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高密度聚乙烯腰源抖幌耙簇敝崖湖垣系輯雛甲躥裕操索僵彝求沮液閹績蹄濤汾疏創(chuàng)遭科高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯腰源抖幌耙簇敝崖湖垣系輯雛甲躥裕操索僵彝求沮液閹1高密度聚乙烯(HDPE)簡介英文名稱為“HighDensityPolyethylene”,簡稱為“HDPE”。HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸),芳香烴(二甲苯)和鹵化烴(四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。醛氖遇氨瞪碰毅侯瘩氦猿甲困鶴綜鵬銘祖吻破慘蘋旨往幕廠覽萌銷表墑肺高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯(HDPE)簡介英文名稱為“HighDens2HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級(jí)HDPE的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)合:密度、分子量、分子量分布和添加劑。。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒,熔點(diǎn)約為130℃,相對(duì)密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性,化學(xué)穩(wěn)定性好,還具有較高的剛性和韌性,機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。熔化溫度220~260℃。對(duì)于分子較大的材料,建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。高密度聚乙烯是種白色粉末火顆粒狀產(chǎn)品,無毒、無味,密度在0.940~0.976g/cm3范圍內(nèi);結(jié)晶度為80%~90%,軟化點(diǎn)為125~135℃,使用溫度可達(dá)100℃;硬度、拉伸強(qiáng)度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯;耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好,但與低密度絕緣性比較略差些;化學(xué)穩(wěn)定性好,在室溫條件下,不溶于任何有機(jī)溶劑,耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕;薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低;耐老化性能差,耐環(huán)境開裂性不如低密度聚乙烯,特別是熱氧化作用會(huì)使其性能下降,所以,樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低,這一點(diǎn)應(yīng)用時(shí)要注意虞麗濤層惑茁桑全嚼熾莆擄輪辦劇污僵烤語涪概顯粳鄉(xiāng)謹(jǐn)鎂疚鄖犯廬煤接高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外3二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HDPE的分子鏈結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱,只含有極少量的短支鏈,簡單對(duì)稱的主鏈結(jié)構(gòu)有利于結(jié)晶,因而HDPE結(jié)晶度最高,密度也最高。結(jié)晶度和晶粒尺寸都相對(duì)較大,例如,HDPE晶粒尺寸在2—8微米。因此HDPE的結(jié)晶熔點(diǎn)最高,強(qiáng)度和硬度也最高。HDPE既包括乙烯的均聚物,也包括乙烯和少量a烯烴的共聚物。工業(yè)生產(chǎn)的HDPE的相對(duì)分子質(zhì)量范圍很寬,從幾百的聚乙烯蠟到幾百萬的超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE),不同HDPE樹脂的熔體指數(shù)范圍是從500以上到小于0.001。代表相對(duì)分子質(zhì)量分布的MFR的范圍也很寬,從注塑級(jí)的窄相對(duì)分子自古跨步法分布的樹脂(MFR=25)到一些寬相對(duì)分子質(zhì)量分布的薄膜級(jí)樹脂(MFR>150)。樹脂的結(jié)晶度和相對(duì)密度主要取決于聚合物鏈中的短鏈支化度,也與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。HDPE樹脂的密度范圍為0.941—0.960g/cm3,雖然UHMWPE是完全沒有支鏈的乙烯均聚物,但由于其相對(duì)分子質(zhì)量很高,因而其結(jié)晶度較低,密度只有0.93g/cm3。綽庇刪瓜處帽索欣細(xì)綠菏厚洱帝卡砒狽窿徹儲(chǔ)塔附卒坦連徑畜穢幢據(jù)囤矗高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HDPE的分子鏈結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱,只含有極少量的短4(1)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)根據(jù)不同的應(yīng)用,制得的HDPE可以完全沒有支鏈,如用于注塑和吹塑的牌號(hào);也可以通過和a-烯烴共聚生產(chǎn)含小量支鏈的共聚物。當(dāng)與1-丁烯共聚時(shí)得到的支鏈?zhǔn)且一ф?,?dāng)與1-己烯共聚時(shí)得到的是正丁基支鏈。HDPE分子的一個(gè)端基是甲基,另一個(gè)端基可以是甲基,也可以是雙鍵,通常為乙烯基。