茂金属聚乙烯的性能及加工

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挤出加工对茂金属聚乙烯性能的影响

挤出加工对茂金属聚乙烯性能的影响

挤出加工对茂金属聚乙烯性能的影响黑龙江省大庆市163714摘要:茂金属聚乙烯是一种具有良好物理性能和力学性能的聚合物材料,广泛应用于各个领域。

挤出加工作为一种重要的制备方法,对茂金属聚乙烯的性能有着重要影响。

本论文旨在研究挤出加工工艺参数对茂金属聚乙烯性能的影响,并探讨如何通过合理调节工艺参数来优化茂金属聚乙烯的性能,以满足不同应用需求。

本研究分析了挤出温度、挤出速度和挤出压力对茂金属聚乙烯的熔融性能、结晶行为和力学性能的影响。

适宜的挤出温度和速度能够提高茂金属聚乙烯的熔融指数和结晶度,改善其拉伸性能和冲击性能。

此外,挤出压力的控制对茂金属聚乙烯的流动性和成型效果具有重要作用。

通过优化挤出加工工艺参数,可以实现茂金属聚乙烯性能的最佳平衡,提高产品质量和性能表现。

关键词:挤出加工,茂金属聚乙烯,工艺参数,熔融性能,结晶行为,力学性能引言:茂金属聚乙烯是一种重要的聚合物材料,在塑料工业和相关领域具有广泛的应用前景。

它以其良好的物理性能、力学性能和热稳定性受到了广泛关注。

然而,茂金属聚乙烯的性能可以通过挤出加工这一常用的制备方法进行调控和优化。

挤出加工是一种常用的聚合物加工方法,通过挤出机将加热熔融的聚合物材料挤出成所需的形状。

在挤出加工过程中,工艺参数的选择对最终产品的性能和品质至关重要。

对于茂金属聚乙烯来说,挤出加工工艺参数的合理选择可以对其熔融性能、结晶行为和力学性能产生重要影响。

通过研究和优化挤出加工工艺参数,可以实现茂金属聚乙烯性能的调控和优化,满足不同领域和应用的需求。

本论文旨在通过探索挤出加工工艺参数对茂金属聚乙烯性能的影响,为茂金属聚乙烯的制备和应用提供科学依据和参考。

一、挤出加工工艺参数的选择及其对茂金属聚乙烯性能的影响(一)挤出温度的影响挤出温度是挤出加工过程中最重要的工艺参数之一。

挤出温度的选择直接影响到茂金属聚乙烯(mPE)的熔融和流动性,进而影响其物理和力学性能。

在挤出过程中,适宜的挤出温度能够促进mPE分子链的熔融和流动,使其更易于挤压成所需形状。

流延膜专用茂金属聚乙烯的结构与性能

流延膜专用茂金属聚乙烯的结构与性能

流延膜专用茂金属聚乙烯的结构与性能流延膜是一种用于包装、农膜、建筑膜等领域的重要材料,其结构被不断改进以提高性能。

茂金属聚乙烯是流延膜中常用的一种材料,其具有优异的物理和机械性能。

本文将从结构和性能两个方面介绍流延膜专用茂金属聚乙烯。

茂金属聚乙烯(metallocene polyethylene,简称mPE)是一种通过茂金属催化剂聚合制备的特殊聚乙烯。

传统的线性低密度聚乙烯(LLDPE)通常由随机共聚合制备,而mPE是通过单一催化剂、单一聚合物链制备,因此具有更加均匀的分子结构。

mPE的基本结构由乙烯基团组成,通过茂金属催化剂进行聚合,并形成线性链。

与LLDPE相比,mPE的链结构更加规整,分子量分布更窄,具有更高的结晶度和熔点。

同时,mPE的链结构还可以通过改变催化剂的特性,来调节其分子量、分子量分布、支链含量以及分支结构等参数。

茂金属聚乙烯的特点主要体现在其性能上。

首先是物理性能,mPE具有较高的拉伸强度和抗撕裂性,具有抗冲击性和耐撕裂性,能够承受高压。

其次是机械性能,mPE具有良好的抗拉、抗撕裂和耐磨性能,不易变形和破裂。

此外,mPE还具有优异的气体阻隔性能和抗渗透性,能够有效保护包装物品和农膜下的作物。

mPE还具有优良的热封性能,在封口时具有较高的粘接强度和密封性。

