低密度聚乙烯

1、低密度聚乙烯百科名片 低密度聚乙烯度聚乙烯低密度聚乙烯度聚乙烯（LDPE）是一種塑料材料，它適合熱塑性成型加工的各種成型工藝，成型加工性好。 LDPE主要用途是作薄膜產(chǎn)品，還用于注塑制品，醫(yī)療器具，藥品和食品包裝材料，吹塑中空成型制品等。目錄LLDPE簡介 LLDPE的分類 生產(chǎn)方法 產(chǎn)品性能 1. (1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物 2. (2)熱性能 3. (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能 4. (4)熱氧老化和光氧老化性能 5. (5)聚乙烯的介電性能LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域 1. 應(yīng)用領(lǐng)域 2. 消費比例 3. 消費品種近期發(fā)展LLDPE簡介 LLDPE的分類 生產(chǎn)方法 產(chǎn)品性能 1. (

2、1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物 2. (2)熱性能 3. (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能 4. (4)熱氧老化和光氧老化性能 5. (5)聚乙烯的介電性能LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域 1. 應(yīng)用領(lǐng)域 2. 消費比例 3. 消費品種近期發(fā)展展開編輯本段LLDPE簡介低密度聚乙烯（英文： Linear Low Density Polyethylene 簡稱：LLDPE,） 線性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯與少量高級-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，密度處于0.9150.9 低密度聚乙烯應(yīng)用40克/立方厘米之間。但按ASTM

3、 的D-1248-84規(guī)定，0.9260.940克/立方厘米的密度范圍屬中密度聚乙烯(MDPE)。新一代LLDPE將其密度擴大至塑性體(0.8900.915克/立方厘米)和彈性體(0.890克/立方厘米)。但美國塑料工業(yè)協(xié)會(SPI)和美國塑料工業(yè)委員會(APC)只將LLDPE的范圍擴大至塑性體，不包括彈性體。上世紀80年代，Union Carbide和Dow Chemical公司將其早期銷售的塑性體和彈性體稱之為非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)樹脂。 常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征，只有少量或沒有長支鏈，但包含一些短支鏈。沒有長支鏈使聚合物的結(jié)晶性較

4、高。 通常，LLDPE樹脂用密度和熔體指數(shù)來表征。密度由聚合物鏈中共聚單體的濃度決定。共聚單體的濃度決定了聚合物中的短支鏈量。短支鏈的長度則取決于共聚單體的類型。共聚單體濃度越高，樹脂的密度越低。此外，熔體指數(shù)是樹脂平均分子量的反映，主要由反應(yīng)溫度(溶液法)和加入鏈轉(zhuǎn)移劑(氣相法)來決定。平均分子量與分子量分布無關(guān)，后者主要受催化劑類型影響。 LLDPE在20世紀70年代由Union Carbide公司工業(yè)化，它代表了聚乙烯催化劑和工藝技術(shù)的重大變革，使聚乙烯的產(chǎn)品范圍顯著擴大。LLDPE用配位催化劑代替自由基引發(fā)劑，以及用較低成本的低壓氣相聚合取代成本較高的高壓反應(yīng)器，在比較短的時間內(nèi)，便以

5、其優(yōu)異的性能和較低的成本，在許多領(lǐng)域已替代了LDPE。目前LLDPE幾乎滲透到所有的傳統(tǒng)聚乙烯市場，包括薄膜、模塑、管材和電線電纜。 LLDPE產(chǎn)品無毒、無味、無臭，呈乳白色顆粒。與LDPE相比具有強度高、韌性好、剛性強、耐熱、耐寒等優(yōu)點，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐撕裂強度等性能，并可耐酸、堿、有機溶劑等。 2005年，我國LLDPE產(chǎn)量為188萬噸，約占PE總產(chǎn)量的35.5%；消費量355萬噸，約占PE總消費量的33.8%。預(yù)計未來23年內(nèi)，LLDPE消費量將保持8%左右的速度繼續(xù)增長。按照當前市場價格12000元/噸計算，我國LLDPE的市場規(guī)模已經(jīng)超過了400億元。 編輯本段LLDP