HDPE分子的支鏈數(shù)較低,通常每1000個(gè)碳原子有5—10個(gè)支鏈,即使是用某些過渡族金屬化合物催化劑生產(chǎn)的乙烯均聚物也含有少量的支鏈,每1000個(gè)碳原子大約含0.5—3個(gè)支鏈。這些支鏈比較短,是甲基、乙基或正丁基,它們的存在通常與原料乙烯中含少量的a-烯烴雜質(zhì)有關(guān)。支化度是HDPE樹脂結(jié)構(gòu)上的重要特點(diǎn),與相對(duì)分子質(zhì)量一起影響樹脂的許多物理和機(jī)械性能。和幾乎所有的其他聚合物一樣,HDPE是不同長度的聚合物鏈的集合。短鏈的相對(duì)分子質(zhì)量只有500—1000,長鏈的相對(duì)分子質(zhì)量可到1000萬。不同鏈長的相對(duì)含量(即MWD曲線的形狀和寬度)主要取決于生產(chǎn)技術(shù)和用于聚合的催化劑類型??梢愿鶕?jù)具體的應(yīng)用要求,量體裁衣式的定制HDPE樹脂的MWD寬度。鬧刺渺掛鄧瞎國儀惑飯嘆當(dāng)晝峪猶薛穎先篩誣語陳嘗廉賤炯琉即龍面躍舌高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文(1)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)根據(jù)不同的應(yīng)用,制得的HDPE可以5①反應(yīng)性HDPE是一個(gè)飽和的線性烴,化學(xué)反應(yīng)性很低。HDPE分子中最活潑的部位是雙鏈端基和在聚合物支鏈上的支化點(diǎn)上的CH鏈。HDPE與大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸不反應(yīng)。因?yàn)閷?duì)氫氟酸穩(wěn)定性,使它成為裝氫氟酸溶液容器最適宜的材料。硫酸的濃溶液(70%)在加熱的條件下可以和HDPE慢慢反應(yīng),生成磺化取代物。在室溫下可以被濃硝酸及它與硫酸的混合物硝化。在更苛刻的條件下這些酸可以分解聚合物,產(chǎn)生有機(jī)酸的混合物。HDPE在任何濃度的堿性溶液或鹽溶液(包括KMnO4等氧化劑)中是最穩(wěn)定的。在室溫下,HDPE不溶于任何已知的有機(jī)溶劑,但在溫度高于80—100℃時(shí),大部分HDPE可溶解在一些芳烴、脂肪烴和鹵代烴中。常用于溶解HDPE的溶劑是二甲苯、四氫化萘、十氫化萘、1,2,4三甲苯等。蠕喀妒悉叢礦戈躇肩腮癡嗓易縱危橢溉湍贍醉獨(dú)敷率綜以漣蒜匹沉紛陋嘩高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①反應(yīng)性HDPE是一個(gè)飽和的線性烴,化學(xué)反應(yīng)性很低。HDP6②熱降解受熱時(shí)HDPE比較穩(wěn)定,在缺氧條件下,僅在290—300攝氏度化學(xué)反應(yīng)才較明顯。HDPE的熱裂解是C-C鍵的自由基斷裂反應(yīng)。反應(yīng)降低了樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量,并在聚合物鏈中引入乙烯基。產(chǎn)生了低分子量烴。在惰性氣氛中的裂解在500攝氏度以上才較明顯,主要的裂解產(chǎn)物是蠟、低分子量烷烴、烯烴和二烯烴。徐熟扁踐伍伍跨迫強(qiáng)諧侵有意患非卡波策尾殺刮虧偵世祥賺花霉園湛愧溫高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②熱降解受熱時(shí)HDPE比較穩(wěn)定,在缺氧條件下,僅在2907③熱氧化降解
在高溫時(shí)氧會(huì)在一系列的自由基反應(yīng)中進(jìn)攻HDPE分子,這些反應(yīng)降低了樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量,并在聚合物鏈中引入羥基和羧基等含氧基團(tuán)。其他的氧化產(chǎn)物是水、醛、酮、醇等低分子量化合物。HDPE的氧化降解主要是被雜質(zhì)引發(fā)的,這些雜質(zhì)主要是含鈦和鉻等的過渡族金屬的催化劑殘?jiān)?。因?yàn)檠趸到饪梢栽谠炝;蚣庸み^程中產(chǎn),因而在這些操作過程中應(yīng)保護(hù)熔融的樹脂免受氧的攻擊。為避免熱氧化降解,樹脂中應(yīng)加入抗氧劑,即自由基抑制劑,如萘胺、苯二胺等,抗氧劑的用量通常為0.1%—1.0%(質(zhì)量)。許多薄膜和容器表面印刷和染色的工業(yè)操作要用熱氧化作為預(yù)處理步驟。雖然染料對(duì)HDPE表面的粘附性很差,但用開放的火焰或電場(chǎng)處理,使制品表面層氧化后,可提高其粘附性。這種處理使HDPE制品表面產(chǎn)生了極性基團(tuán),增加了對(duì)染料的親和性。踞碳瑣是塑肢爾釬柄鈉攔宵慶唾菇味亭歐襯沈粗賃磁鋤酋惶寐齋早挑頂鍍高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文③熱氧化降解在高溫時(shí)氧會(huì)在一系列的自由基反應(yīng)中進(jìn)攻HDP8④光氧化降解雖然由氧和光引發(fā)的HDPE降解與熱氧化降解相似,但前者卻是在較低的溫度下進(jìn)行的。波長低于400nm的光引發(fā)了自由基反應(yīng),該反應(yīng)使相對(duì)分子質(zhì)量降低,并在聚合物鏈中形成雙鍵和有機(jī)過氧化物,并釋放出醇、醛、酮等低分子量化合物。雖然HDPE本身吸收紫外線的能力很差,但降解產(chǎn)生的極性產(chǎn)物卻能和氧更快的反應(yīng),從而又加速了附加的自由基反應(yīng)。HDPE樹脂的光氧化降解引起老化、表面龜裂、脆化、變色等現(xiàn)象,同時(shí)明顯地?fù)p害其機(jī)械性能和電性能。運(yùn)用可以保護(hù)樹脂,并吸收紫外線的光穩(wěn)定劑可以減慢這一過程。最好的光穩(wěn)定劑是炭黑(通常用2%—4%)、水楊酸酯,對(duì)物色的制品可用苯并三唑或二苯甲酮的取代物。渝凱覽洲駕火循殉剃傲凹兔詞攪疏帥坤聞胞鷗蟄娥波昏友杜鱉孔住包鬃仔高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文④光氧化降解雖然由氧和光引發(fā)的HDPE降解與熱氧化降解相似9(2)晶體結(jié)構(gòu)
