第三章精讲 聚烯烃类塑料.
聚烯烃类塑料分子特点
聚烯烃类塑料分子特点聚烯烃类塑料是一类由烯烃单体聚合而成的塑料，主要成分包括聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等。
这类塑料具有许多独特的分子特点，下面将详细解释这些特点，并对标题中心进行扩展描述。
1. 高度结晶性：聚烯烃类塑料分子通常呈现出高度结晶性。
这是因为聚烯烃分子中的碳链较长，分子间的作用力较强，使得分子排列有序，形成结晶区域。
这种结晶性使得聚烯烃类塑料具有优异的力学性能和耐热性能。
2. 高度可拉伸性：聚烯烃类塑料分子链较长，分子间的键结构简单，使得这类塑料具有良好的可拉伸性。
在外力作用下，聚烯烃类塑料可以发生塑性变形，能够承受较大的拉伸应力而不断变形。
3. 低吸水性：聚烯烃类塑料分子中的碳链不带有极性基团，因此这类塑料具有较低的吸水性。
聚烯烃类塑料分子与水分子间的作用力较弱，难以吸收水分，使得这类塑料具有良好的防潮性能。
4. 耐化学腐蚀性：聚烯烃类塑料分子中的碳链不易与其他物质发生化学反应，因此这类塑料具有良好的耐化学腐蚀性。
聚烯烃类塑料可以在酸、碱、溶剂等多种化学物质的环境中稳定存在，不易被侵蚀和溶解。
5. 密度低：聚烯烃类塑料分子中的碳链较长，分子间的间隙较大，使得这类塑料具有较低的密度。
聚烯烃类塑料通常比水轻，密度在0.9~0.97g/cm³之间，具有良好的浮力和轻便性。
6. 可再生性：聚烯烃类塑料分子由碳和氢组成，这些元素在自然界中广泛存在。
因此，聚烯烃类塑料可以通过回收再利用的方式进行循环利用，具有良好的可持续发展性。
7. 耐低温性：聚烯烃类塑料分子中的碳链较长，分子间的作用力较强，使得这类塑料具有较好的耐低温性。
聚烯烃类塑料可以在较低的温度下保持良好的韧性和强度，不易变脆或断裂。
8. 耐磨损性：聚烯烃类塑料分子中的碳链较长，分子间的键结构简单，使得这类塑料具有良好的耐磨损性。
聚烯烃类塑料表面光滑，不易受到外界物体的磨擦和划伤。
聚烯烃类塑料具有高度结晶性、高度可拉伸性、低吸水性、耐化学腐蚀性、密度低、可再生性、耐低温性和耐磨损性等独特的分子特点。
精讲聚烯烃类塑料课件
建筑领域
聚烯烃类塑料可以用于制造建筑膜材、隔热材料、防水材 料等，提高建筑物的节能性和舒适性。
汽车工业
聚烯烃类塑料具有轻质、耐冲击、易加工等特点，可用于 制造汽车保险杠、仪表盘、座椅等零部件，降低汽车重量 ，提高燃油经济性。
其他领域
聚烯烃类塑料还可应用于电线电缆、医疗器械、玩具等领 域，发挥着不可替代的作用。
高强度与轻量化：随着汽车、航空航天等领域对 轻量化材料的需求增长，高性能聚烯烃类塑料将 朝着更高强度和更低密度方向发展。
高阻隔性与高透明度：通过改进聚合工艺和添加 特定助剂，开发具有高阻隔性和高透明度的聚烯 烃类塑料，以满足食品包装、医疗器械等领域的 要求。
耐高温与耐候性：提高聚烯烃类塑料的耐高温和 耐候性能，以满足电子电器、新能源等领域对高 性能材料的需求。
聚烯烃类塑料精讲 课件
contents
目录
• 聚烯烃类塑料概述 • 聚烯烃类塑料的制备工艺 • 聚烯烃类塑料的性能特点 • 聚烯烃类塑料的加工和应用 • 聚烯烃类塑料的未来展望
01
聚烯烃类塑料概述
聚烯烃类塑料的定义和种类
定义
聚烯烃类塑料是由烯烃单体经过聚合 反应得到的一类塑料。烯烃单体主要 包括乙烯、丙烯等简单烯烃，也包括 一些环状烯烃和烯烃共聚物。
发展
随着环保意识的日益增强和可持续发展的要求，聚烯烃类塑 料的发展也越来越注重环保和可持续性。例如，通过催化剂 的选择和反应条件的优化，开发出具有更高热稳定性、抗氧 化性和可降解性的聚烯烃类塑料。
聚烯烃类塑料的应用领域
包装领域
