通用塑料-聚乙烯的共混改性

3.LDPE中掺入HDPE增加了密度，降低了药品渗透性，也降低了 透气性和透汽性。此外，上述共混聚乙烯的刚性较好，刚性对 于生产包装薄膜、容器是必须具备的性质。由于刚性和强度的 提高，包装薄膜的厚度可减少一半，因而降低成本。
4.不同密度的聚乙烯共混可使熔化区加宽，而当熔融物料冷却时， 又可延缓结晶，这使发泡过程更易进行，对聚乙烯泡沫塑料的 制取很有价值。控制不同密度聚乙烯的共混比例，就能够获得 多种性功能的泡沫塑料。当低密度聚乙烯的加入量越多，泡沫 塑料就越柔软（如下表）
• 2.PE/EVA中EVA比例增加所 产生的改性效果如右图。
1.4-EVA含VAc18%（重量），熔体指数146 2.5-EVA含VAc28%，熔体指数147， 3.6-EVA含VAc28%，熔体指数49
• 由图我们可以看出：PE/EVA共 混物熔体流动性随EVA含量的 变化显示有极大值和极小值的
聚乙烯应用领域
• LDPE 50%以上用途用于薄膜。 • LDPE主要用于制造农用膜、地膜，另外少部分
用于各种轻、重包装膜，如食品袋、货物袋、工 业重包装袋、复合薄膜或编织内衬、涂层、各种 管材、电线绝缘层等。 • HDPE 主要用于注射、吹塑制品，鱼网丝。 • HDPE的出现，大大开拓了聚乙烯的用途，不仅 用于薄膜和包装，还用于中空吹塑和注塑容器、 鱼网丝、管材、机械零件、代木产品等等。 • 超高分子量聚乙烯 用于工程塑料，加工困难。
• 电绝缘性能良好，不受温度和频率的影响（不 含极性基团）。
• 力学性能 聚乙烯的品种不同性能有所差别， HDPE的熔点、拉伸强度及硬度较高，而LDPE的断 裂伸长率和冲击强度较高，韧性稍好。
• 热 性 能 ， Tm=110-135℃， 最 高 使 用 温 度 ： ≯100℃，最低使用温度≮-70℃，着火温度340℃，
• Zieger-Natta引发体系
• 茂金属引发体系
☆根据聚合压力的高低曾经是聚乙烯分类的主要方法， 因为聚合方法，即聚合压力的高低，与聚乙烯的类别 存在一一对应的联系，如高压低密度，但现在这种对 应的联系已不存在。如LLDPE既可在低压条件下生产， 也可在高压条件下生产，且同一装置能生产LLDPE、 也能生产LDPE和HDPE，因此，根据聚合压力的分类 方法已经不实用了。
由上图可知：含氯较少的氯化聚乙烯，其性质与聚乙烯相近。随氯 含量增加，氯化聚乙烯柔软性增加而成为胶状物质，所以氯化聚乙 烯可以是硬塑料，也可以是软弹性体。通常生产氯化聚乙烯是氯含 量为30%~40%的非结晶或微结晶的橡胶类物质。这种拉伸特性与 氯含量的关系如下：
从图中可以 看出当CPE中氯含量 为45%、55%时，它与HDPE相 容性较好，共混物的力学性能基 本与HDPE相同。
3.
右上图表明了PA在HDPE中的含量及形
HDPE/PA中PA含量及形状 对其阻隔性的影响（相对值
状对该共混物阻隔性的影响。可以看到，）
随 PA 含 量 的 增 加 和 PA 分 散 相 的 层 化 ， ○ - 粒状分散体系 △ - 层状
HDPE/PA共混物的阻隔性明显提高。。 分散体系
• 4. 右上图为给出在一定的剪切速 率γ下，两种聚合物组分粘度与温 度的关系，根据该图可选择恰当的 加工温度。可以看到一定剪切速率 下，PA的粘度随温度升高而快速 降低，而HDPE的粘度随温度升高， 基本保持不变。两条曲线的交点左 侧，PA的粘度比HDPE的要高，比 较适合制备阻隔性良好的 HDPE/PA共混物。
茂金属引发剂相对传统引发剂有三个主要特征：
（1）单活性中心优势，可合成极均一的均聚物和共 聚物，分子量分布和组成分布窄； （2）单体选择和立体选择优势，能使α-烯烃单体聚 合，且生成立构规整度极高的等规或间规聚合物； （3）可以控制聚合物中乙烯基的不饱和度。
茂金属材料可以通过气相法、溶液法和本体法工 艺得到。目前主要茂金属聚乙烯是mLLDPE、和 mHDPE。
聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共聚物的共混
• 1.聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯共 聚物（EVA：是乙烯和醋酸乙
烯的无规共聚物，目前采用高压法， 按游离基反应历程进行聚合，一般 工艺条件为29MPa~39MPa、90 ℃并以过氧化物或偶氮化合物为引
发剂。）的共混物具有优良的 柔韧性、加工性，较好的透 气性和印刷性，受到广泛重 视。
低压HDPE 高压LDPE LLDPE
mLLDPE
LCBPE
图2 各类PE链结构的示意图
LCBPE是Dow Plastics采用单活性中心引发体系生产的长链支化聚乙烯 （Long—Chain Branched PE）。
聚乙烯的缺点
1.软化点低。HDPE熔点约为130 ℃，LDPE熔点仅 稍高于100 ℃，因此聚乙烯的使用温度常低于100 ℃，若承受载荷，使用温度则更低。
高密度聚乙烯与低密度聚乙烯的共混
1.LDPE较柔软，但因强度及气密性较差不适宜制取各种 容器和齿轮、轴承等零部件；另一方面HDPE硬度大， 缺乏柔嫩性不宜制取薄膜等软制品。将两种密度聚乙烯 共混可制得软硬适中的聚乙烯材料，从而适应更广泛的 用途。
