫比PE-LD泡沫具有更大的刚性和强度,即使发泡45倍形成的泡沫其物理性能仍类似于一般的PE-LD泡沫,耐热性优于PE-LD泡沫,是一种优良的隔热保温材料。同时,PE-HD的高结晶度使其密度、耐热温度、化
低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别
低密度聚乙烯与高密度聚乙烯区别 低密度聚乙烯（LDPE） 相对密度为 0.910- 0.925的聚乙烯称为低密度聚乙烯(Low Density Polyethylene),而密度介于低密度与高密度之间的成为中密度聚乙烯.相反，相对密度低于 0.910的聚乙烯；也已经问世.成为甚低密度聚乙烯（VLDPE），甚至还有相对密度小于 0.900的，国外也称之为超低密度聚乙烯(ULDPE). 虽然聚乙烯的品种繁多，但是左右聚乙烯市场的主要还是低密度聚乙烯和高密度聚乙烯.传统的低密度聚乙烯是用聚合级的乙烯用氧或过氧化物为引发剂，在高温高压下进行游离基聚合而制得的.因此低密度聚乙烯又称做高压聚乙烯. 低密度聚乙烯是一种具有蜡感的白色树脂，其结构特点是非线形的.分子量一般在1000~ 5000.因此，与中密度，高密度聚乙烯相比，它具有较低的结晶度和软化点，有较好的柔软性，伸长率，电绝缘性，透明性，以及较高的耐冲击强度.低密度聚乙烯机械强度较差，耐热性差，此外另一个明显的弱点是耐环境应力开裂性较差. 低密度聚乙烯大部分用做薄膜制品，而薄膜制品中大部分用做包装.另外一部分被用做农膜和建筑用膜.低密度聚乙烯包装膜可用于糖果，蔬菜，冷冻食品等食品包装，也可一用做内衬膜，收缩包装膜，弹性包装膜，重包装膜等非食品包装膜. 高密度聚乙烯(HDPE) 密度在
0.941~ 0.965的聚乙烯称为高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene）.高密度聚乙烯用低压法生产，因此有称为低压聚乙烯.生产方式有液相法，气相法两种.液相法又包括了溶液法和淤浆法. 高密度聚乙烯有均聚物和共聚物之别，所谓共聚就是在聚合是渗入少量的а-烯烃，这些少量的а-烯烃的加入可以降低聚乙烯的密度和结晶度，因而相对于均聚物来说有更优良的乃环境应力开裂性能，较高的表面硬度和较好的尺寸稳定性. 高密度聚乙烯比低密度聚乙烯提高了耐热性和机械强度（如拉伸，弯曲，压缩和剪切强度）并且提高了对水蒸气和气体的阻隔性.高密度聚乙烯可使用挤出法加工成管材，板材，片材，型材和单丝，扁丝，打包带；用吹塑法可以生产大中型中空容器.如瓶，桶及大型工业用贮槽；用注塑法可生产各种制件，日用品和工业用品 LDP E、LLDPE和HDPE这三种PE的区别： LDPE（中文名： 低密度高压聚乙烯）： 感官鉴别： 手感柔软： 白色透明，但透明度一般，燃烧鉴别： 燃烧火焰上黄下蓝；燃烧时无烟，有石蜡的气味，熔融滴落，易拉丝 LLDPE(线性低密度聚乙烯)： 线性低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯，因为不存在长支链。LLDPE的线性度取决于LLDPE和LDPE的不同生产加工过程。LLDPE通常在更低温度和压力下，由乙烯和高级的a烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生
