【高分子材料】聚乙烯树脂及其应用
聚乙烯树脂的性状、特点及应用
聚乙烯树脂的性状、特点及应用----------无机方向78号赖国辉摘要：近年来我国的聚乙烯树脂行业一直持续发展，它在各个领域得到越来越广泛的应用，从事其研究的人了日益增多，本文记叙了聚乙烯树脂的性状、特点及应用情况。
关键词：聚乙烯树脂、性能、特点正文：聚乙烯树脂的性状及其特点聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的。
聚乙烯种类很多，可以按聚合物的密度、分子链结构进行分类。
1按聚合物的密度分类按聚合物的密度不同聚乙烯可分为超密度聚乙烯,其密度为0.890到0.915克每立方厘米;低密度聚乙烯,密度为0.91～0.915；中密度聚乙烯,密度为0.9260.94;高密度聚乙烯，密度为0.941.0965;高分子量密度聚乙烯,密度为0.9440.960;超高分子量高密度聚乙烯[1]。
2按聚合物分子链结构分类按聚合物分子链结构可分为线型聚乙烯和支化聚乙烯。
线型聚乙烯包括超低密度聚乙烯（ULDPE）、线型低密度聚乙烯（LLDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）、高分子量高密度聚乙烯（HMWHDPE），超高分子量高密度聚乙烯（UHMWHDPE）。
市场上俗称的线型聚乙烯，实际上是指线型低密度聚乙烯；低压聚乙烯指高密度聚乙烯；高密度聚乙烯指低密度聚乙烯。
支化聚乙烯，包括均聚低度密度聚乙烯（LDPE），又称高压聚乙烯；共聚物如乙烯---乙酸乙烯酯（EVA）、乙烯-丙烯酸乙烯酯（EEA）、乙烯-丙烯共聚物（EAA）等。
聚乙烯的应用聚乙烯是乙烯最重要的衍生物，约有60%的乙烯用于制造聚乙烯[2]。
2001年我国聚乙烯表观消费量为7 189 kt（产量3 083 kt、进口4 113 kt、出口7 kt）。
根据市场调查，主要用于：1 聚乙烯棚膜专用树脂塑料棚膜主要包括普通棚膜、功能棚膜及饲草用棚膜等[3]。
功能棚膜又分为耐候、防雾滴、保温等品种。
饲草用膜又分为氨化膜、青贮膜等。
农业生产对普通棚膜的要求是：具有较好的透明性，连续扣棚300天以上不发生自然破损；功能棚膜则要求棚膜具有保温、防雾滴、耐老化等功能。
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展
超高分子量聚乙烯的特性及应用进展一、本文概述超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种独特的高分子材料，以其优异的物理性能和广泛的应用领域而备受关注。
本文旨在全面概述超高分子量聚乙烯的基本特性，包括其分子结构、力学行为、热稳定性等方面，同时深入探讨其在多个领域的应用进展，如耐磨材料、航空航天、医疗器械等。
通过对现有文献的综述和分析，本文旨在为研究者和工程师提供有关超高分子量聚乙烯的最新信息，以推动该材料在未来科技和工业领域的发展。
本文将介绍超高分子量聚乙烯的基本结构和性质，包括其分子链长度、结晶度、热稳定性等关键参数，以及这些参数如何影响其宏观性能。
随后，将重点关注UHMWPE在不同应用领域的最新进展，特别是在耐磨材料、航空航天、医疗器械等领域的创新应用。
还将讨论UHMWPE在环保和可持续发展方面的潜力，例如作为可回收材料或生物相容材料的使用。
本文将对超高分子量聚乙烯的未来发展趋势进行展望，包括新材料设计、加工技术改进、应用领域拓展等方面。
通过总结现有研究成果和挑战，本文旨在为相关领域的研究者和工程师提供有价值的参考和指导，以促进超高分子量聚乙烯在科技和工业领域的进一步发展。
二、UHMWPE的基本特性超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是一种线性聚合物，其分子量通常超过一百万，赋予了其许多独特的物理和化学特性。
UHMWPE具有极高的抗拉伸强度，其强度甚至可以与钢材相媲美，而其密度却远远低于钢材，这使得它成为一种理想的轻量化材料。
UHMWPE的耐磨性极佳，其耐磨性比一般的金属和塑料都要好，因此在许多需要耐磨的场合，如滑动、摩擦等，UHMWPE都有很好的应用前景。