茂金属聚乙烯还具有水分敏感性,吸水性较低,热稳定性高,不易被水分分解,具有较好的耐候性和耐腐蚀性。

这使得mPE能够在各种恶劣环境下使用,例如高温、高湿、酸碱等环境。

此外,mPE还具有较好的可加工性。

由于其分子结构较均匀,mPE在挤出、拉伸等加工过程中,能够保持较高的稳定性和一致性。

这使得mPE 能够在高速连续生产线上进行快速生产,并且能够进行复杂的加工制品的制备。

综上所述,流延膜专用茂金属聚乙烯具有结构规整、物理性能优良、机械性能稳定、耐化学性好、加工性能优秀等特点。

在流延膜应用领域有着广泛的应用前景。

茂金属聚乙烯的结构及性能

茂金属聚乙烯的结构及性能

茂金属聚乙烯的结构及性能作者:孙海涛来源:《名城绘》2019年第04期摘要:茂金属聚乙烯的优点是明显的,纯度高,透明度好,热封起始温度低,热封强度高,以及材料的“剪裁性”方面均优于现有材料。

但其缺点也是明显的:由于其分子量分布窄,通常不含支链,以至于成型加工困难。

因此加工问题已成为影响mPE大规模市场化的主要因素之一。

关键词:茂金属;聚乙烯;结构性能1 导言目前我国茂金属聚乙烯的总体需求量约在25~35 万吨,几乎全部依赖进口,占亚太需求总量的45%左右,2011 年我国茂金属聚乙烯的需求总量有望达到45~55 万吨/年。

我国茂金属聚烯烃产品消费中,主要是茂金属PE 产品,其中茂金属线性低压聚乙烯(m-LLDPE)占据了绝大部分。

目前中国茂金屬PE最大的需求集中在食品包装膜以及工业包装材料上,制品包括:拉伸缠绕薄膜、收缩薄膜、重包装袋、垃圾袋、液体奶、农膜、水果以及冷冻食品包装薄膜等。

2 茂金属相关介绍2.1 茂金属催化剂早期聚乙烯催化剂是不含金属组分的空气(氧)或过氧化物,同时也不用溶剂。

所得聚乙烯质地最纯,加工性能、制品的柔软性和透明性都是其它聚乙烯产品所不能取代的。

这是聚烯烃生产中唯一不用催化剂的品种。

不过由于能耗和市场等原因,近年来的发展速度已经落后于其它品种。

由茂金属和助催化剂组成的烯烃聚合催化剂。

与常用的齐格勒催化剂相比,具有更高的活性(工业生产上常以每单位容积(或质量)催化剂在单位时间内转化原料反应物的数量来表示,如每立方米催化剂在每小时内能使原料转化的千克数)。

茂金属催化剂的代表性基本结构是茂,茚,芴的金属化合物,助催化剂主要有甲基铝氧,如二环戊二烯基二氯合锆[bis (cyclopenta-dienyl)zirconium dichloride]与甲基铝氧(CH3AlO)组成的催化剂用于乙烯聚合,活性比齐格勒催化剂高数十倍。

相对传统Ziegler-Natta催化剂,茂金属催化剂有4个显著的特征:(1)单活性中心优势:因为它的金属原子一般都处在受限制的环境条件下,只允许聚合单体单个进入催化活性点上,因此,它可以形成比较整齐一致而且可以重复制取的聚合物结构,分子量分布和组成分布窄,可生产极均一的均聚物和共聚物。

茂金属聚乙烯

茂金属聚乙烯

茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯是二十世纪90年代工业化生产的一种新颖热产性塑料,由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯,因此,在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同,所谓茂金属催化剂是甲基铝氧化物催化剂的缩写MAO,其化学成分为:茂金属催化剂的特点是活性中心单一,活性相同,可以制备分子量分布很窄和高度立体规整的聚合物,对聚合物分子量、分子量分布、立体规整结构、共聚单体含量及分布,都可以实现精密的控制,从而生产出性能优异的聚烯烃树脂,这是传统的Ziegler-Natta催化剂所做不到的。