聚乙烯淤浆催化剂流程(精)
淤浆催化剂系统 齐格勒 -纳塔催化剂生产的树脂使用淤浆催化剂 , 淤浆催化剂由原浆催化剂和还原剂混合制得。原浆催化剂淤浆存贮在可再利用的钢瓶中 ,在卸料前 ,要滚动原浆催化剂输送钢瓶 ,以确保固体完全悬浮在矿物油中 ,设置滚瓶机来实现此目的。滚动后的钢瓶快速从贮存区传送至催化剂供应区 , 用氮气将原浆浆液从钢瓶中压至浆液进料罐。浆液进料罐搅拌器连续搅拌 ,以保证固体很好地分散 ,并保持在悬浮状态。 还原原浆浆液需要加入还原剂 T3和添加剂 DC , 这些还原剂稀释于矿物油中 , 在钢瓶中贮存。 氮气将还原剂 T3和添加剂 DC 从钢瓶中压出 , 送入各自的进料罐中。进料罐起缓冲作用 , 使得在更换钢瓶时系统仍能连续操作。浆液进料罐中的原浆浆液由变速电机驱动的浆液进料泵送入反应器 , 原浆浆液流量由质量流量计测量。 DC 进料泵、 T3进料泵和它们共用的备用泵 T3、 DC 进料泵都是由变速电机驱动的 , 用于将添加剂 T3和添加剂 DC 连续不断地从各自的进料罐 ,送入浆液进料泵下游的原浆浆液线。 DC 和 T3的流量由质量流量计测量 , 其流量根据原浆浆液的质量流量来控制。 添加剂 T3和添加剂 DC 从不同的注入点注入原浆浆液线 , 添加剂T3在紧靠浆液进料泵下游处注入原浆浆液线。 T3和原浆的混合物 流入带搅拌器的 T3活化罐 ,并在那里进行反应。添加剂 DC 注入从 T3活化罐出来的 T3和原浆的混合液管线中 , 在带搅拌器的 DC 活化罐中连续反应 , 被还原的催化剂送入反应器 , 作为输送气的高压精制氮气可协助浆液进入反应器。
生产双峰树脂使用的是双峰淤浆催化剂 BMC-200, 双峰淤浆催化剂贮存在可再利用的输送钢瓶内。卸料之前 ,要滚动输送钢瓶 ,来保证固体完全悬浮在矿物油中 , 使用滚瓶机来实现这一目的。 滚动后的钢瓶要快速从存贮区运送到淤浆催化剂供应区 , 用氮气将双峰淤浆催化剂从输送钢瓶中压至 BMC 进料罐 , 使用钢瓶秤判断催化剂是否已全部加入到 BMC 进料罐中。 BMC 进料罐中的搅拌器持续不断 搅拌双峰淤浆催化剂 , 使固体在进料罐中分散良好 , 维持悬浮状态。在双峰淤浆催化剂进入反应器之前向其中注入调整液 (XCAT TRIM 。贮存在钢瓶中的调整液由氮气压送至调整液进料罐。调整液进料罐设计有一个小的缓冲空间 , 这可以保证更换钢瓶时进料罐仍能连续操作。 BMC 进料罐中的双峰淤浆催化剂通过 BMC 进料泵进入反应器 , 双峰淤浆催化剂的流量由质量流量计测量。 调整液 XCAT TRIM 注入反应器之前 ,用调整液进料泵持续不断地送入双峰淤浆催化剂管线。调整液流量由质量流量计测量 ,根据双峰淤浆催化剂的质量流量来控制。 在生产双峰管材树脂的过程中 , 要将添加剂 D3加入到反应器 中。添加剂 D3被贮存在可再利用的钢瓶中 ,在卸料前要滚动钢瓶 ,以保证固体完全悬浮在矿物油中 , 滚动后的钢瓶应快速从存贮区送到双峰催化剂供应区。用氮气把添加剂 D3从输送钢瓶中压至 D3进料 罐 ,添加剂 D3由 D3浆液进料罐搅拌器连续地搅拌 , 以确保固体在其中分散良好且能维持悬浮。来自 D3进料罐的添加剂 D3被 D3进料泵送入反应器 ,添加剂 D3的流量由质量流量计测量。