2.由下表可以看出两种密度不同的聚乙烯按各种比例得到 的一系列中间性能的共混物额物理性能和药品渗透性。
聚乙烯与聚酰胺的共混
1. HDPE与PA的共混，可以提高HDPE对 氧及烃类溶剂的阻隔性。
2. HDPE/PA共混体系要具有良好阻隔性， 其 PA 必 须 以 层 状 分 散 于 HDPE 中 。 为 获 得理想阻隔性形态的HDPE/PA共混物， 必 须 保 证 加 工 温 度 下 PA 熔 体 粘 度 大 于 HDPE。
• ULDPE作为添加剂，可改善薄膜的抗冲击强度、 抗撕裂强度、柔软性、低温热封口性能。
茂金属聚烯烃
茂金属是指过渡金属与环戊二烯（Cp）相连所形成 的有机金属配位化合物。现在研究配位体的范围已扩大 到茚环与芴环。常用的金属是锆、钛、铪。助催化剂（ 共引发剂）为甲基铝氧烷（MAO）。现在开发应用的 茂金属催化剂有三种基本结构：普通茂金属结构、桥链 茂金属结构和限定几何构型茂金属结构。以茂金属作为 催化剂合成的高分子材料称为茂金属材料。
聚乙烯与其他聚合物的共混
1. 聚乙烯大量用于生产包装、装饰薄膜， 但其印刷性不良，因此要设法提高聚乙烯 与油墨的粘结力。提高聚乙烯印刷性的措 施有：
（1）用硫酸、铬酸的高浓度水溶液浸 渍聚合物表面，由于酸的氧化作用使聚合 物表面生成羧基等极性基团。
（2）用热空气和火焰加热氧化聚合物 表面。
（3）电晕放电处理聚合物表面。 （4）聚合物中加入表面活性剂。
7. 介绍一种用于与HDPE共混生产阻隔性聚合物共混物的PA： 美国Du Pont公司生产的SELAR-RB，它实际上是一类加有增 容剂的特殊的PA。
8. 下表是HDPE/SELAR-RB共混物的透氧性数据。可以看到， 单一HDPE的透氧系数很大，而含15%RB421时，共混物的透 氧系数最小，阻氧性能最好。此外，表格也反映了，RB的规格 不同，透氧系数和对HDPE阻氧性提高的倍数也不同。（如含 15%RB300和含15%RB421的透氧性数据对比）
特殊现象，这是由于两组份共
有的乙烯基间的部分相容以及
乙烯基与醋酸乙烯基的部分分
离，因而导致的特殊混合形态 所致。例如HDPE/EVA中若 EVA占10%和70%时，流动性 出现极大值，而EVA占30%和 90%时流动性出现极小值。所 用EVA的熔体指数越高，这种 出现极值的倾向越显著，但VAc 在EVA中含量对此现象无显著 影响。
• 5. 这类阻隔性能突出的共混物，目 前已在农药、食品、燃料（汽油、 煤油）、各种化学品的包装容器制 造上采用。
PA及HDPE的粘度与温度的关系
6. 下表是HDPE/PA制的容器与其他塑料制品的容器 对溶剂的阻隔性数据。可以看到HDPE/PA制的容器 和多层（EVOH）制的容器对溶剂的阻隔性非常理想； PAN制的容器，和单一使用HDPE制的容器，阻隔性 能较差；PVC制的容器对溶剂阻隔性最差。
•对HDPE/EVA共混物力学 性能与共混组成关系的测 定结果如下：
拉伸测试数据处理
冲击测试数据处理
相容性分析
聚乙烯与氯化聚乙烯的共混
• 1.将氯化聚乙烯（CPE）掺入聚乙烯可以改进聚乙烯的印刷性、 耐燃性和韧性。
• 2.氯化聚乙烯的特性随原料聚乙烯的分子量、分子量分布。分子 支化度及氯化聚乙烯氯含量、氯原子在大分子链上的分度以及剩 余结晶度等因素而不同，下表指出各种氯化聚乙烯的性能及用途。
根据密度的不同
低密度聚乙烯（LDPE）
Low Density Polyethylene
– 其密度范围是0.91～0.94g／cm3
高密度聚乙烯（HDPE）
High Density Polyethylene
– 其密度范围为0.94～0.99g／cm3
中密度聚乙烯（MDPE） Middle Density Polyethylene
• LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空 制品、复合薄膜及交联发泡制品，还可与一些橡 胶或其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进行 掺混。
• VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、 瓶、桶内衬、密封件、垫圈、电缆、玩具等；还 可代替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉伸包 装膜等。也可以作为抗冲击改性剂，提高其他材 料的抗冲击、耐穿刺和柔韧性。
HDPE/CPE的屈服强度与共混 比例及CPE中氯含量的关系 如下图： 由图可见，采用CPE含氯 量较高者作为HDPE的改 性剂时效果较好。
CPE具有优良的耐燃性， 所以将其掺入PE可以提高 后者耐燃性，若同时加入 三氧化二锑，则耐燃改性 的效果更显著。
HDPE/CPE共混物的屈服强度
1-CPE-5Βιβλιοθήκη 2-CPE-45 3-CPE-30，35,40
2.强度不高。聚乙烯拉伸强度一般小于30MPa大大 低于尼龙6、尼龙66，聚碳酸酯等工程塑料。