UHMWPE还具有优良的抗冲击性、自润滑性、耐化学腐蚀性以及良好的生物相容性等特点。
这使得它在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于工程、机械、化工、医疗、体育等领域。
特别是在工程领域，UHMWPE的轻量化、高强度、耐磨等特点使得它在制造重载耐磨零件、桥梁缆绳、船舶缆绳等方面有着独特的优势。
常见树脂的结构性能与用途
常见树脂的结构性能与用途树脂是一类高分子化合物，具有较高的分子量和相对分子质量，其通过聚合反应形成的聚合物具有特定的结构性能和用途。
常见的树脂包括热塑性树脂和热固性树脂，它们在材料工程、化工、电子和航空航天等领域中得到广泛应用。
以下是对常见树脂的结构性能和用途进行详细介绍：1.聚乙烯（PE）：聚乙烯是一种热塑性树脂，常见的有低密度聚乙烯（LDPE）和高密度聚乙烯（HDPE）。
它们具有较低的熔点、较高的柔韧性和优良的绝缘性能，用于制备塑料袋、瓶盖、绝缘隔热材料等。
2.聚丙烯（PP）：聚丙烯是一种热塑性树脂，具有较高的熔点和优良的抗冲击性能。
其分子链中含有丙烯基，使其具有较好的耐腐蚀性和耐溶剂性。
聚丙烯广泛应用于包装材料、纺织品、汽车零部件等领域。
3.聚氯乙烯（PVC）：聚氯乙烯是一种热塑性树脂，由乙烯单体与氯气反应而成的。
它具有良好的耐候性、电绝缘性和耐化学腐蚀性。
聚氯乙烯可用于制备建筑材料、电线电缆、塑料地板等。
4.聚苯乙烯（PS）：聚苯乙烯是一种热塑性树脂，具有良好的透明性、抗冲击性和绝缘性能。
常见的有普通级聚苯乙烯（GPPS）和高冲击级聚苯乙烯（HIPS）。
聚苯乙烯广泛应用于家电外壳、包装材料、餐具等。
5.聚酯（PET）：聚酯是一种热塑性树脂，具有较高的强度和优良的耐磨性。
常见的有聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚乙烯对苯二甲酸乙二酯（PETG）。
聚酯广泛应用于纺织品、食品包装、电子产品等。
6.酚醛树脂：酚醛树脂是一类热固性树脂，具有优良的耐高温性、耐腐蚀性和耐电性能。
常见的有酚醛树脂（PF）、氮杂酚醛树脂（PN）、三聚氰胺酚醛树脂（MF）等。
酚醛树脂广泛应用于制备绝缘材料、电子组件、管道和管件等。
7.聚氨酯（PU）：聚氨酯是一种热塑性或热固性树脂，具有较高的强度、耐磨性和柔韧性。
它可以根据需要进行调整，制备软硬度不同的产品。
聚氨酯广泛应用于汽车零部件、家具、鞋材、涂料和胶粘剂等。
8.环氧树脂（EP）：环氧树脂是一种热固性树脂，具有优良的机械性能、耐化学腐蚀性和绝缘性能。
聚乙烯的用途和性能
聚乙烯的用途和性能在当今社会，塑料制品已经渗透到我们生活的方方面面，而聚乙烯作为最常见且广泛使用的塑料之一，在各个行业中发挥着重要作用。
聚乙烯具有很高的可塑性和耐化学性，使其成为许多制品的首选原料。
下面我们来探讨一下聚乙烯的主要用途和性能。
用途1.包装行业：聚乙烯作为一种良好的包装材料，常被用于制作食品包装袋、保鲜膜、塑料瓶等。
其优良的物理性能和抗腐蚀性能，可以在一定程度上延长食品的保鲜期，保护食品的质量和卫生。
2.建筑行业：在建筑行业，聚乙烯被广泛用于地下排水管道、保温材料、隔热材料等。
由于其耐腐蚀、耐磨损等特性，使得聚乙烯制品在建筑工程中有着不可替代的地位。
3.医疗行业：聚乙烯在医疗器械的制作中也大显身手，如输液管、手术器械等。
其安全、无毒的特性保证了医疗器械的卫生标准，符合患者的安全需求。
4.日用品：聚乙烯还被广泛应用于日用品制造，如塑料椅、塑料篮子、塑料桶等。
这些制品轻便耐用，价格低廉，深受人们喜爱。
性能1.可塑性：聚乙烯具有较好的可塑性，可通过挤出、吹塑、注塑等工艺成型制品。
这使其能够应用于各种复杂的成型工艺中，制作出各种不同形状的制品。
2.耐化学性：聚乙烯对酸、碱等化学物质具有一定的稳定性，不易受到腐蚀，因此在各种腐蚀性环境下都能保持较好的性能。
3.耐磨损：聚乙烯具有较高的耐磨损性能，使其制成的制品能够承受一定的机械摩擦和碰撞，延长了使用寿命。
4.低温性能：聚乙烯在低温下仍然保持较好的韧性和强度，不易变脆，因此在低温环境下也能正常使用。
综上所述，聚乙烯作为一种重要的塑料原料，具有广泛的用途和优越的性能，其在各个行业中都发挥着不可或缺的作用。