6、E的分類按共聚單體類型，LLDPE主要劃分為3種共聚物：C4(丁烯-1)、C6(己烯-1)和C8(辛烯-1)。其中，丁烯共聚物是全球生產(chǎn)量最大的LLDPE樹脂，而己烯共聚物則是目前增長最快的LLDPE品種。在LLDPE樹脂中，共聚單體的典型用量為5%10%重量分數(shù)，平均用量大約為7%。茂金屬基的LLDPE塑性體(mLLDPE)具有傳統(tǒng)LLDPE 3倍多的平均共聚單體含量。 編輯本段生產(chǎn)方法低密度聚乙烯按聚合方法，可分為高壓法和低壓法。按照反應(yīng)器類型可分為釜式法和管式法。以乙烯為原料，送入反應(yīng)器，在引發(fā)劑的作用下以高壓壓縮進行聚合反應(yīng)，從反應(yīng)器出來的物料，經(jīng)分離器除去未反應(yīng)的乙烯之后，經(jīng)熔融擠出

7、造粒，干燥、摻合，送去包裝。 LDPE和LLDPE都具有極好的流變性或熔融流動性。LLDPE有更小的剪切敏感性，因為它具有窄分子量分布和短支鏈。 在剪切過程中（例如擠塑），LLDPE保持了更大的粘度，因而比相同熔融指數(shù)的LDPE難于加工。在擠塑中，LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子鏈的應(yīng)力松弛更快，并且由此物理性質(zhì)對吹脹比改變的敏感性減小。 在熔體延伸中，LLDPE在各種應(yīng)變速率下通常都具有較低的粘度。也就是說它將不會象LDPE一樣在拉伸時產(chǎn)生應(yīng)變硬化。隨聚乙烯的形變率增加LDPE顯示出粘度的驚人增加，這是由 低密度聚乙烯應(yīng)用分子鏈纏結(jié)引起。 這種現(xiàn)象在 LLDPE中觀察不出，因為在LLD

8、PE中缺少長支鏈使聚合物不纏結(jié)。這種性能對薄膜應(yīng)用極重要因為 LLDPE薄膜在保持高強度和韌性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流變性可概括為“剪切時剛性”和“延伸時柔軟”。 當用LLDPE 替代LDPE時薄膜擠塑設(shè)備和條件必須做修改。LLDPE的高粘度要求擠塑機有更大的功率并提供更高的熔體溫度和壓力。 ?？谙毒啾仨毤訉捯员苊庥捎诋a(chǎn)生高背壓和熔體斷裂而降低產(chǎn)量。 LDPE和 LLDPE的一般?？谙毒喑叽绶謩e是O 0240 040 in和 0 0600 10in。 LLDPE的“延伸時柔軟”的特性在吹膜過程中是一個缺點。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么穩(wěn)定。 一般的單唇風環(huán)對 LDPE

9、的穩(wěn)定足夠使用LLDPE的特有的膜泡要求更完善的雙唇風環(huán)來穩(wěn)定。用雙唇風環(huán)冷卻內(nèi)部膜泡可增加膜泡穩(wěn)定性，同時在高生產(chǎn)率下提高薄膜生產(chǎn)能力。除了膜泡的更好冷卻外，很多薄膜生產(chǎn)廠采用與LDPE共混方法以增強LLDPE溶道理上，LLDPE的擠塑可以在現(xiàn)有LDPE薄膜設(shè)備上完成，當LDPE的共混物中 LLDPE的濃度達 50時。加工 100 LLDPE或富含 LLDPE的與LDPE共混材料時，采用一般的LDPE擠塑機，必需改進設(shè)備。 根據(jù)擠塑機的壽命，要求改進的可能是加寬?？谙毒?，改良風環(huán)，修改螺桿設(shè)計以更好擠出，必要時應(yīng)增加電機功率和轉(zhuǎn)矩。對于注塑應(yīng)用，一般不需改進設(shè)備，但加工條件需達最佳化。 滾塑