聚烯烃类塑料具有优良的加工性能、耐冲击性和阻隔性能 ，广泛应用于食品包装、日用品包装等领域。
03
聚烯烃类塑料的性能 特点
聚烯烃培训教材
聚烯烃培训教材一、聚烯烃的基本概念聚烯烃（Polyolefins）是乙烯或烷基取代乙烯在过渡金属催化剂或自由基引发剂作用下聚合而得的聚合物的总称。
聚烯烃家族主要成员是聚乙烯和聚丙烯，还包括聚1－丁烯，乙烯基共聚物等。
聚乙烯的化学分子结构式为（CH2 CH2）n,英文名称为Polyethylene,简写PE。
根据密度不同，工业生产的聚乙烯有四个品种：高密度聚乙烯(HDPE)，低密度聚乙烯（LDPE），线性低密度聚乙烯（LLDPE），高分子量聚乙烯（HMWPE）；聚丙烯的化学分子结构式为（CH2（CH2） CH2）n，英文名称为Polypropylene,简称为PP。
根据高分子链立体结构不同，聚丙烯有三个品种：等规聚丙烯（均聚），无规聚丙烯，间规聚丙烯（嵌段共聚）。
二、聚乙烯的基本知识聚乙烯（PE）树脂是一类由多种工艺方法生产的，具有多种结构和特性的大宗系列品种，是以乙烯为主要成分的热塑性树脂。
聚乙烯主要分为高压低密度聚乙烯（HP-LDPE）、高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）和线性低密度聚乙烯（ＬＬＤＰＥ）三大类。
另外随着技术的发展，很低密度聚乙烯（VLDPE）和超低密度聚乙烯（ULDPE）也被生产出来。
PE树脂的平均分子量和分子量分布是决定材料性能，尤其是强度和加工性能的关键因素。
聚乙烯树脂的主要结构参数是：结晶度，分子量和分子量分布。
1、常见的物理性能（1）熔指（MI）分子量分布的表征常见的测试条件有：190℃ 2.16kg190℃ 5kg190℃ 21.6kg(2)力学性能静力学性能拉伸强度，硬度，弯曲强度动力学性能冲击强度，蠕变，撕裂强度，穿刺（3）光学性能光泽度，透明度，雾度2、分子结构以及基本指标与物理性能的关系LDPE LLDPE HDPEMI增加流动性，光泽度增加耐热性，抗冲击强度，耐应力开裂，耐候性下降拉伸强度，透明度，硬度不便密度增加收缩性，刚性，拉伸强度，硬度，耐热，光泽度增加流动性，冲击强度，耐应力开裂，透明度下降耐候性不变分子量分布变窄光泽度，冲击强度，抗翘曲性增加流动性，抗应力开裂降低刚性，拉伸性能，硬度，透明度，耐热性不变支链变长冲击强度，撕裂强度，透明度增加3、高压低密度聚乙烯（HP-LDPE）（1）基本概念：在高压下自由基引发聚合制得的HP-LDPE含有许多支链，包括长支链和短支链，典型密度为０．９１０－０．９２５ｇ／ｃｍ³。
第3章 聚烯烃塑料
。
34
第一节
聚乙烯树脂（PE）及塑料
三、聚乙烯的结构、性能、用途 2. 聚乙烯的 性能 (1)一般性能
(2)力学性能
力学性能一般，拉伸 强度较低，耐冲击性 好。冲击强度LDPE ＞LLDPE＞HDPE， 其他力学性能LDPE ＜LLDPE＜HDPE。 主要受密度、结晶度 和相对分子质量的影 响。耐穿刺性好，其 中LLDPE最好。
200
100 0 0.4 0.6 0.8 聚合压力，MPa 聚合压力对聚合速率的影响 0.2
1
0
31
第一节
聚乙烯树脂（PE）及塑料
3. 乙烯低压聚合工 艺流程
精制循环 轻组分 精 馏 塔 回 馏 罐 分 馏 塔
（三）乙烯低压聚合工艺
干燥 三乙基铝 催化剂 配制 稀 释 剂 稀释剂 反 应 器 闪 蒸 闪 蒸
乙烯，% 丙烯，% 乙烷及甲烷，% 丁二烯，% 乙炔，% 丙酮，% 甲醇，% 氨，% ＞99 ＜0.02 ＜1 ＜0.0002 ＜0.0001 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.001 NO及NO2，% N2O，% 总硫量，% 水，% O2，% CO2，% CO，% ＜0.0005 ＜0.0002 ＜0.0002 ＜0.0005 ＜0.0005 ＜0.0002 ＜0.0002