在未来，随着科技的不断进步和创新，聚乙烯必将有更广阔的应用前景，为人类生活带来更多便利和可能。
1。
【高分子材料】聚乙烯树脂及其应用
ＰＥ交联方法
• 高能辐射交联
• 化学交联 • 过氧化物交联 • 硅烷交联
ＰＥ辐射交联
CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH CH2 CH
高能射线
CH2 CH CH2 CH
CH2 CH CH2 CH
ＰＥ辐射交联
• 效率高 • 成品率高 • 适用于小件薄壁制品
• 设备投资大，运行费用高
ＰＥ过氧化物交联
Cl2 +
CH2 C. H CH2 CH2
CH2 C. H CH2 CH2
CH2 C. H CH2 CH2 Cl
. + Cl
ＣPE性能特点
• <40%Ｃl，氯化度提高，结晶度下降
• >40%Ｃl，氯化度提高，分子间作用力加大 • <40%Ｃl，冲击强度高、耐油耐老化 • >40%Ｃl，耐磨、阻燃
乙烯－丙烯酸乙酯共聚物
C
O
O CH3
EMA性能特点
• 热稳定性好
• 粘接力强 • 表面柔软，摩擦力大
超高分子量聚乙烯
Ultra-High Molecular Weight Polyethylene (简称 UHMWPE)
• UHMPE
• 支链很少 • 长支链少
• 短支链少
聚乙烯结构
• LDPE
• 分子量 10~30万
• LLDPE
• 分子量 10~30
•HDPE
• 分子量 10~30
• UHMPE
• >150
结构组成对性质影响
化学性质：
稳定 加工容易
无毒 长寿命
耐水解 抗霉菌
PE热性质
长期使用温度80度 隔热差、 膨胀系数大
聚乙烯树脂(MSDS)
聚乙烯树脂(MSDS)1. 概述聚乙烯树脂（Polyethylene Resin）是一种高分子聚合物，主要通过乙烯单体的聚合反应制得。
根据聚合的方法和催化剂的不同，聚乙烯树脂可以分为线性聚乙烯、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）等。
聚乙烯树脂具有良好的化学稳定性、耐腐蚀性、柔韧性、耐磨性和绝缘性，广泛应用于塑料、橡胶、纤维、涂料、油墨等工业领域。
本MSDS旨在提供关于聚乙烯树脂的安全数据表，以便用户能够安全地处理、储存和使用该产品。
2. 成分聚乙烯树脂主要成分为乙烯单体，通过聚合反应得到的高分子聚合物。
聚合物的分子量、结构和物理性质会根据聚合方法和条件有所不同。
3. 物理和化学性质聚乙烯树脂的颜色通常为乳白色，具有优良的柔韧性和耐磨性。
根据聚合密度的不同，聚乙烯树脂的密度范围在0.91-0.96g/cm³之间。
聚乙烯树脂在室温下具有较好的化学稳定性，不易与其他物质发生反应。
在高温或特定条件下，聚乙烯树脂可能会发生降解反应。
4. 危险性聚乙烯树脂本身不具备明显的毒性，但在高温或特定条件下，聚乙烯树脂可能会释放出有害物质。
在使用和处理聚乙烯树脂时，应注意避免高温、火花、静电等可能导致火灾或爆炸的危险因素。
5. 安全措施在使用和处理聚乙烯树脂时，请务必遵循以下安全措施：1. 储存：将聚乙烯树脂储存在干燥、通风、阴凉的地方，远离火源、高温和腐蚀性物质。
2. 操作：在操作过程中，应佩戴防护眼镜、手套和口罩，避免直接接触皮肤。
3. 火灾：若发生火灾，使用二氧化碳、干粉或泡沫灭火器进行灭火，避免使用水灭火。
4. 泄漏处理：若发生泄漏，应立即采取措施封锁泄漏源，将泄漏物清扫干净，并通知专业人员进行处理。
6. 环保措施在使用和处理聚乙烯树脂过程中，应遵守相关环保法规，减少对环境的影响。
建议采用环保型溶剂和助剂，降低废弃物的产生。
在处理废弃聚乙烯树脂时，应尽量采用回收、再利用等方法，减少环境污染。
乙烯树脂的用途
乙烯树脂的用途
聚乙烯树脂是由甲烷和乙烯的聚合物，它是一种乳白色、类似塑料的粘稠物质，由于具有低粘度、低密度、高耐腐蚀性和绝缘性能等优点，因此应广泛应用于工业、农业、建筑和家用电器等领域。
1、装饰用途：聚乙烯树脂可以用于室内装饰，如墙面、地板、房门、橱柜等，以及由聚乙烯树脂生产的人造石、瓷砖和人造板材，可以用于装修厨房浴室等空间；