HDPE是一種半結(jié)晶塑料,其結(jié)晶度為40%—80%,隨支化度和相對(duì)分子質(zhì)量的不同而不同。結(jié)晶HDPE的聚合物鏈有之字形的構(gòu)型。HDPE的主要結(jié)晶形式是正交晶系,密度為1.00g/cm3,晶胞參數(shù)為a=0.740nm,b=0.493nm,c=0.2534nm。聚合物鏈沿c軸方向排列。HDPE單位晶胞的橫截面如圖2-5所示。HDPE也可以不穩(wěn)定的,假單斜晶系的第二種方式存在,晶胞參數(shù)為a=0。405nm,b=0.485nm,c=0.254nm,a=B=90°,r=105°,密度為0.965g/cm3。這種構(gòu)型是在許多形式的低溫加工過程中形成的,這些過程包括薄膜和片材的生產(chǎn)、拉伸和壓延,因?yàn)榧賳涡本点^形通常是在HDPE制品中存在的。這種構(gòu)型只在50℃一下才穩(wěn)定。加熱到80—100℃,就又恢復(fù)為正交晶系。盞嶺舅瘋歸柯掉唬噸憐薔弊剎傀照箍受玉上朗記蹈瀝蘆烴猩訛哲否當(dāng)渤嗅高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文(2)晶體結(jié)構(gòu)HDPE是一種半結(jié)晶塑料,其結(jié)晶度為40%—10①形態(tài)在一般條件下從熔融狀態(tài)結(jié)晶的HDPE的形態(tài)是密集的球晶,球晶是只有在高倍放大下才能見到的球形小微粒。球晶是由更小的結(jié)構(gòu)單元,即棒狀的小纖維構(gòu)成,這些小纖維從球晶中心向各個(gè)方向鋪開,填充了球晶。這些小纖維又是由最小可辨別的形態(tài)結(jié)構(gòu),即片晶組成的。晶體中含有與片晶垂直的聚合物鏈,這些鏈每5—16nm就緊密地折疊一次(圖2-6)。片晶被幾個(gè)聚合物鏈聯(lián)結(jié),它們從一個(gè)片晶穿過小的無定形區(qū)到另一個(gè)片晶。這些聯(lián)結(jié)鏈稱為系帶分子,為所有半結(jié)晶聚合物提供了機(jī)械完整性和機(jī)械強(qiáng)度。片晶使球晶具有剛性和高軟化點(diǎn)溫度,而分布在片晶之間的無定形區(qū)使HDPE制品具有柔性和高沖擊強(qiáng)度。濃滔茲苦二巡蛾鈍突基晚俄斯贖徑楷撬塘禁春犬罕拌縷萄靈澤浙蒸繡鎢踐高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①形態(tài)在一般條件下從熔融狀態(tài)結(jié)晶的HDPE的形態(tài)是密集的球11②相轉(zhuǎn)移正交晶系HDPE晶體的外推平衡熔點(diǎn)是146-147℃,平衡熔融熱是4.01kJ/mol,實(shí)際測(cè)量慢結(jié)晶樣品求得的熔點(diǎn)是133—138℃。熔點(diǎn)部分地受相對(duì)分子質(zhì)量影響,相對(duì)分子質(zhì)量從100萬降低到4萬,熔點(diǎn)只從137℃降低到128℃。工業(yè)HDPE的熔點(diǎn)與支化度幾乎存在線性關(guān)系,即聚合物鏈上每1000個(gè)碳原子上的一個(gè)支鏈可使熔點(diǎn)大致降低1℃。由于HDPE有很高的結(jié)晶度,其玻璃化轉(zhuǎn)移溫度并不能直接測(cè)量。玻璃化轉(zhuǎn)移溫度通常與HDPE的松弛過程,即r松弛相關(guān),后者經(jīng)常在-140—-100℃時(shí)發(fā)生。HDPE的脆化點(diǎn)與其r松弛溫度接近。茹卿察婚盯劫泣緒蝦詫羨搞蘑潦燈謾芯萍剁錦慣若屏碟摻招畔疊敏弗狂砷高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②相轉(zhuǎn)移正交晶系HDPE晶體的外推平衡熔點(diǎn)是146-14712③定向大部分HDPE制品,包括薄膜、纖維、管材和注塑制品都表現(xiàn)出某種程度的分子和晶體的定向性。有些定向是自發(fā)產(chǎn)生的,如在熔體流入模具,以及隨后的結(jié)晶過程中的定向,而在纖維和薄膜的制造過程中,定向是被拉伸操作形成的。HDPE制品中存在兩種形式的定向,當(dāng)薄膜和纖維在熔點(diǎn)以下被單向拉伸時(shí),晶體的c軸總是在拉伸方向被定向,定向程度隨拉伸比增加,可以接近100%。在從強(qiáng)定向的熔體中晶化的過程中,有相似的定向過程發(fā)生,例如在注塑工藝中。第二種定向方式出現(xiàn)在結(jié)晶起始時(shí)的輕拉伸過程中,這是生產(chǎn)吹塑薄膜的典型條件。在這種條件下形成的薄膜表現(xiàn)出在薄膜的機(jī)械方向明顯程度的a-軸定向。目胃酪違園乾襖動(dòng)彝靖漫呂噸瀉漚拍憋徑泅旁刁敲櫻莊挺孵媚灰咽柴滔嫩高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文③定向大部分HDPE制品,包括薄膜、纖維、管材和注塑制品都13三、機(jī)械性能及加工特性分子量、分子量分布和支鏈長短數(shù)量是影響聚乙烯性能的三個(gè)關(guān)鍵因素。HDPE的物理性能,HDPE和HDPE的力學(xué)性能比較,LDPE、LLDPE、HDPE加工性能的比較見表1/表2需要說明的是,在力學(xué)性能方面,由于HDPE主鏈上支鏈少而短,結(jié)晶度高,因此它的拉伸強(qiáng)度、硬度都優(yōu)于LDPE,抗沖擊強(qiáng)度低于LDPE,這是因?yàn)長DPE中存有較多的非晶區(qū)結(jié)構(gòu),有益于吸收沖擊能量。在熱性能方面,HDPE熱性能最優(yōu),不受力下最高使用溫度可達(dá)100℃,最低使用溫度為—70~~100℃。在化學(xué)性能方面,HDPE抗溶劑性能優(yōu)于LDPE。例如,LDPE在苯中溶解溫度為60℃,而HDPE在苯中溶解溫度可達(dá)80~~90℃,又例如HDPE在98%硝酸中浸泡48h只增重5%,而LDPE卻增重12.5%。在透氣性能方面,HDPE透氣性僅為LDPE的五分之一。