第3章聚烯烃塑料
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聚乙烯熔体流动速率与制品种类的关系
用途
吹塑薄膜 重包装薄膜 挤出平膜 单丝、扁丝 管材、型材 中空吹塑容器 电缆绝缘层 注塑制品
涂覆 旋转成型
wenku.baidu.com
LDPE
0.3~8.0 0.1~1.0 1.4 ~2.5
－ 0.1 ~5.0 0.3 ~0.5 0.2 ~0.4 1.5 ~50 20 ~200 0.75 ~20
第三章 聚烯烃塑料
1
聚烯烃主要指聚乙烯和聚丙烯； 其中聚乙烯树脂产量居世界第一位； 聚丙烯是常用树脂密度最低的品种，综合性能好， 改性品种多，是树脂中发展相对快的品种之一。
聚乙烯
聚丙烯
2
第一节 聚乙烯（PE）
纯净PE乳白色蜡状物，无味、无毒、无臭，易燃， 燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。
一、分类
12
(4) 电性能优良 适宜于制备高频电绝缘材料 (5) 卫生性较好 但长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质相接触 发生溶胀，低分子量的PE会溶于其中，因此长时间 使用PE盛装食用油会有蜡味。
13
（6） 成型加工性能 PE制件最显著的特点是成型收缩率大，在1.5％～5 ％之间，易产生收缩和变形。 PE料吸水性小，可不用干燥； PE的加工温度范围很宽，不易分解(分解温度约为 300℃)，其加工温度为180～220℃较好； PE流动性中等，熔体黏度随剪切下降较多，当剪切 速率超过临界值后，容易产生熔体破裂等流动性缺陷； PE的印刷性较差，可进行电晕或火焰处理。
7
Polyethylene, linear high-density
8
9
Polyethylene, linear low-density
2 .热性能 HDPE熔点125～137℃，连续使用温度60 ℃以下； LDPE熔点105～120 ℃，连续使用温度80 ℃以下。 PE具有较好的低温韧性，成型加工中应注意其线性 膨胀系数较大。
10
3. 化学性能
（1）透气性 PE薄膜对氧气、氮气、二氧化碳的透气率较大， 对水蒸气的透过率低。 PE薄膜不适宜长时间包装需要保持香味的物品， 但适合于防潮或包装需防止水气散失的物品。
LDPE塑料瓶盛不同液体会不同程度发生损失，不 适宜长期贮存液体，尤其是化学药品和油类物质。
11
（2）化学稳定性 室温下耐酸、碱和盐类水溶液，不耐浓硫酸和浓硝 酸以及其他氧化剂。室温不溶于溶剂，但溶度参数相 近的溶剂可使其溶胀。 （3）耐老化性 易氧化降解，在合成阶段已经加入稳定化助剂，亦 可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂增加其耐老化性。
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PE加工方法 PE可用于注塑、挤出、吹塑、压制、压延等 成型方法。
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四、 聚乙烯的选用
PE选用的重要依据：密度和MFR。 MFR增加，PE的相对分子质量降低，熔体黏度小， 流动性好，成型加工温度低，易于成型，但制品的力 学性能较差，反之相反。 通常，挤出成型应选择MFR较低的PE； 注射成型应选择MFR较高的PE。
低密度聚乙烯（LDPE）：高压法合成 高密度聚乙烯（HDPE）：低压法合成
LDPE
3
HDPE
二、PE的结构
❖ 1、PE的化学结构 聚乙烯的化学组成为碳和氢，重复结构单元为－ CH2－CH2－，是主链为碳原子组成的线型高聚物。 依据聚合方法的不同，其产物结构不同，高压法 合成的聚乙烯（LDPE）支链较多(为什么?)，而中 压法和低压法合成的聚乙烯基本上无支链。
4
2、PE的结晶性 PE分子链柔顺性好，结晶能力强。 PE结晶区通常为球晶结构，HDPE的结晶度高LDPE， 透明性差些。
5
3、PE的相对分子质量 PE的相对分子质量越高，力学性能、耐低温性能、
耐环境应力开裂性能都有所提高，但熔体黏度增大， 成型加工性能变差。
一般使用熔体流动速率测定仪进行测量，条件为 190℃，负荷2160g。
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HDPE管材 HDPE瓶
HDPE工业桶
HDPE排水管道)
20
3. 线型低密度聚乙烯（LLDPE） 与LDPE相比具有更高的拉伸强度、撕裂强度、冲击强 度和良好的耐环境应力开裂性。耐热性好于LDPE。主要 应用吹塑成膜
LLDPE拉伸缠绕膜
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4 . 超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE） 具有极高的耐磨性、自润滑性、优异的耐冲击、耐疲劳性、 耐低温性。由于较高的分子量，其加工方式主要采用冷压烧结 成型，近年来发明了将层状硅酸盐与UHMWPE熔融共混后， 可明显改善其加工性能。
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1. LDPE （1）薄膜 LDPE最大应用领域 （2）涂覆 可与多种基材复合，如牛奶的 无菌包装、食品包装等。 （3）其他
LDPE塑料膜
LDPE塑料挂钩袋
LDPE围裙
LDPE手套
18
LDPE胶袋、葡萄袋
2. HDPE 与LDPE相比，从性能上来看，其拉伸强度、刚度和硬 度较好，有利于制品的薄壁化和轻量化 （1）中空容器 HDPE瓶广泛用于食品、 化学品、药品、 化装品等包装。 （2）挤出成型 薄膜、管材、片材等 （3）注塑成型 工业用容器、垃圾箱、家用器皿
熔体流动速率,g/10min
LLDPE
0.3 ~3.3 0.1 ~1.6 2.5 ~4.0 1.0 ~2.0 0.2 ~2.0 0.3 ~1.0 0.4 ~1.0 2.3 ~50 3.3 ~11 1.0 ~25
HDPE
0.5 ~8.0 3.0 ~6.