2、工业使用：由聚乙烯树脂生产的管道、桶、罐、压力容器和轴承等，用于各种化学介质输送，用于石油、煤炭、化肥等各行业；
3、包装用途：聚乙烯树脂生产的薄膜主要用于食品、医药、电子产品、化工产品等包装；
4、建筑材料：聚乙烯树脂可以生产多种新型建筑材料，如隔热材料、防水材料和防腐保温材料等；
5、家用电器：聚乙烯树脂可以生产洗衣机、冰箱、油烟机等各种电器，具有耐腐蚀、绝缘等特点。
聚乙烯(PE)的分类、特性和应用
什么是聚乙烯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(190–210°C)，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。
聚合压力大小：高压、中压、低压；聚合实施方法：淤浆法、溶液法、气相法；产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度；产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。
聚乙烯特性聚乙烯无臭，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；但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。
聚乙烯的种类（1） LDPE：低密度聚乙烯、高压聚乙烯（2） LLDPE：线形低密度聚乙烯（3） MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂（4） HDPE：高密度聚乙烯、低压聚乙烯（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯（6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX）（7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）分子量达到3，000，000-6，000，000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。
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R CH2 CH2 CH2 CH3
A
聚乙烯结构
• LDPE
• 纯乙烯
• LLDPE
• 乙烯 • 丙烯、1-丁
烯、己烯
• HDPE
• 乙烯 • 少量α烯烃
• UHMPE
• 乙烯
聚乙烯结构
• LDPE
• 100~300MP a
• 150~330度
• LLDPE
• 2~6MPa • 60~80度
• HDPE
应力开裂严重
密度大
结晶度高
聚乙烯性能
• LDPE • 柔软 • 透明
• LLDPE
• 熔体强度高 • 性能适中
• HDPE
• 强度高 • 阻隔性好
• UHMPE • 耐磨 • 耐开裂
聚乙烯性能
• LDPE • Байду номын сангаас度低 • 阻隔差
• LLDPE
• 透明差
• HDPE
• 延伸小 • 透明差
• UHMPE
100 80
20
PE电学性质
非极性材料
介电损耗小 吸湿率低，绝缘性好 氧化形成羰基 加入抗氧剂
ＰＥ加工性能
原料不用预先烘干处理
牌号多、性能稳定、适合多种加工方法
注射成型
流动速率高 分子量分布窄 支化度低、长
支链少
吹塑成型
熔体强度高 分子量高 分布宽
熔融指数仪
压力
温度 时间
重量
熔融指数（MFI）
分子内链转移形成短支链
PE合成反应＿分子间链转移
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 R CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
• LDPE
• 分子量调节 剂
• H2
• LLDPE
• 分子量调节 剂
• H2
•HDPE
• 分子量调节 剂
• H2
• UHMPE
• 分子量调 节剂
聚乙烯结构
• LDPE
• 支链多 • 长支链多
• 短支链多
• LLDPE