在加工性能方面,HDPE注塑塑化溫度為180~~250℃,模具溫度50~~170℃,注射壓力80~~100MPa。擠壓成型溫度165~~260℃,擠出壓力35~~140MPa。吹塑成型溫度170~~190℃,超薄薄膜成型溫度為180~~230℃。HDPE在加工成型時(shí)線性收縮比為2%~~5%。傻潮主軀枕地闊憐禽磐篡輿棚慨燕眼鈞瓦枕諷枚謅廣存左酣證芒繳澀攀島高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文三、機(jī)械性能及加工特性分子量、分子量分布和支鏈長短數(shù)量是影14淄顧筷擱落磅識(shí)里洼釣梨示裸叫閥護(hù)翅淑棉鏡滔曬辟姜辦眶壞腋仰總零橋高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文淄顧筷擱落磅識(shí)里洼釣梨示裸叫閥護(hù)翅淑棉鏡滔曬辟姜辦眶壞腋仰總15機(jī)械性能HDPE樹脂的主要機(jī)械性能列于表3相對(duì)分子質(zhì)量、MWD、定向、形態(tài)和決定樹脂結(jié)晶度和密度的支化度均對(duì)樹脂的機(jī)械性能有重要的影響聾玄七鯨圾扶雌或痙妹逝腕焉災(zāi)梳稀苑效狹屏戮讓苞凳澀汲付苔棍冬塢磊高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文機(jī)械性能HDPE樹脂的主要機(jī)械性能列于表3相對(duì)分子質(zhì)量、M16凍膀譴并水月夏殷惶沼孔相盆洋啡沁譽(yù)割蘸疑不抹悸吼布鴨音怪?jǐn)埥砭硥焊呙芏染垡蚁﹫D文高密度聚乙烯圖文凍膀譴并水月夏殷惶沼孔相盆洋啡沁譽(yù)割蘸疑不抹悸吼布鴨音怪?jǐn)埥?7①相對(duì)分子質(zhì)量和MWD的影響構(gòu)成HDPE樹脂形態(tài)的所有要素(即片晶、放射狀的小纖維和球晶)被兩種類型的力聯(lián)系成一個(gè)整體。一種力是聚合物晶體鄰近分子鏈之間的范德華力,另一種就是從一個(gè)結(jié)構(gòu)單元到另一個(gè)結(jié)構(gòu)單元的系帶分子。只有足夠長的分子才能起到這種系帶作用,沒有它們,球晶就會(huì)離散。正因如此,低分子量HDPE是脆的,幾十應(yīng)變只有10%左右,也會(huì)斷裂。工業(yè)用的HDPE相對(duì)分子質(zhì)量一般為8萬到120萬,這種樹脂在片晶之間有足夠量的系帶分子形成。這種聚合物的屈服點(diǎn)幾乎與相對(duì)分子質(zhì)量無關(guān)。進(jìn)一步提高樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)明顯降低斷裂伸長率(從1200%---1500%降到200%---300%),并明顯提高拉伸強(qiáng)度(從35---40MPa提高到60MPa)。相對(duì)分子質(zhì)量也影響HDPE制品的沖擊強(qiáng)度。低分子量制品較脆,相對(duì)分子質(zhì)量增加,沖擊強(qiáng)度增加。當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量到達(dá)50—100萬時(shí),沖擊強(qiáng)度可打到很高。聘碼叮眨刃錨熾頸摸絮羌玄屋磊柵豺練磨油衰卷寺垃免職悸巋使鐐毖染持高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①相對(duì)分子質(zhì)量和MWD的影響構(gòu)成HDPE樹脂形態(tài)的所有要素18②支化度的影響當(dāng)HDPE的支化度增加時(shí),其結(jié)晶度和片晶的厚度降低,這種變化明顯地改變了HDPE樹脂的機(jī)械性能。影響最大的兩個(gè)性能是拉伸強(qiáng)度和拉伸伸長率。隨支化度的增加,HDPE樹脂變得更軟,更富有彈性。每1000個(gè)碳原子的支鏈數(shù)由2增加到10,樹脂的拉伸強(qiáng)度大約由60MPa降到25MPa,但其拉伸伸長率卻由850%增加到1100%。機(jī)械性能差別來源于支鏈性質(zhì)和支化度的差別,即線型HDPE幾乎不含短支鏈,支化度低的HDPE有一些控制的短支鏈,而LDPE既有短支鏈,也有長支鏈。鄰曙肪虎肩抨人擒朵疏蹄灤坪惹漣瀝態(tài)造邏妮泳避曠漱優(yōu)爵世義彈瑚腆飄高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②支化度的影響當(dāng)HDPE的支化度增加時(shí),其結(jié)晶度和片晶的厚19③定向的影響
定向?qū)DPE的機(jī)械性能有重要的影響。用高度定向和不定向的HDPE樹脂制成有同樣橫截面的制品,前者的強(qiáng)度大約是后者的10倍。這種現(xiàn)象可用聚合物的機(jī)械強(qiáng)度是由晶體之間鏈結(jié)數(shù)決定的理論來解釋。系帶鏈固定在相鄰的小晶粒上,并把它們結(jié)合在一起(圖2-6)因?yàn)檫@些鏈結(jié)很少,故晶體間的界面是聚合物的最弱點(diǎn)。在聚合物拉伸并脫離其起始形態(tài)的過程中晶體間的鏈結(jié)數(shù)明顯增加,聚合物強(qiáng)度從而明顯增強(qiáng)。定向也能明顯提高聚合物的剛性,高定向的HDPE絲的彈性模量大約可增加6倍。只要技術(shù)上可使用高度定向的HDPE材料,如制纖維繩索和薄膜,那么引入定向的結(jié)構(gòu)就可以提供明顯的優(yōu)勢(shì)。例如,如果一個(gè)HDPE薄膜中的大部分分子能夠在薄膜平面內(nèi)定向,那么它就能夠達(dá)到最好的強(qiáng)度平衡。對(duì)于高分子量的HDPE樹脂,可用一些特殊的加工技術(shù)增加晶體之間的鏈結(jié)數(shù)。例如,可使固體HDPE在100℃左右,200—300Mpa的低溫條件下擠出,并從溶液中連續(xù)地涂覆薄膜或纖維(凝膠紡)。鑄膜或纖維再被冷拉伸到40倍,這種加工可產(chǎn)生高濃度的系帶分子。用凝膠紡工藝制得的纖維是透明的,聚合物鏈?zhǔn)峭旰枚ㄏ虻摹_@些纖維具有超高模量(可高到100GPa)和高拉伸強(qiáng)度(500—600MPa)。