(2)工艺 条件
合适的温度 范围为6070℃
第一节
聚乙烯树脂（PE）及塑料
（三）乙烯低压聚合工艺
2. 聚合的工 艺条件
500
(2)工艺 条件
对采用高活 性催化剂影响较 小，对采用低活 性催化剂影响较 大。合适的范围 控制在0-981kPa 。
× 400 300
高活性催化剂 × ×
生物降解塑料ppt课件
第三章 生物降解塑料
物降解高分子材料经几个年的发展、已有一些高分子材料 形成商品，如表所示。以下对各类降解高分子材料作一简述。
05:14
第三章 生物降解塑料
3.3.1 微生物合成的高分子
这种聚合物早在1925年由巴黎Pasteur研究所发现，之后 研究表明这种高分子量聚合物用于贮存能量。
05:14
第三章 生物降解塑料
PLA是结晶的刚性聚合物，强度高，但耐水性差，容易水解。 Tg为58摄氏度，Tm是184摄氏度，可制成纤维、薄膜、 棒、螺栓、板和夹子。 乳酸与乙交酯或已内酰胺共聚可改善聚合物的机械性能， 这种共聚物可用在医学上，如缝线、移植等，也可用作食品包 装、纸涂层、快餐器具等。
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第三章 生物降解塑料
目前能使聚合物降解的酶主要是水解酶和氧化还原酶。 1）一般水解酶在细胞外，故适合于聚合物降解。 2）氧化还原酶则大多存在于细胞内，故不太适合于高分子 的初始降解。 一般加聚类聚合物不易发生生物降解反应，如聚烯烃、聚 苯乙烯、聚氯乙烯等都是耐生物降解的。试验结果表明， HDPE分子量在3000以下是可以生物降解的，LDPE分子量在 200以下是可以生物降解的、而PS分子量在600以下也不容易 生物降解。
可见除聚乳酸和聚乙烯醇外，聚合物的玻璃化温度Tg均低 于室温。
对聚合物来说，结晶可以提高材料的强度，但结晶度太高， 会使酶作用能力变差，主要是因为结晶品格限制分子运动，不 能使酶分子与聚合物很好地发生作用。
根据以上讨论，设计合成的生物降解高分子材料应该是脂 肪族极性物质，分子链柔性比较好，分子链间不交联。因此， 共聚或共混的方法是改进生物降解聚合物降解塑料
PHB是一种脆性的高度结晶的不稳定的材料，平均结晶度 80％，其熔点179摄氏度，玻璃化转变温度0～5摄氏度，密 度1.35g/cm3，热变形温度143摄氏度，上限工作湿度93摄 氏度。
塑料材料-第三章：聚氯乙烯ppt课件
3. 结晶结构——由PVC链上的间规短链段形 成的微晶，结晶度在5～25％之间。通用型 PVC在5～10%（40～60oC聚合）。聚合温度是 影响PVC的结晶度的关键因素。
聚合物温 度降低
PVC的立构规整性提高 PVC的支化度减少
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结晶度提高
22
可塑性: 当塑料温度超过它的玻璃化温度
（Tg），且施加于其上的力超过它的 弹性极限后 ，他就会像粘性液体一样 地流动，塑料的这种性质称为 ~ 。
增塑：即聚合物增塑，是在树脂中加入一种物
质（增塑剂）或在聚合物制造过程中采 取一定措施（共聚、接枝）以改变聚合 物的力学性、降低Tg，增加塑性的方法
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41
取代不稳定的Cl原子
镉、锌皂类、羧酸二烷基烯和硫醇烯等都取代不稳定Cl。
与PVC不饱和部位反应
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42
金属氯化物对PVC的破坏作用