－ 0.25 ~1.2 0.1 ~5.0 0.2 ~1.5 0.5 ~8.0 2.0 ~20 5.0 ~10 3.0 ~20
UHMPE托辊
UHWMPE纺丝生产线
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5. 茂金属聚乙烯
使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯；
mPE有两个系列，一类是以包装领域的薄膜用品级，另一 类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体。mPE薄膜品级具有较低的 熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、 低气味方面等明显优于传统聚乙烯，可用于生产重包装袋、金 属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。
熔体流动速率（MFR）定义：在一定温度和负荷 下，熔体每10min通过标准口模的质量，可作为平均 分子量的量度。
LDPE的MFR在50 g/10min以下，HDPE的MFR在
15 g/10min以下。
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三、聚乙烯的性能
❖ 1. 力学性能 与其他热塑性塑料相比，PE的拉伸强度比较低，硬
度不足，耐蠕变性比较差。
聚乙烯熔体流动速率与制品种类的关系
用途
吹塑薄膜 重包装薄膜 挤出平膜 单丝、扁丝 管材、型材 中空吹塑容器 电缆绝缘层 注塑制品
涂覆 旋转成型
wenku.baidu.com
LDPE
0.3~8.0 0.1~1.0 1.4 ~2.5
－ 0.1 ~5.0 0.3 ~0.5 0.2 ~0.4 1.5 ~50 20 ~200 0.75 ~20
第三章 聚烯烃塑料
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聚烯烃主要指聚乙烯和聚丙烯； 其中聚乙烯树脂产量居世界第一位； 聚丙烯是常用树脂密度最低的品种，综合性能好， 改性品种多，是树脂中发展相对快的品种之一。
聚乙烯
聚丙烯
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第一节 聚乙烯（PE）
纯净PE乳白色蜡状物，无味、无毒、无臭，易燃， 燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。
一、分类
12
(4) 电性能优良 适宜于制备高频电绝缘材料 (5) 卫生性较好 但长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质相接触 发生溶胀，低分子量的PE会溶于其中，因此长时间 使用PE盛装食用油会有蜡味。
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（6） 成型加工性能 PE制件最显著的特点是成型收缩率大，在1.5％～5 ％之间，易产生收缩和变形。 PE料吸水性小，可不用干燥； PE的加工温度范围很宽，不易分解(分解温度约为 300℃)，其加工温度为180～220℃较好； PE流动性中等，熔体黏度随剪切下降较多，当剪切 速率超过临界值后，容易产生熔体破裂等流动性缺陷； PE的印刷性较差，可进行电晕或火焰处理。
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Polyethylene, linear high-density
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Polyethylene, linear low-density
2 .热性能 HDPE熔点125～137℃，连续使用温度60 ℃以下； LDPE熔点105～120 ℃，连续使用温度80 ℃以下。 PE具有较好的低温韧性，成型加工中应注意其线性 膨胀系数较大。
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3. 化学性能
（1）透气性 PE薄膜对氧气、氮气、二氧化碳的透气率较大， 对水蒸气的透过率低。 PE薄膜不适宜长时间包装需要保持香味的物品， 但适合于防潮或包装需防止水气散失的物品。
LDPE塑料瓶盛不同液体会不同程度发生损失，不 适宜长期贮存液体，尤其是化学药品和油类物质。
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（2）化学稳定性 室温下耐酸、碱和盐类水溶液，不耐浓硫酸和浓硝 酸以及其他氧化剂。室温不溶于溶剂，但溶度参数相 近的溶剂可使其溶胀。 （3）耐老化性 易氧化降解，在合成阶段已经加入稳定化助剂，亦 可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂增加其耐老化性。
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PE加工方法 PE可用于注塑、挤出、吹塑、压制、压延等 成型方法。