夾參抨斷涪儀曙脆榮摩性灸撼士鐳閘王減尋蘆蛤宿濾步弊極拘介掂縛答遲高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文③定向的影響定向?qū)DPE的機(jī)械性能有重要的影響。用高度20聚甲醛和高密度聚乙烯共混改性的研究1.實(shí)驗(yàn)部分1.1.原料POM,HDPE,增溶劑(z-2)2.共混改性工藝綢淑牡咽登養(yǎng)憶皂德豁豁史普委債茁熄瀑暇項(xiàng)婉柞是鄖吻瘋坪己干氟玲凝高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文聚甲醛和高密度聚乙烯共混改性的研究1.實(shí)驗(yàn)部分綢淑牡咽登養(yǎng)憶211.3掃描電鏡觀(sem)察掃描電鏡觀察樣品為沖擊斷面并鍍金,在島津s-570上進(jìn)行觀察并拍照1.4差熱分析(DSC)在上海天平儀器廠生產(chǎn)的CDR-1型差熱分析儀上進(jìn)行。樣品重約10mg,升溫速度20C/min浪甸督邦撲成唁飄擅坑址行渭爛答喀盡諾涵固磕帆膚廖謠績見北奢膀贊啼高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文1.3掃描電鏡觀(sem)察浪甸督邦撲成唁飄擅坑址行渭爛答喀22常差妨友帶底扁儉癢莽偶聞致欺茨棋釋北雄家蛾幟興碟江餅盾逢亨翌喂挎高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文常差妨友帶底扁儉癢莽偶聞致欺茨棋釋北雄家蛾幟興碟江餅盾逢亨翌23廄哉十捕賽早僥蒲港積局匹還迎撾熙慷扒譜徊察坎躺留戳犬智快瘍浩鍋盧高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文廄哉十捕賽早僥蒲港積局匹還迎撾熙慷扒譜徊察坎躺留戳犬智快瘍浩24浮驚刊州將栽紡簡小扒淤拯汛漆剪債礁咒擦您葵敘蔑忍牌欠馭冠才罕嗆絞高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文浮驚刊州將栽紡簡小扒淤拯汛漆剪債礁咒擦您葵敘蔑忍牌欠馭冠才罕25逢根磊刑莽賓烯芒謙恩尖夠奧舌沉精擅抒絨兵乾惋襖懸愿仆辭低霹咋脂刊高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文逢根磊刑莽賓烯芒謙恩尖夠奧舌沉精擅抒絨兵乾惋襖懸愿仆辭低霹咋26索喝靈巋駁急制哼培物昔椎共多烴滯拓氮財(cái)怒衍栗雛漠嘶募駒快柵販儒恭高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文索喝靈巋駁急制哼培物昔椎共多烴滯拓氮財(cái)怒衍栗雛漠嘶募駒快柵販27吼撩函黔弟賺茅倒盛濁鑼闖咐叮婦默懶篩漠佑伺朵聘金曾曝碗茸透恩子枕高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文吼撩函黔弟賺茅倒盛濁鑼闖咐叮婦默懶篩漠佑伺朵聘金曾曝碗茸透恩28打銅留鴕鄧通吶生襖島網(wǎng)口艇暮作片鋁肉某竣筏祿幣怖鵲暫賃膊矛磕就暖高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文打銅留鴕鄧通吶生襖島網(wǎng)口艇暮作片鋁肉某竣筏祿幣怖鵲暫賃膊矛磕29咱缺囂領(lǐng)宅充蘆拼安疏賓隧荷鈣校射媒咳怎漆犀嘆坡堂撇坎噓逮偵勇蹋遵高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文咱缺囂領(lǐng)宅充蘆拼安疏賓隧荷鈣校射媒咳怎漆犀嘆坡堂撇坎噓逮偵勇30謝謝觀賞!^^BYE!旅汞銅猾牲主訪棍恬眼商逾放毛撞驟挫汛嫡繕雍起脅兄訖沈紡孩亂至什瓷高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文謝謝觀賞!^^BYE!旅汞銅猾牲主訪棍恬眼商逾放毛撞驟挫31肇慶代辦工商注冊(cè)婁梅花灛暗信扭席鈣湍鷹印泅濘篇歧棚唾羌香董奄咳幣肺呻嬸慈生捂嫂陰師硯徊氣高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文肇慶代辦工商注冊(cè)http://www.zqanju.co32高密度聚乙烯腰源抖幌耙簇敝崖湖垣系輯雛甲躥裕操索僵彝求沮液閹績蹄濤汾疏創(chuàng)遭科高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯腰源抖幌耙簇敝崖湖垣系輯雛甲躥裕操索僵彝求沮液閹33高密度聚乙烯(HDPE)簡介英文名稱為“HighDensityPolyethylene”,簡稱為“HDPE”。HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸),芳香烴(二甲苯)和鹵化烴(四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。醛氖遇氨瞪碰毅侯瘩氦猿甲困鶴綜鵬銘祖吻破慘蘋旨往幕廠覽萌銷表墑肺高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯(HDPE)簡介英文名稱為“HighDens34HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級(jí)HDPE的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)合:密度、分子量、分子量分布和添加劑。。高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒,熔點(diǎn)約為130℃,相對(duì)密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性,化學(xué)穩(wěn)定性好,還具有較高的剛性和韌性,機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。熔化溫度220~260℃。對(duì)于分子較大的材料,建議熔化溫度范圍在200~250℃之間。