金属氯化物催化多烯与PVC链反应生成HCl。导致稳 定剂的稳定效果下降。
碱金属羧酸盐或碱土金属羧酸盐的“协同效应”。
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疏松型PVC适合制造软PVC 紧密型PVC适合制造硬PVC
聚合温度下降，疏 松度提高。
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15
3.2 PVC的结构 H
尾
头
<1一. >基链本结特构征C H 2 C + C H 2 C H l C
形聚合PV物C是。VCM单体多数C 以l头-尾结构相联的线
对于PVC来讲，聚合反应的温度是控 制分子量和链结构的决定因素。
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34
加工容易
产量大
《聚烯烃原理讲解》课件
目录
CONTENTS
• 聚烯烃简介 • 聚烯烃的合成 • 聚烯烃的性能 • 聚烯烃的生产工艺 • 聚烯烃的发展趋势与展望
01 聚烯烃简介
CHAPTER
聚烯烃的定义
01
聚烯烃是一类由烯烃单体聚合而 成的高分子化合物，其分子链由 碳和氢原子组成。
02
聚烯烃的聚合过程中，单体分子 通过加成反应聚合成为长链分子 ，最终形成高分子聚合物。
展望
未来聚烯烃技术将更加注重绿色环保和可持续发展，开发高效、低能耗、低排 放的聚烯烃生产技术，提高资源利用率，降低对环境的负面影响。
聚烯烃的环境保护和可持续发展
环境保护
聚烯烃的生产和使用过程中会产生一定的环境污染，需要采 取有效的环保措施，减少废气、废水和固废的排放，降低对 环境的破坏。
可持续发展
催化剂
加速聚合反应的物质，不 同聚合方法使用的催化剂 不同。
助剂
为了调节聚合反应和聚合 物性能而添加的物质，如 分散剂、乳化剂、引发剂 等。
03 聚烯烃的性能
CHAPTER
聚烯烃的物理性能
聚烯烃的密度
聚烯烃的密度通常较低，大约 在0.85-0.95g/cm³之间。
聚烯烃的熔点
聚烯烃的熔点一般在80-200℃ 之间，具体取决于聚合物的类 型和分子量。
聚烯烃的分类
根据分子链结构，聚烯烃可以分为线 性聚烯烃和支化聚烯烃。
根据单体种类，聚烯烃可以分为乙烯 基聚烯烃和α-烯烃聚烯烃等。
聚烯烃的应用领域
01
聚烯烃在塑料、纤维、 橡胶等领域有广泛应用 。
02
在塑料领域，聚烯烃可 用于制造各种包装材料 、建筑材料、医疗器械 等。
03
人教版高二化学上册第三章知识点：塑料、纤维和橡胶
人教版高二化学上册第三章知识点：塑料、纤维和橡胶人教版高二化学上册第三章知识点：塑料、纤维和橡胶橡胶-理化性质橡胶树橡胶(Rubber)：具有可逆形变的高弹性聚合物材料。
在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。
橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(T g)低，分子量往往很大，大于几十万。
橡胶为高弹性聚合物，其分子结构为链状，分子链具有较高的柔性。
橡胶的分子链可以交联(硫化)，交联后的材料，受外力作用发生形变时，具有迅速复原的能力，并具有良好的物理机械性能及化学稳定性。
橡胶只有经过交联才能成为有使用价值的高弹性材料，俗称橡皮。
橡胶是橡胶工业的基础原料，广泛用于制造轮胎、胶管、胶带、电缆及其他各种橡胶制品。
它与金属、化学纤维、塑料等同为重要的材料。
橡胶-分类橡胶制品橡胶按原料分天然橡胶和合成橡胶两类。
按性能又可分为通用型及特种型。
通用橡胶系指综合性能较好、应用面广的品种，包括天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶等。
