高密度聚乙烯

聚乙烯英文名称： 简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂 热塑性树脂。 聚乙烯英文名称：polyethylene ，简称 ，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。 在工业上， 手感似蜡,具有优 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 －烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡 良的耐低温性能(最低使用温度可达 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 化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵 良的耐低温性能 最低使用温度可达 ～ ℃ 化学稳定性好 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 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。 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。 化学与机械作用)是很敏感的 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～ 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 ～ 0.96 g/cm）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 热塑性塑料的成型方法 加工。 ）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 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， 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， 绝缘材料。 石油化工的发展 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 年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能 产量约占塑料总产量的 。 年世界聚乙烯总生产能力为 ， 力为3.16Mt。 力为 。 聚乙烯(PE)塑料一种 我们常常提的方便袋就是聚乙烯 塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯 聚乙烯 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 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 单元连接而成的。 的高分子，也是应用最广泛的高分子材料。它是由重复的 单元连接而成的 乙烯是通过乙烯（ 的加成聚合而成的。 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 大气压)有机化合物催化条件 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力 大气压 下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯 聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯 下进行 聚合而成的是高密度聚乙烯 。 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)， 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 ， 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 高温 ，过氧化物催化条件下自由基聚合， (LDPE)，它是支化结构的。 ，它是支化结构的。
(1)搅拌釜式浆液聚合 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 公司的Hostalen技术和三井油化公司的 技术， 技术和三井油化公司的CX技术 搅拌釜式浆液聚合典型代表为 公司的 技术和三井油化公司的 技术， Hos．talen技术采用 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 公司首创的搅拌釜工艺， ． 技术采用 公司首创的搅拌釜工艺 使用双反应器， 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 催化剂， 联使用，该工艺中，聚合反应溶剂为正已烷，催化剂为高活性 催化剂 合后进入第一反应器，与催化剂混合发生聚合反应， 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 烷中，聚合温度约为 ℃ ，聚合压力小于 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 ．2～80，共聚单体为丙稀和丁烯一 ，生产 ． ～ ． ／ ，熔融指数范围为0． ～ ，共聚单体为丙稀和丁烯一1， 传统HDPE和双峰 和双峰HDPE，高密度管材性能优异，适合制作受压管材，达到 传统 和双峰 ，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； 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；双釜反应器可通过采用并 联及串联不同的形式生产单峰及双峰产品；工艺操作弹性高，产品牌号转换快， 联及串联不同的形式生产单峰及双峰产品；工艺操作弹性高，产品牌号转换快，对原料纯 度要求不高；共聚单体采用丙烯， 一丁烯 采用已烷作溶剂，回收单元简单。 一丁烯； 度要求不高；共聚单体采用丙烯，1一丁烯；采用已烷作溶剂，回收单元简单。目前该方 法被世界上许多生产厂家采用。该工艺的特点是聚合在惰性烃稀释剂中进行的。 法被世界上许多生产厂家采用。该工艺的特点是聚合在惰性烃稀释剂中进行的。 工艺流程为：将聚合乙烯（乙烯99.9%，乙烷 工艺流程为：将聚合乙烯（乙烯 ，乙烷0.1%）送入干燥器后与由正己烷组成的循环 ） 稀释剂一起再进入釜式反应器，催化剂采用载体上含有钛和锰、 稀释剂一起再进入釜式反应器，催化剂采用载体上含有钛和锰、三乙基铝为助催化剂的牌 号。加入少量的氢控制分子量，聚合反应形成的是聚乙烯颗粒，反应温度为90℃，压力为 加入少量的氢控制分子量，聚合反应形成的是聚乙烯颗粒，反应温度为 ℃ 1.8MPa，反应可分两步在两个聚合釜中进行，生产的浓度为 ，反应可分两步在两个聚釜中进行，生产的浓度为34%（质量分数）的淤浆固体， （质量分数）的淤浆固体， 单体转化率可达97%。聚合物从第二反应器流出闪蒸至压力 单体转化率可达 。聚合物从第二反应器流出闪蒸至压力0.14MPa，闪蒸出来的未反应 ， 的乙烯、排出物中的乙烷及2%的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到 的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到2.5MPa，去气提塔将乙 的乙烯、排出物中的乙烷及 的环己烷稀释剂经两次压缩冷却到 ， 烷回收去再循环中。闪蒸后留下来的淤浆经离心分离回收大部分稀释剂， 烷回收去再循环中。闪蒸后留下来的淤浆经离心分离回收大部分稀释剂，固体滤饼送至干 燥器中将挥发组分含量降至5%（质量分数）左右。 燥器中将挥发组分含量降至 （质量分数）左右。该干燥器是以氮气保护做闭合循环进行 操作的。干燥出来的聚合物粉末送至流化床干燥将所有烃稀释剂除去、 操作的。干燥出来的聚合物粉末送至流化床干燥将所有烃稀释剂除去、干燥后聚合物颗粒 送到混炼工段加入各种添加剂，然后造粒。 送到混炼工段加入各种添加剂，然后造粒。
一、合成工艺
HDPE的生产技术有3种 1、浆液聚合法 2、气相聚合法 3、溶液聚合法
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。
高密度聚乙烯 （HDPE）简介 ）
英文名称为“ 是一种结晶度高、 英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极 ，简称为“ 。 是一种结晶度高 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 的外表呈乳白色， 性的热塑性树脂。原态 的外表呈乳白色 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。某些种类的化学品会产生化学腐蚀， 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 化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯） 四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水 ），芳香烃 ）。 蒸汽性，可用于包装用途。 具有很好的电性能， 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 具有很好的电性能 特别是绝缘介电强度高， 低温度下均如此。 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 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 是一种结晶度高、 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 的外表呈乳 白色， 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 具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。 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） ），芳香烃 四氯化碳）。 ）。该聚 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 合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。 具有很好的电性能， 具有很好的电性能 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 低温度下均如此。 的独有特性是四种基本变量的适当结合： 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、 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。 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 品级； 不同用途的 品级 在性能上达到最佳的平衡。高密度聚乙烯为无毒、无味、 熔点约为130℃，相对密度为 粒，熔点约为 ℃ 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， 。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。 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 ℃ 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 ℃之间。 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 ％～ ％， 范围内； ％～90％， 色粉末火颗粒状产品，无毒、无味，密度在 ～ 范围内 结晶度为80％～ 软化点为125～135℃，使用温度可达 软化点为 ～ ℃ 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 ℃ 硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯； 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， 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； 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 吸水性低；耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯， 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。 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 薄膜在受力情况下的热变形温度较低，