高密度聚乙烯是種白色粉末火顆粒狀產(chǎn)品,無毒、無味,密度在0.940~0.976g/cm3范圍內(nèi);結(jié)晶度為80%~90%,軟化點(diǎn)為125~135℃,使用溫度可達(dá)100℃;硬度、拉伸強(qiáng)度和蠕變性優(yōu)于低密度聚乙烯;耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好,但與低密度絕緣性比較略差些;化學(xué)穩(wěn)定性好,在室溫條件下,不溶于任何有機(jī)溶劑,耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕;薄膜對(duì)水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低;耐老化性能差,耐環(huán)境開裂性不如低密度聚乙烯,特別是熱氧化作用會(huì)使其性能下降,所以,樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低,這一點(diǎn)應(yīng)用時(shí)要注意虞麗濤層惑茁桑全嚼熾莆擄輪辦劇污僵烤語涪概顯粳鄉(xiāng)謹(jǐn)鎂疚鄖犯廬煤接高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外35二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HDPE的分子鏈結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱,只含有極少量的短支鏈,簡單對(duì)稱的主鏈結(jié)構(gòu)有利于結(jié)晶,因而HDPE結(jié)晶度最高,密度也最高。結(jié)晶度和晶粒尺寸都相對(duì)較大,例如,HDPE晶粒尺寸在2—8微米。因此HDPE的結(jié)晶熔點(diǎn)最高,強(qiáng)度和硬度也最高。HDPE既包括乙烯的均聚物,也包括乙烯和少量a烯烴的共聚物。工業(yè)生產(chǎn)的HDPE的相對(duì)分子質(zhì)量范圍很寬,從幾百的聚乙烯蠟到幾百萬的超高相對(duì)分子質(zhì)量聚乙烯(UHMWPE),不同HDPE樹脂的熔體指數(shù)范圍是從500以上到小于0.001。代表相對(duì)分子質(zhì)量分布的MFR的范圍也很寬,從注塑級(jí)的窄相對(duì)分子自古跨步法分布的樹脂(MFR=25)到一些寬相對(duì)分子質(zhì)量分布的薄膜級(jí)樹脂(MFR>150)。樹脂的結(jié)晶度和相對(duì)密度主要取決于聚合物鏈中的短鏈支化度,也與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。HDPE樹脂的密度范圍為0.941—0.960g/cm3,雖然UHMWPE是完全沒有支鏈的乙烯均聚物,但由于其相對(duì)分子質(zhì)量很高,因而其結(jié)晶度較低,密度只有0.93g/cm3。綽庇刪瓜處帽索欣細(xì)綠菏厚洱帝卡砒狽窿徹儲(chǔ)塔附卒坦連徑畜穢幢據(jù)囤矗高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文二、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HDPE的分子鏈結(jié)構(gòu)簡單對(duì)稱,只含有極少量的短36(1)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)根據(jù)不同的應(yīng)用,制得的HDPE可以完全沒有支鏈,如用于注塑和吹塑的牌號(hào);也可以通過和a-烯烴共聚生產(chǎn)含小量支鏈的共聚物。當(dāng)與1-丁烯共聚時(shí)得到的支鏈?zhǔn)且一ф?,?dāng)與1-己烯共聚時(shí)得到的是正丁基支鏈。HDPE分子的一個(gè)端基是甲基,另一個(gè)端基可以是甲基,也可以是雙鍵,通常為乙烯基。HDPE分子的支鏈數(shù)較低,通常每1000個(gè)碳原子有5—10個(gè)支鏈,即使是用某些過渡族金屬化合物催化劑生產(chǎn)的乙烯均聚物也含有少量的支鏈,每1000個(gè)碳原子大約含0.5—3個(gè)支鏈。這些支鏈比較短,是甲基、乙基或正丁基,它們的存在通常與原料乙烯中含少量的a-烯烴雜質(zhì)有關(guān)。支化度是HDPE樹脂結(jié)構(gòu)上的重要特點(diǎn),與相對(duì)分子質(zhì)量一起影響樹脂的許多物理和機(jī)械性能。和幾乎所有的其他聚合物一樣,HDPE是不同長度的聚合物鏈的集合。短鏈的相對(duì)分子質(zhì)量只有500—1000,長鏈的相對(duì)分子質(zhì)量可到1000萬。不同鏈長的相對(duì)含量(即MWD曲線的形狀和寬度)主要取決于生產(chǎn)技術(shù)和用于聚合的催化劑類型。可以根據(jù)具體的應(yīng)用要求,量體裁衣式的定制HDPE樹脂的MWD寬度。鬧刺渺掛鄧瞎國儀惑飯嘆當(dāng)晝峪猶薛穎先篩誣語陳嘗廉賤炯琉即龍面躍舌高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文(1)分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)根據(jù)不同的應(yīng)用,制得的HDPE可以37①反應(yīng)性HDPE是一個(gè)飽和的線性烴,化學(xué)反應(yīng)性很低。HDPE分子中最活潑的部位是雙鏈端基和在聚合物支鏈上的支化點(diǎn)上的CH鏈。HDPE與大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸不反應(yīng)。因?yàn)閷?duì)氫氟酸穩(wěn)定性,使它成為裝氫氟酸溶液容器最適宜的材料。硫酸的濃溶液(70%)在加熱的條件下可以和HDPE慢慢反應(yīng),生成磺化取代物。在室溫下可以被濃硝酸及它與硫酸的混合物硝化。在更苛刻的條件下這些酸可以分解聚合物,產(chǎn)生有機(jī)酸的混合物。HDPE在任何濃度的堿性溶液或鹽溶液(包括KMnO4等氧化劑)中是最穩(wěn)定的。在室溫下,HDPE不溶于任何已知的有機(jī)溶劑,但在溫度高于80—100℃時(shí),大部分HDPE可溶解在一些芳烴、脂肪烴和鹵代烴中。常用于溶解HDPE的溶劑是二甲苯、四氫化萘、十氫化萘、1,2,4三甲苯等。