特种橡胶系指具有某些特殊性能的橡胶，包括氯丁橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶等。
按橡胶的形态，除通常的块状生胶外，还有胶乳、液体橡胶和粉末橡胶。
胶乳为橡胶的胶体状水分散体;液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前，一般为粘稠的液体;粉末橡胶系将胶乳加工成粉末状,以利配料和加工。
另外，20世纪60年代开发的热塑性橡胶，是一类具有热塑性的弹性体，它是不需经化学硫化，采用热塑性塑料的加工方法成型为制品的合成橡胶。
橡胶-来源及应用橡胶制品制作橡胶的主要原料是天然橡胶，天然橡胶主要来源于三叶橡胶树，当这种橡胶树的表皮被割开时，就会流出乳白色的汁液，称为胶乳，胶乳经凝聚、洗涤、成型、干燥即得天然橡胶。
合成橡胶是由人工合成方法而制得的，采用不同的原料(单体)可以合成出不同种类的橡胶。
通用橡胶通用橡胶是指部分或全部代替天然橡胶使用的胶种，如丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等，主要用于制造轮胎和一般工业橡胶制品。
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三种PE链结构比较
结晶度 LDPE： 55-75%
HDPE：
LLDPE：
90%
70-90%
塑料材料学
1.低密度聚乙烯（LDPE）:
1.低密度聚乙烯（LDPE）
是一种非线性热塑性聚乙烯，结晶度低，机械强度、阻 气性、耐溶剂性都比高密度聚乙烯差；但它的柔软性、断 裂伸长率、耐冲击性、透明度则比高密度聚乙烯好。 加工方式：
薄膜 容器 型材、单丝 电缆包皮 防腐涂层 泡沫制品
塑料材料学
聚乙烯结构与性能
聚乙烯的品种类型(按密度和结构的不同分)
低密度聚乙烯（LDPE）、 0.91-0.925 g/cm3 中密度聚乙烯（MDPE）、 0.926-0.94 g/cm3
高密度聚乙烯（HDPE）、 0.941-0.97 g/cm3 线型低密度聚乙烯（LLDPE） 0.92 g/cm3
多用来制造食品塑料用瓶、罐、桶等中空容器，也可制成 薄膜或复合膜。
世界HDPE消费结构
吹塑27.0% 薄膜20.1% 注塑制品19.8% 管材11.5% 纤维4.7%
1% 5% 16% 27%
11%
电线电缆1.2%
其它15.8%
吹塑 纤维 20%
20%
薄膜 电线电缆
注塑制品 其它
管材
3.线型低密度聚乙烯（LLDPE）
线型低密度聚乙烯（LLDPE）是在结构上介于高密度聚乙 烯和低密度聚乙烯之间的一种聚乙烯。 LLDPE用途： 特别适宜制作超薄塑料薄膜、容器
世界LLDPE消费结 构
薄膜占74%
14%
注塑6.9%
滚塑3.0% 电线电缆1.7%
7%
2% 3%
其它14.4%
吹膜、流延、挤出涂布、挤出吹塑和注塑。低密度聚乙烯 的最大产品是薄膜。
用途：
普遍运用于食品、服装塑料袋、阻湿层、农用薄膜、日用 品塑料和收缩缠绕膜等，以及复合薄膜中的热封和粘合层。
世界LDPE消费结构
薄膜55.0% 涂层制品10.8% 注塑制品8.4% 电线电缆3.9% 吹塑1.9%
第3章
聚烯烃类塑料
第3章
聚烯烃类塑料
3.1 聚乙烯（PE） 3.2 聚丙烯（PP） 3.3 聚异丁烯（PIB） 3.4 聚4-甲基-1-戊烯（PMP） 3.3 其它聚烯烃