mPE的发展有赖于茂金属催化剂的改进和大规模工业化生产,1951年就有人合成了过渡金属环戊二烯基络合物和甲基铝氧烷或离子活化剂组成的茂金属催化剂,这是有机金属的配位化合物,其中的过渡金属是锆、铪、钒、钛、钻、铁等,但是,由于1951年合成的茂金属催化剂催化活性低,聚合反应的一次转化率很低,且催化剂的制备很复杂,价格非常贵,实际上没有实用的价值,直到八十年代初期,德国汉堡大学Kaminsky教授合成了以双环戊二烯二氯化钴和铝氧烷(MAO)组成的茂金属催化剂后,由于其聚合反应论活性极高,才引起人们极大的兴趣,并进入工业化生产mPE树脂的实践。

1991年美国EXXON公司首先工业化生产mPE,接着DOW化学公司、Hoechst公司、Fina、BASF等公司都实现了茂金属催化剂工业聚合聚烯烃的生产。

表1是世界工业化生产茂金属聚烯烃的公司及产品。

mPE有以下特性:(一)mPE有比平常的Zieglor-Natta催化剂生产的PE高度的分子结构规整性,因而有更高的结晶度,强度高、韧性好、刚性好;(二)mPE比普通PE的透明性好,结晶度虽高,透明性也好,而且树脂清洁度高;(三)mPE的分子量分布相当地窄,/MN为2,而一般的聚乙烯的/MN为3~5,甚至更高;(四)mPE的树脂嗅味比普通PE低,起始热封温度比普通PE低,而热封强度高,随mPE中辛烯-1或乙烯-1含量的提高,密度降低,当辛烯-1含量在10~20%时,mPE密度在0.865~0.915g/cm3;(五)mPE树脂的耐应力开裂性优,可超过1000h,常常用作其它聚烯烃的耐应力改性剂使用,例如:在高分子量高密度聚乙烯炮气管道中,常用mPE来提高HDPE的耐应力开裂性;(六)mPE中的长支链聚合物,熔体温度较好,加工性可以,但是短支链化的mPE由于熔体粘度大,而熔体强度低,因而吹膜比较困难,容易发生膜泡破裂或产生鲨鱼皮纹,因而在吹膜mPE时,口模间隙应在1.5~2.8mm宽,比普通PE吹膜时稍宽,吹胀比应小一点,一般在1:5左右较佳,虽然mPE同LLDPE一样,可以用提高剪切速率的方法来降低高度的熔体粘度,但是,过大的吹膜速度会引起熔体破裂,同样,过高的熔体温度也是不合宜的,mPE同LLDPE不同的是,mPE的熔体粘度同温度和剪切速率都很敏感,而LLDPE熔体粘度仅对剪切速率敏感,对温度的敏感性很小。

茂金属聚乙烯薄膜料结构与性能

茂金属聚乙烯薄膜料结构与性能

合成材料老化与应用2024年第53卷第2期27茂金属聚乙烯薄膜料结构与性能王 凯1,张 鹏1,朱珍珍1,朱裕国2,王明江2὇1中国石油天然气股份有限公司兰州化工研究中心Ὃ甘肃兰州730060὚2中国石油天然气股份有限公司兰州石化公司Ὃ甘肃兰州730060Ὀ摘要:对3种茂金属聚乙烯薄膜料的基础性能、分子量及分布、熔融行为、力学性能和光学性能进行了分析测试,考察了不同工艺下制得的茂金属聚乙烯薄膜料的结构与性能的关系。

结果表明:三种薄膜料的分子量分布均比较窄,呈单峰分布,且密度在0.921g/cm3左右,其中具有更低分子量和更高支化度的3#茂金属聚乙烯薄膜料具有更好的加工性能,并且其断裂标称应变较高、鱼眼少、雾度低。