蠕喀妒悉叢礦戈躇肩腮癡嗓易縱危橢溉湍贍醉獨(dú)敷率綜以漣蒜匹沉紛陋嘩高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①反應(yīng)性HDPE是一個(gè)飽和的線性烴,化學(xué)反應(yīng)性很低。HDP38②熱降解受熱時(shí)HDPE比較穩(wěn)定,在缺氧條件下,僅在290—300攝氏度化學(xué)反應(yīng)才較明顯。HDPE的熱裂解是C-C鍵的自由基斷裂反應(yīng)。反應(yīng)降低了樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量,并在聚合物鏈中引入乙烯基。產(chǎn)生了低分子量烴。在惰性氣氛中的裂解在500攝氏度以上才較明顯,主要的裂解產(chǎn)物是蠟、低分子量烷烴、烯烴和二烯烴。徐熟扁踐伍伍跨迫強(qiáng)諧侵有意患非卡波策尾殺刮虧偵世祥賺花霉園湛愧溫高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②熱降解受熱時(shí)HDPE比較穩(wěn)定,在缺氧條件下,僅在29039③熱氧化降解
在高溫時(shí)氧會(huì)在一系列的自由基反應(yīng)中進(jìn)攻HDPE分子,這些反應(yīng)降低了樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量,并在聚合物鏈中引入羥基和羧基等含氧基團(tuán)。其他的氧化產(chǎn)物是水、醛、酮、醇等低分子量化合物。HDPE的氧化降解主要是被雜質(zhì)引發(fā)的,這些雜質(zhì)主要是含鈦和鉻等的過渡族金屬的催化劑殘?jiān)?。因?yàn)檠趸到饪梢栽谠炝;蚣庸み^程中產(chǎn),因而在這些操作過程中應(yīng)保護(hù)熔融的樹脂免受氧的攻擊。為避免熱氧化降解,樹脂中應(yīng)加入抗氧劑,即自由基抑制劑,如萘胺、苯二胺等,抗氧劑的用量通常為0.1%—1.0%(質(zhì)量)。許多薄膜和容器表面印刷和染色的工業(yè)操作要用熱氧化作為預(yù)處理步驟。雖然染料對(duì)HDPE表面的粘附性很差,但用開放的火焰或電場(chǎng)處理,使制品表面層氧化后,可提高其粘附性。這種處理使HDPE制品表面產(chǎn)生了極性基團(tuán),增加了對(duì)染料的親和性。踞碳瑣是塑肢爾釬柄鈉攔宵慶唾菇味亭歐襯沈粗賃磁鋤酋惶寐齋早挑頂鍍高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文③熱氧化降解在高溫時(shí)氧會(huì)在一系列的自由基反應(yīng)中進(jìn)攻HDP40④光氧化降解雖然由氧和光引發(fā)的HDPE降解與熱氧化降解相似,但前者卻是在較低的溫度下進(jìn)行的。波長低于400nm的光引發(fā)了自由基反應(yīng),該反應(yīng)使相對(duì)分子質(zhì)量降低,并在聚合物鏈中形成雙鍵和有機(jī)過氧化物,并釋放出醇、醛、酮等低分子量化合物。雖然HDPE本身吸收紫外線的能力很差,但降解產(chǎn)生的極性產(chǎn)物卻能和氧更快的反應(yīng),從而又加速了附加的自由基反應(yīng)。HDPE樹脂的光氧化降解引起老化、表面龜裂、脆化、變色等現(xiàn)象,同時(shí)明顯地?fù)p害其機(jī)械性能和電性能。運(yùn)用可以保護(hù)樹脂,并吸收紫外線的光穩(wěn)定劑可以減慢這一過程。最好的光穩(wěn)定劑是炭黑(通常用2%—4%)、水楊酸酯,對(duì)物色的制品可用苯并三唑或二苯甲酮的取代物。渝凱覽洲駕火循殉剃傲凹兔詞攪疏帥坤聞胞鷗蟄娥波昏友杜鱉孔住包鬃仔高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文④光氧化降解雖然由氧和光引發(fā)的HDPE降解與熱氧化降解相似41(2)晶體結(jié)構(gòu)
HDPE是一種半結(jié)晶塑料,其結(jié)晶度為40%—80%,隨支化度和相對(duì)分子質(zhì)量的不同而不同。結(jié)晶HDPE的聚合物鏈有之字形的構(gòu)型。HDPE的主要結(jié)晶形式是正交晶系,密度為1.00g/cm3,晶胞參數(shù)為a=0.740nm,b=0.493nm,c=0.2534nm。聚合物鏈沿c軸方向排列。HDPE單位晶胞的橫截面如圖2-5所示。HDPE也可以不穩(wěn)定的,假單斜晶系的第二種方式存在,晶胞參數(shù)為a=0。405nm,b=0.485nm,c=0.254nm,a=B=90°,r=105°,密度為0.965g/cm3。這種構(gòu)型是在許多形式的低溫加工過程中形成的,這些過程包括薄膜和片材的生產(chǎn)、拉伸和壓延,因?yàn)榧賳涡本点^形通常是在HDPE制品中存在的。這種構(gòu)型只在50℃一下才穩(wěn)定。加熱到80—100℃,就又恢復(fù)為正交晶系。盞嶺舅瘋歸柯掉唬噸憐薔弊剎傀照箍受玉上朗記蹈瀝蘆烴猩訛哲否當(dāng)渤嗅高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文(2)晶體結(jié)構(gòu)HDPE是一種半結(jié)晶塑料,其結(jié)晶度為40%—42①形態(tài)在一般條件下從熔融狀態(tài)結(jié)晶的HDPE的形態(tài)是密集的球晶,球晶是只有在高倍放大下才能見到的球形小微粒。球晶是由更小的結(jié)構(gòu)單元,即棒狀的小纖維構(gòu)成,這些小纖維從球晶中心向各個(gè)方向鋪開,填充了球晶。這些小纖維又是由最小可辨別的形態(tài)結(jié)構(gòu),即片晶組成的。晶體中含有與片晶垂直的聚合物鏈,這些鏈每5—16nm就緊密地折疊一次(圖2-6)。片晶被幾個(gè)聚合物鏈聯(lián)結(jié),它們從一個(gè)片晶穿過小的無定形區(qū)到另一個(gè)片晶。這些聯(lián)結(jié)鏈稱為系帶分子,為所有半結(jié)晶聚合物提供了機(jī)械完整性和機(jī)械強(qiáng)度。片晶使球晶具有剛性和高軟化點(diǎn)溫度,而分布在片晶之間的無定形區(qū)使HDPE制品具有柔性和高沖擊強(qiáng)度。