高压聚合反应以过氧化物为引发剂，其反应具有如 高 下特点： (1)反应对单体浓度有很大的依赖性。单体浓度要 PE 压 求大于99.89%。 聚 由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物， Polyethlele(PE) ； (2)自由基寿命很短。 合 由于以上两特点，使反应必须采用高压，以增大单 制 品种有低密度聚乙烯（ LDPE）、高密度聚乙烯 体浓度 (单位体积内所含单体分子数LLDPE )，减小分子间 （HDPE ）、线形低密度聚乙烯（ ）、高分子量聚 备 的距离，这样就可以增加单体分子间增长着的分子 乙烯（ UHMWPE）； 链与单体分子间的碰撞几率，加速反应的进行并提 反 单体制备 高转化率，增大聚合物的分子量。较低的反应压力 应 只能得到低分子量聚合物。 特 聚合 (3)反应放热多。 点 1.高压聚合 2.低压聚合 3.中压聚合
软而韧
2.热性能：随分子量和结晶度的提高而改善。 玻璃化温度低， 支化度增大，密度降低，熔融温度降低 热变形温度很低，热稳定性较好 比热容较大；热导率大，不宜作绝热材料 线膨胀系数较大，制品尺寸随温度变化较大
3.电性能：无极性，电性能优异，吸湿性很小 4.耐化学试剂和耐溶剂性：化学惰性，良好的化
聚烯烃类的制备
PE
PE的制备
温度℃ 高压 聚合 160～300 压力MPa 100～350 催化剂 过氧化 物 机理 自由基 实施方 法 气相本 体聚合 PE密度g/cm3 0.9l～0.925 结晶度 55％～65％
低压 聚合
中压 聚合
60～70
130～160
0.1～0.5
1.4～3.5
齐氏催 化剂
PE的结构特点：
1.线形聚合物， 属高分子长链脂肪烃；分子对称无极性，
分子间作用力小，力学性能不好、电绝缘性好、熔点低； 2.分子链上含有短的甲基和长的烷基支链，支链越多，其 耐光降解和氧化能力越差。 3.分子量越高，力学性能越好；加工性能变差； 4.易于结晶，结晶度提高，制品密度、刚性、硬度、强度 等性能提高，但其冲击性能下降。
LLDPE以其优良的拉伸性能和 延展性在薄膜市场逐步取代 LDPE，减少了LDPE在塑料市 场的份额。近年来，LLDPE在 缠绕膜和旋转成型方面的市场 份额不断提高。
74%
薄膜
注塑
滚塑
电线电缆
其它
塑料材料学
二、聚丙烯（Polypropylene，PP）
塑料材料学
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
聚乙烯结构与性能
主要性质特点如下：
①化学上的惰性。 ②良好的韧性和耐低温性。 ③优异的介电和电绝缘性。 ④极优的耐溶剂性。 ⑤软而韧。
PE的结构与性能
PE的性能
1.力学性能：一般，只有耐冲击性能较好。耐
冲击强度LDPE＞LLDPE＞HDPE。随密度、 结晶度、分子量提高，力学性能增大。
CrO3
离子配 位聚合
离子型 聚合
液相淤 浆法
溶液法 聚合
0.94～0.96
0.95 ～ 0.97
85%～90％
95%～97％
塑料材料学
一、聚乙烯（ Polyethylene，PE）
聚乙烯结构与性能
聚乙烯是分子结构最简单、生产量最大、
应用最广的塑料品种。
聚乙烯为无臭、无毒外观呈乳白色的蜡状固体。
2% 4%
20%
55% 8%
11%
其它20.0%
薄膜 电线电缆 涂层制品 吹塑 注塑制品 其它
塑料材料学
2.高密度聚乙烯（HDPE）
2.高密度聚乙烯（HDPE）
含支链少，结晶度高达90％，有些品种使用温度可达120度， 耐寒性能良好。由于密度高，结晶度高，故其机械强度、 阻隔性、耐热性等性能均好于低密度聚乙烯。 用途：
学稳定性。 5. 环境老化性能：含支链、双键，耐候性不好， 环境应力开裂。 6.燃烧性：极易燃烧。
聚乙烯的加工
1. 2.
3.
4. 5.
6.
7. 8.
一、加工性能 吸水性极小 分子链柔性好 熔体的非牛顿性不明显 比热容较大 结晶能力高 收缩率大 熔体易氧化 品级、牌号多
加工工艺
聚乙烯的应用