10、加工要求LLDPE研磨成均勻顆粒（35篩孔）。加工過程包括用粉末狀LLDPE填滿模具，加熱并雙軸向地旋轉(zhuǎn)模具使LLDPE均勻分布。冷卻后產(chǎn)品從模具中移出。 編輯本段產(chǎn)品性能(1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物不同密度的聚乙烯結(jié)晶度也不相同。結(jié)晶度與密度呈線性關(guān)系，它們對聚乙烯的許多性能有顯著影響。 鑒于聚乙烯短支鏈的存在會干擾主鏈的結(jié)晶，因此增加短支鏈就會破壞結(jié)晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有極少的短支鏈，所以它的結(jié)晶度高，密度也高。 LLDPE與HDPE雖同屬線型聚乙烯，但LLDPE完全是乙烯與-烯烴共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚單體比高密度的共聚物多，因而LLDPE的線型主鏈上有很

11、多的短支鏈，致使其結(jié)晶度和密 低密度聚乙烯應(yīng)用度都低；再因其短支鏈的類別和數(shù)目是隨不同的共聚單體而異，若共聚單體的碳原子數(shù)多，在共聚物中含量也多，則該共聚物的密度下降也大。 (2)熱性能聚乙烯受熱以后，隨著溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸減少，當結(jié)晶部分完全消失時，聚乙烯就融化，此時的溫度即為熔點。聚乙烯的密度升高，結(jié)晶度升高，其熔點也隨之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔點也不同。LLDPE的熔點為120125，介于H P-LDPE與HDPE之間。不同共聚單體的LLDPE，其熔點高低隨其共聚單體的碳原子的增減而變動，碳原子數(shù)增多熔點升高。由于LLDPE的熔點比H P-LDPE高，故其模型制品可在較高溫

12、度下脫模，而且又快又干凈。因LLDPE的熔點范圍比H P-LDPE窄，故LLDPE的薄膜熱封性能好，熱合強度也高。 聚乙烯在溫度升高時的流動性和在增加荷重時的變化，主要受分子量的影響。由于測定聚乙烯的熔體流動速率比測定分子量容易，因而通常以熔體指數(shù)(MI)，或熔體流動指數(shù)(MFI)來表示聚乙烯的分子量特性。在熔融狀態(tài)下，聚乙烯的熔體粘度是分子量的函數(shù)，它隨分子量的增高而加大。當分子量相同時，溫度升高則熔體粘度降低。在常溫下聚乙烯隨密度的不同而有不同的柔韌性。在低溫下聚乙烯自然具有良好的柔韌性，其脆析溫度較低，這與其分子量有關(guān)。當聚乙烯的分子量增高時，其脆化溫度下降，其極限值為-140。 在分子

13、量相同的情況下，線型結(jié)構(gòu)的LLDPE與HDPE的熔體粘度要比非線型結(jié)構(gòu)的H P-LDPE大。在熔體指數(shù)相同的情況下，H P-LDPE的熔體粘度明顯低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工時的熔體流動性明顯好于后兩者，螺桿負荷小，發(fā)熱量也小。 (3)抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能從聚乙烯樹脂的實用性來看，抗環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)性能是重要的物性指標之一。聚乙烯 ESCR性能因支鏈的增加、密度的降低而得到大大的改善。在3種不同的聚乙烯樹脂中，LLDPE的許多性能介于H P-LDPE和HDPE之間，但其ESCR性能卻居三者之冠。碳6和碳8高碳-烯烴共聚的LLDPE，因其支鏈的增加，其ESCR值明顯優(yōu)于

14、碳4共聚的LLDPE。 另一個受短支鏈增加、密度降低影響的性能是抗蠕變性或承受荷重的能力。這個性能在聚合物的使用上同樣非常重要。只要密度稍稍下降一點，抗蠕變性就得到很大的改善?？梢哉f，增加乙烯的短支鏈，降低乙烯的密度而得益最大的就是提高了ESCR性能和抗蠕變性。 (4)熱氧老化和光氧老化性能聚乙烯由于其分子結(jié)構(gòu)上和聚合物中所含的微量雜質(zhì)等內(nèi)因，以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響，會產(chǎn)生熱氧老化和光氧老化。這些老化反應(yīng)按自由基鍵式反應(yīng)機理進行，結(jié)果導致聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的不可逆的化學反應(yīng)，而使其性能變壞乃至完全失去使用價值。 聚乙烯在氧氣的存在下受熱時易發(fā)生熱氧老化作用，這種熱氧老化過