关键词:茂金属聚乙烯;膜料;分子量及分布;熔融行为;性能中图分类号:TQ 325.1+2Structure and Properties of Metallocene Polyethylene Film MaterialsWANG Kai1, ZHANG Peng1, ZHU Zhen-zhen1, ZHU Yu-guo2, WANG Ming-jiang2(1 Lanzhou Petrochemical Research Center, PetroChina, Lanzhou 730060, Gansu, China; 2 PetroChina Lanzhou PetrochemicalCompany, Lanzhou 730060, Gansu, China)Abstract: The basic properties, molecular weight and distribution, melting behavior, mechanical properties and optical properties of three kinds of metallocene polyethylene film materials were analyzed and tested. The results show that the molecular weight distribution of the three fi lm materials is relatively narrow, single-peak distribution, and the density is about 0.921 g/cm3. Among them, the 3# metallocene polyethylene fi lm material with lower molecular weight and higher branching degree has better machining performance, higher fracture nominal strain, less fi sheye and lower haze.Key words: metallocene polyethylene; fi lm material; molecular weight and distribution; melting behavior; property茂金属聚乙烯采用单活性中心的茂金属催化剂催化乙烯和α-烯烃共聚得到,具有刚性好、耐应力开裂优、透明性好、热封温度低、热封强度高等优势,是目前应用进展最快的茂金属聚合物[1]。