• 少量支链 • 长支链多
• 短支链少
•HDPE
• 支链很少 • 长支链少 • 短支链少
PE合成反应＿分子内链转移
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH
CH2
H CH2
CH2
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3
• 0~6MPa • 60~80度
• UHMPE
• ０~６MPa
• 80~90度
聚乙烯结构
• LDPE
• 微量氧 • 过氧化物
• 气相聚合
• LLDPE
• Cr-Si/Al-Ti • 液相聚合
• HDPE
• Et3Al/Ti4Cl
• 液相
• UHMPE
• Et3Al/Ti4 Cl
• 液相
聚乙烯结构
• 在规定的温度、压力下，每10分钟通过上述指定尺寸 毛细管试样的总重量（g数），即为该材料的熔融指数（MFI， MI），单位g/10min。 • MFI越大，则流动性越好。
PE性质
力学性能： 典型的热塑性材料、 强度低、 伸长大、 蠕变严重
• 聚乙烯性能影响因素
耐高温好
阻渗性好 韧性差
强度高 耐蠕变好
耐环境应力开 裂
HDPE
0.95 85～95 110～130 21～40 ＞500
差
LLDPE
0.93 80～70 90～105 15～25 ＞800
好
LDPE
0.92 65～55 80～95 7～15 ＞650 两者之
间
交联聚乙烯
• 提高耐热性
• 改善燃烧滴落
• 克服应力开裂
• 电缆护套 • 热水管 • 保温泡沫
ＰＥ交联方法
• 高能辐射交联
• 化学交联 • 过氧化物交联 • 硅烷交联
ＰＥ辐射交联
CH2 CH2 CH2 CH2
CH2 CH CH2 CH
高能射线
CH2 CH CH2 CH
CH2 CH CH2 CH
分子间链转移形成长支链
PE合成反应＿共聚反应
常见共聚单体
丙烯 １－丁烯 １－己烯
PE合成反应＿终止反应
R CH2 CH2 CH2 CH2 + CH2 CH2 CH2 CH2 R CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
R CH2 CH2 CH2 CH2 + A
公司工业化
生产
• LLDPE
• 1960’s • Α烯烃共聚
• UHMwP
E
• 1958年
• 日本三井公 司投产
1933年
1958年
PP
UHMWPE HDPE
1953年
25年 K.Ziogler
PE合成反应
CH2 CH2 Cat PT
CH2 CH2 CH2 CH2 CH2
( CH2 CH2 )n
• UHMPE
• 支链很少 • 长支链少
• 短支链少
聚乙烯结构
• LDPE
• 分子量 10~30万
• LLDPE
• 分子量 10~30
•HDPE
• 分子量 10~30
• UHMPE
• >150
结构组成对性质影响
化学性质：
稳定 加工容易
无毒 长寿命
耐水解 抗霉菌
PE热性质
长期使用温度80度 隔热差、 膨胀系数大
1931年，英国ＩＣＩ为制造染料，把乙烯/苯甲醛
100MPa 300MPa
聚乙烯发展历史
1935年，重复以上试验时，由于装置泄露，补充单体时带进去 少量的氧气 ……
100MPa 300MPa
1937年获专利 1939年工业化
HPPE LDPE
聚乙烯历史
• HDPE
• 1957年 • Z_N催化剂 • 美国飞利浦
• 难加工
聚乙烯应用
• LDPE
• 轻包装膜 • 农膜 • 塑料花
• 电缆
• LLDPE
• 重包装膜 • 管材
• HDPE
• 中空制品 • 泡沫 • 高强薄膜 • 单丝 • 包装袋 • 管材
• UHMPE
• 耐磨机械 • 人造冰 • 齿轮 • 轴承
• 导轮
三种聚乙烯性能
密度g/cm3 结晶度％
耐热温度℃ 拉伸强度MPa 断裂伸长率
热塑性塑料
• 在一定条件下（T，t，P）可以反复塑化成型的塑料材料。
聚乙烯树脂及其应用
(PE)polyethylene
聚乙烯发展历史
• 1933年英国ICI公司发明LDPE; • 1953年～1958年发明HDPE、LLDPE（线性低密度聚乙烯）和
UHMWPE（超高分子量聚乙烯）
聚乙烯发展历史