15、程具有自動催化效應(yīng)，因此當升高溫度時，氧化加速進行，它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外，ESCR、伸長率等性能也會降低，并且脆性增加，嚴重時還會發(fā)生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時間長短有關(guān)，例如將高密度聚乙烯制成的容器經(jīng)短時間受熱，其使用價值并無任何降低，如果將其制成的電纜在60長時間受熱，則其電絕緣性能會顯著降低。 聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而發(fā)生光氧老化作用，這種光氧老化作用是在常溫下進行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。 因此，為了防止或減慢光氧老化的作用，應(yīng)在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑，如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在

16、受熱成型加工過程中，特別是與大量空氣接觸的情況下，例如壓延過程中或擠出、注射成型時，由于受熱氧化而使聚乙烯的機械性能降低，加了抗氧化劑后雖可部分防止，但仍不能完全避免，因此改進聚合工藝及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的穩(wěn)定性。 (5)聚乙烯的介電性能純的聚乙烯不含極性基因，因此具有良好的介電性能。聚乙烯的分子量對其介電性能不發(fā)生影響，但聚乙烯中若含有雜質(zhì)，如催化劑、金屬灰分及分子中存在極性基團(羥基、羰基)等，則對其介電性能如介電常數(shù)、介電耗損(介電損耗角正切)等會發(fā)生不良影響。 編輯本段LLDPE的應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域LLDPE的主要應(yīng)用領(lǐng)域是農(nóng)膜、包裝膜、電線電纜、管

17、材、涂層制品等。 消費比例線形低密度聚乙烯由于較高的抗張強度、較好的抗穿刺和抗撕裂性能，主要用于制造薄膜。2005年世界LLDPE消費量為1617萬噸，同比增長6.4%。在消費結(jié)構(gòu)中，薄膜制品仍占最大比例，消費量為1190萬噸，占總消費量的73.6%，其次為注塑，消費量為114.8萬噸，約占LLDPE總消費量的7.1%。 2005年，我國LLDPE和LDPE消費總量為598萬噸，其中LLDPE消費量為355萬噸，同比增長25.4%，占LLDPE/LDPE消費總量的59.4%；LDPE消費量為243萬噸，同比增加0.7%，占LLDPE/LDPE消費總量的40.6%。 消費品種從20032005年

18、LLDPE/LDPE的消費情況看，薄膜的消費比例一直保持在77%左右，第二大品種注塑制品的消費比例也一直在9%上下徘徊。預(yù)計未來23年內(nèi)，雖然各項品種的絕對消費量將繼續(xù)增長，但其消費比例會基本維持目前態(tài)勢；由于包裝膜的需求相對增長較快，農(nóng)膜的消費比例將會降至20%左右。由于LLDPE的性能不斷改善，其應(yīng)用領(lǐng)域也不斷擴大，未來市場對LLDPE的需求增速將大大高于LDPE和HDPE。 編輯本段近期發(fā)展在1984年末，當時的聯(lián)碳公司引入了己烯共聚LLDPE的生產(chǎn)，緊隨其后的是Exxon、Mobil等公司。Dow Chemical(陶氏化學公司)在其低壓溶液工藝中幾乎全部采用辛烯作為共聚單體，加拿大NOVA(諾瓦化工)也在其中壓溶液工藝中大部分采用辛烯。辛烯共聚LLDPE樹脂具有略好的強度、抗撕裂性能和加工性能，而己烯共聚和辛烯共聚樹脂的性能差別不大。目前己烯LLDPE樹脂的生產(chǎn)商主要有ExxonMobil Chemical(?？松梨诨す?