茂金属聚乙烯生产工艺介绍

茂金属聚乙烯生产工艺介绍

茂金属聚乙烯生产工艺介绍茂金属聚乙烯(简称mPE)是一种由茂金属催化剂催化聚合而成的聚乙烯材料。

与传统的Ziegler-Natta催化剂相比,茂金属催化剂具有更高的活性、更高的共聚单体插入能力和更均匀的聚合物链结构,因此能够生产出具有优异性能的聚乙烯产品。

以下介绍茂金属聚乙烯的生产工艺,包括原料准备、聚合反应、产品分离、造粒加工和包装储存等方面。

一、原料准备茂金属聚乙烯的生产需要使用茂金属催化剂、乙烯单体、共聚单体和其他助剂。

茂金属催化剂的种类和配比根据产品性能要求进行选择。

乙烯单体是聚合反应的主要原料,其纯度和干燥程度对产品质量影响较大。

共聚单体可以改善产品的性能,如增加韧性、提高透明度等。

其他助剂如抗氧剂、色母粒等则用于改善产品的加工性能和外观。

二、聚合反应聚合反应是茂金属聚乙烯生产的核心环节。

在聚合反应过程中,茂金属催化剂与乙烯单体在一定的温度和压力下进行反应,生成聚乙烯链。

共聚单体在茂金属催化剂的作用下插入到聚乙烯链中,生成具有不同结构和性能的茂金属聚乙烯产品。

聚合反应的控制因素包括温度、压力、催化剂浓度、共聚单体浓度等,这些因素对产品的分子量、分子量分布、共聚单体含量等性能指标有重要影响。

三、产品分离聚合反应结束后,需要进行产品分离。

分离过程中,将聚合物从反应体系中分离出来,并去除未反应的原料和催化剂。

常用的分离方法包括离心分离、压榨分离和溶解分离等。

分离后的聚合物经过洗涤、干燥等处理后即可得到茂金属聚乙烯产品。

四、造粒加工茂金属聚乙烯产品通常以粒料形式供应给下游用户。

在造粒加工过程中,将聚合物熔融并挤出成颗粒状。

造粒加工的主要目的是将产品制成易于运输和储存的粒料,同时也可以通过调整造粒工艺参数来改善产品的性能。

例如,增加造粒温度可以提高产品的韧性,减少颗粒内部的残余应力。

此外,根据下游应用的不同需求,还可以在造粒过程中添加其他助剂如抗氧剂、色母粒等。

五、包装储存经过造粒加工后的茂金属聚乙烯产品需要进行包装储存。

茂金属聚乙烯特点

茂金属聚乙烯特点

茂金属聚乙烯特点
茂金属聚乙烯是一种新型高性能材料,具有以下特点:
1. 高强度:茂金属聚乙烯的强度比传统聚乙烯高出很多,可以用于制造高负荷的零件和结构件。

2. 耐磨性好:茂金属聚乙烯具有较好的耐磨性,可以用于制造高摩擦、高磨损的零件和部件。

3. 抗冲击性强:茂金属聚乙烯具有良好的抗冲击性,可以用于制造受力冲击较大的零件和结构件。

4. 耐热性好:茂金属聚乙烯的耐热性很高,可以在高温环境下使用。

5. 耐腐蚀性强:茂金属聚乙烯具有良好的耐腐蚀性,可以在恶劣的化学环境下使用。

6. 低摩擦系数:茂金属聚乙烯的摩擦系数很低,具有良好的自润滑性。

7. 可加工性好:茂金属聚乙烯可以通过注塑、挤出等工艺加工成各种形状的零件和结构件。

总之,茂金属聚乙烯具有很多优良的特性,可以在机械、航空航天、化工等领域得到广泛应用。

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茂金属聚乙烯材料结构与加工性能研究

茂金属聚乙烯材料结构与加工性能研究
王金 银 , 彭立新
( 湖南工学院 , 湖南 衡 阳 4 10 ) 2 0 8

要 : 研究 了茂金 属聚乙烯结构 , 发现茂金属聚乙烯( P ) m E 具有 比传统 聚乙烯更规整 的结构 、 窄的分子 更
量分布 ; 出 : 改进 m E的合成 技术 , 用复配催化剂生产双峰或宽峰聚 乙烯 , 指 通过 P 使 改进 树脂加工 设备等手段 可以 制得性能优 良的茂金属 乙烯 制品。 关键 词: 茂金 属聚乙烯 ; 结构 ; 加工
12 性能 测试 .
的重要 问题 , 必须尽快解决 , 使茂金属聚 乙烯具有
更加 广泛 的应用 和发 展前 景 。
分 子 量 及 其 分 布 用 P 2 0型凝 胶 渗 透 色 谱 L1
1 实 验 部 分
1 1 原 料 .
仪, 0 1 ℃下 测试 。相对 支化度用 A A A 3 0型 3 V T R6 傅立叶变换红外光谱仪测定 , 分辨率 1 m~。密 c 度用 M T一 0 D 5 0型密 度梯 度计 ,3 2 ℃下 测试 。
维普资讯
20 0 7年 6月
云 南 化 工
Yu n n C e c lT c n lg n a h mia e h o o y
Jn 20 u .0 7
Vo. 4, .3 1 3 No
第3 4卷第 3期
茂 金 属 聚 乙 烯 材 料 结 构 与 加 工 性 能 研 究
中图分类号 : T 3 5 1’ Q 2. 2 文献标 识码 : A 文章编号 : 10 0 4—2 5 20 0 0 2 o 7 X( 07)3— 0 3一 3
S r c u e a d Pr c s i g Te h oo y o e al c n o y t y e e tu t r n o e sn c n l g fM t l e e P l e h ln s o
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茂金属聚乙烯的性能及加工
塑料2007-04-18 22:18:10 阅读106 评论0 字号:大中小
茂金属聚乙烯的性能及加工
作者:周祥兴
茂金属聚乙烯是二十世纪90年代工业化生产的一种新颖热产性塑料,由于它是使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯,因此,在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同,所谓茂金属催化剂是甲基铝氧化物催化剂的缩写MAO,其化学成分为:
茂金属催化剂的特点是活性中心单一,活性相同,可以制备分子量分布很窄和高度立体规整的聚合物,对聚合物分子量、分子量分布、立体规整结构、共聚单体含量及分布,都可以实现精密的控制,从而生产出性能优异的聚烯烃树脂,这是传统的Ziegler-Natta催化剂所做不到的。

mPE的发展有赖于茂金属催化剂的改进和大规模工业化生产,1951年就有人合成了过渡金属环戊二烯基络合物和甲基铝氧烷或离子活化剂组成的茂金属催化剂,这是有机金属的配位化合物,其中的过渡金属是锆、铪、钒、钛、钻、铁等,但是,由于1951年合成的茂金属催化剂催化活性低,聚合反应的一次转化率很低,且催化剂的制备很复杂,价格非常贵,实际上没有实用的价值,直到八十年代初期,德国汉堡大学Kaminsky教授合成了以双环戊二烯二氯化钴和铝氧烷(MAO)组成的茂金属催化剂后,由于其聚合反应论活性极高,才引起人们极大的兴趣,并进入工业化生产mPE树脂的实践。