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四、 聚乙烯的选用
PE选用的重要依据：密度和MFR。 MFR增加，PE的相对分子质量降低，熔体黏度小， 流动性好，成型加工温度低，易于成型，但制品的力 学性能较差，反之相反。 通常，挤出成型应选择MFR较低的PE； 注射成型应选择MFR较高的PE。
低密度聚乙烯（LDPE）：高压法合成 高密度聚乙烯（HDPE）：低压法合成
LDPE
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HDPE
二、PE的结构
❖ 1、PE的化学结构 聚乙烯的化学组成为碳和氢，重复结构单元为－ CH2－CH2－，是主链为碳原子组成的线型高聚物。 依据聚合方法的不同，其产物结构不同，高压法 合成的聚乙烯（LDPE）支链较多(为什么?)，而中 压法和低压法合成的聚乙烯基本上无支链。
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2、PE的结晶性 PE分子链柔顺性好，结晶能力强。 PE结晶区通常为球晶结构，HDPE的结晶度高LDPE， 透明性差些。
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3、PE的相对分子质量 PE的相对分子质量越高，力学性能、耐低温性能、
耐环境应力开裂性能都有所提高，但熔体黏度增大， 成型加工性能变差。
一般使用熔体流动速率测定仪进行测量，条件为 190℃，负荷2160g。
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HDPE管材 HDPE瓶
HDPE工业桶
HDPE排水管道)
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3. 线型低密度聚乙烯（LLDPE） 与LDPE相比具有更高的拉伸强度、撕裂强度、冲击强 度和良好的耐环境应力开裂性。耐热性好于LDPE。主要 应用吹塑成膜
LLDPE拉伸缠绕膜
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4 . 超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE） 具有极高的耐磨性、自润滑性、优异的耐冲击、耐疲劳性、 耐低温性。由于较高的分子量，其加工方式主要采用冷压烧结 成型，近年来发明了将层状硅酸盐与UHMWPE熔融共混后， 可明显改善其加工性能。
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1. LDPE （1）薄膜 LDPE最大应用领域 （2）涂覆 可与多种基材复合，如牛奶的 无菌包装、食品包装等。 （3）其他
LDPE塑料膜
LDPE塑料挂钩袋
LDPE围裙
LDPE手套
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LDPE胶袋、葡萄袋
2. HDPE 与LDPE相比，从性能上来看，其拉伸强度、刚度和硬 度较好，有利于制品的薄壁化和轻量化 （1）中空容器 HDPE瓶广泛用于食品、 化学品、药品、 化装品等包装。 （2）挤出成型 薄膜、管材、片材等 （3）注塑成型 工业用容器、垃圾箱、家用器皿
熔体流动速率,g/10min
LLDPE
0.3 ~3.3 0.1 ~1.6 2.5 ~4.0 1.0 ~2.0 0.2 ~2.0 0.3 ~1.0 0.4 ~1.0 2.3 ~50 3.3 ~11 1.0 ~25
HDPE
0.5 ~8.0 3.0 ~6.
－ 0.25 ~1.2 0.1 ~5.0 0.2 ~1.5 0.5 ~8.0 2.0 ~20 5.0 ~10 3.0 ~20
UHMPE托辊
UHWMPE纺丝生产线
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5. 茂金属聚乙烯
使用茂金属(MAO)为聚合催化剂生产出来的聚乙烯；
mPE有两个系列，一类是以包装领域的薄膜用品级，另一 类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体。mPE薄膜品级具有较低的 熔点和明显的熔区，并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、 低气味方面等明显优于传统聚乙烯，可用于生产重包装袋、金 属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。
熔体流动速率（MFR）定义：在一定温度和负荷 下，熔体每10min通过标准口模的质量，可作为平均 分子量的量度。
LDPE的MFR在50 g/10min以下，HDPE的MFR在
15 g/10min以下。
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三、聚乙烯的性能
❖ 1. 力学性能 与其他热塑性塑料相比，PE的拉伸强度比较低，硬
度不足，耐蠕变性比较差。