1991年美国EXXON 公司首先工业化生产mPE,接着DOW化学公司、Hoechst公司、Fina、BASF等公司都实现了茂金属催化剂工业聚合聚烯烃的生产。

表1是世界工业化生产茂金属聚烯烃的公司及产品。

mPE有以下特性:(一)mPE有比平常的Zieglor-Natta催化剂生产的PE高度的分子结构规整性,因而有更高的结晶度,强度高、韧性好、刚性好;(二)mPE比普通PE的透明性好,结晶度虽高,透明性也好,而且树脂清洁度高;(三)mPE的分子量分布相当地窄,/MN为2,而一般的聚乙烯的/MN为3~5,甚至更高;(四)mPE的树脂嗅味比普通PE低,起始热封温度比普通PE低,而热封强度高,随mPE 中辛烯-1或乙烯-1含量的提高,密度降低,当辛烯-1含量在10~20%时,mPE密度在0.865~0.915g/cm3;(五)mPE树脂的耐应力开裂性优,可超过1000h,常常用作其它聚烯烃的耐应力改性剂使用,例如:在高分子量高密度聚乙烯炮气管道中,常用mPE来提高HDPE的耐应力开裂性;(六)mPE中的长支链聚合物,熔体温度较好,加工性可以,但是短支链化的mPE由于熔体粘度大,而熔体强度低,因而吹膜比较困难,容易发生膜泡破裂或产生鲨鱼皮纹,因而在吹膜mPE时,口模间隙应在1.5~2.8mm宽,比普通PE吹膜时稍宽,吹胀比应小一点,一般在15左右较佳,虽然mPE同LLDPE一样,可以用提高剪切速率的方法来降低高度的熔体粘度,但是,过大的吹膜速度会引起熔体破裂,同样,过高的熔体温度也是不合宜的,mPE同LLDPE不同的是,mPE的熔体粘度同温度和剪切速率都很敏感,而LLDPE熔体粘度仅对剪切速率敏感,对温度的敏感性很小。

mPE的熔点随品片的不同在94~121℃之间,加工时的熔体最大温度在210℃,使用加工LDPE或加工LLDPE的设备均能顺利地加工mPE。

为了更好地加工mPE,可以在mPE中适当添加氟弹性体、油酸酰胺、滑石粉或硅藻土等添加剂,添加量仅0.3~0.5%,
就可显著提高mPE的成型性。

表2是DOW化学公司生产的mPE牌号和性能。

上表中,PL1880、PL1840、FM1570是吹膜级mPE,FW1650、PL1845、HF1030为流涎薄膜级mPE,PP1140是流涎和吹膜二用牌号。

Affinity PT1450是单层或共挤复合用牌号。

Affinity 1450具有强度好韧性大加工性好的优点,但缩颈大,挤出流涎复合或挤出流涎膜生产时,推荐使用低挤出负荷,288~310℃的挤复温度,可减小缩颈,提高复合时的热粘结强度。

Affinity PT1450有良好的低温热封性,
其热封强度大于LDPE、LLDPE和EVA,其热封起始温度比LDPE低13℃,比LLDPE低26℃,比EVA 低5℃,是复合膜优良的内封层材料,非常运用于高速灌装包装机的应用。

日本三井石化公司生产的mPE牌号为EVolue SP2520有优良的加工性、高度的冲击强度、良好的刚性和优良的热封性,并且克服了mPE熔体强度低的缺点,即使在较高的挤出速度下也不会发生熔体破裂的现象。

当热封温度在120℃时,热封强度可高达900gf/15mm宽以上,而125℃下热封的LLDPE,热封强度仅800gf/15mm宽,其冲击强度和刚性均优于LLDPE,透明度优LDPE。

表3是日本宇部兴产(株)
生产的mPE的牌号和性能。

mPE由于性能优越,已经在我国的软包装上得到了应用,根据使用者反映由于mPE代替,LLDPE50gfLLDPE50%的共混膜,漏泄率有降低,包装热封可靠性有所提高,目前价格是12万元/吨左右,价格比LLDPE高些,为此,不少厂家在mPE的使用时,仍采用mPE+LDPE的共混料,以降低成本并提高性能,随着mPE价格的降低,一定会更大规模地在软包装业中使用。

mPE优良的耐环境应用开裂性,使它在HMWHDPE气管中获得了应用,mPE是HDPE煤气管塑料粒子中优良的耐环境应力开裂性的改良剂,可以使HDPE煤气管使用寿命达30~50年,达到国际标准。

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