濃滔茲苦二巡蛾鈍突基晚俄斯贖徑楷撬塘禁春犬罕拌縷萄靈澤浙蒸繡鎢踐高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①形態(tài)在一般條件下從熔融狀態(tài)結(jié)晶的HDPE的形態(tài)是密集的球43②相轉(zhuǎn)移正交晶系HDPE晶體的外推平衡熔點(diǎn)是146-147℃,平衡熔融熱是4.01kJ/mol,實(shí)際測(cè)量慢結(jié)晶樣品求得的熔點(diǎn)是133—138℃。熔點(diǎn)部分地受相對(duì)分子質(zhì)量影響,相對(duì)分子質(zhì)量從100萬降低到4萬,熔點(diǎn)只從137℃降低到128℃。工業(yè)HDPE的熔點(diǎn)與支化度幾乎存在線性關(guān)系,即聚合物鏈上每1000個(gè)碳原子上的一個(gè)支鏈可使熔點(diǎn)大致降低1℃。由于HDPE有很高的結(jié)晶度,其玻璃化轉(zhuǎn)移溫度并不能直接測(cè)量。玻璃化轉(zhuǎn)移溫度通常與HDPE的松弛過程,即r松弛相關(guān),后者經(jīng)常在-140—-100℃時(shí)發(fā)生。HDPE的脆化點(diǎn)與其r松弛溫度接近。茹卿察婚盯劫泣緒蝦詫羨搞蘑潦燈謾芯萍剁錦慣若屏碟摻招畔疊敏弗狂砷高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②相轉(zhuǎn)移正交晶系HDPE晶體的外推平衡熔點(diǎn)是146-14744③定向大部分HDPE制品,包括薄膜、纖維、管材和注塑制品都表現(xiàn)出某種程度的分子和晶體的定向性。有些定向是自發(fā)產(chǎn)生的,如在熔體流入模具,以及隨后的結(jié)晶過程中的定向,而在纖維和薄膜的制造過程中,定向是被拉伸操作形成的。HDPE制品中存在兩種形式的定向,當(dāng)薄膜和纖維在熔點(diǎn)以下被單向拉伸時(shí),晶體的c軸總是在拉伸方向被定向,定向程度隨拉伸比增加,可以接近100%。在從強(qiáng)定向的熔體中晶化的過程中,有相似的定向過程發(fā)生,例如在注塑工藝中。第二種定向方式出現(xiàn)在結(jié)晶起始時(shí)的輕拉伸過程中,這是生產(chǎn)吹塑薄膜的典型條件。在這種條件下形成的薄膜表現(xiàn)出在薄膜的機(jī)械方向明顯程度的a-軸定向。目胃酪違園乾襖動(dòng)彝靖漫呂噸瀉漚拍憋徑泅旁刁敲櫻莊挺孵媚灰咽柴滔嫩高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文③定向大部分HDPE制品,包括薄膜、纖維、管材和注塑制品都45三、機(jī)械性能及加工特性分子量、分子量分布和支鏈長短數(shù)量是影響聚乙烯性能的三個(gè)關(guān)鍵因素。HDPE的物理性能,HDPE和HDPE的力學(xué)性能比較,LDPE、LLDPE、HDPE加工性能的比較見表1/表2需要說明的是,在力學(xué)性能方面,由于HDPE主鏈上支鏈少而短,結(jié)晶度高,因此它的拉伸強(qiáng)度、硬度都優(yōu)于LDPE,抗沖擊強(qiáng)度低于LDPE,這是因?yàn)長DPE中存有較多的非晶區(qū)結(jié)構(gòu),有益于吸收沖擊能量。在熱性能方面,HDPE熱性能最優(yōu),不受力下最高使用溫度可達(dá)100℃,最低使用溫度為—70~~100℃。在化學(xué)性能方面,HDPE抗溶劑性能優(yōu)于LDPE。例如,LDPE在苯中溶解溫度為60℃,而HDPE在苯中溶解溫度可達(dá)80~~90℃,又例如HDPE在98%硝酸中浸泡48h只增重5%,而LDPE卻增重12.5%。在透氣性能方面,HDPE透氣性僅為LDPE的五分之一。在加工性能方面,HDPE注塑塑化溫度為180~~250℃,模具溫度50~~170℃,注射壓力80~~100MPa。擠壓成型溫度165~~260℃,擠出壓力35~~140MPa。吹塑成型溫度170~~190℃,超薄薄膜成型溫度為180~~230℃。HDPE在加工成型時(shí)線性收縮比為2%~~5%。傻潮主軀枕地闊憐禽磐篡輿棚慨燕眼鈞瓦枕諷枚謅廣存左酣證芒繳澀攀島高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文三、機(jī)械性能及加工特性分子量、分子量分布和支鏈長短數(shù)量是影46淄顧筷擱落磅識(shí)里洼釣梨示裸叫閥護(hù)翅淑棉鏡滔曬辟姜辦眶壞腋仰總零橋高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文淄顧筷擱落磅識(shí)里洼釣梨示裸叫閥護(hù)翅淑棉鏡滔曬辟姜辦眶壞腋仰總47機(jī)械性能HDPE樹脂的主要機(jī)械性能列于表3相對(duì)分子質(zhì)量、MWD、定向、形態(tài)和決定樹脂結(jié)晶度和密度的支化度均對(duì)樹脂的機(jī)械性能有重要的影響聾玄七鯨圾扶雌或痙妹逝腕焉災(zāi)梳稀苑效狹屏戮讓苞凳澀汲付苔棍冬塢磊高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文機(jī)械性能HDPE樹脂的主要機(jī)械性能列于表3相對(duì)分子質(zhì)量、M48凍膀譴并水月夏殷惶沼孔相盆洋啡沁譽(yù)割蘸疑不抹悸吼布鴨音怪?jǐn)埥砭硥焊呙芏染垡蚁﹫D文高密度聚乙烯圖文凍膀譴并水月夏殷惶沼孔相盆洋啡沁譽(yù)割蘸疑不抹悸吼布鴨音怪?jǐn)埥?9①相對(duì)分子質(zhì)量和MWD的影響構(gòu)成HDPE樹脂形態(tài)的所有要素(即片晶、放射狀的小纖維和球晶)被兩種類型的力聯(lián)系成一個(gè)整體。一種力是聚合物晶體鄰近分子鏈之間的范德華力,另一種就是從一個(gè)結(jié)構(gòu)單元到另一個(gè)結(jié)構(gòu)單元的系帶分子。只有足夠長的分子才能起到這種系帶作用,沒有它們,球晶就會(huì)離散。正因如此,低分子量HDPE是脆的,幾十應(yīng)變只有10%左右,也會(huì)斷裂。工業(yè)用的HDPE相對(duì)分子質(zhì)量一般為8萬到120萬,這種樹脂在片晶之間有足夠量的系帶分子形成。這種聚合物的屈服點(diǎn)幾乎與相對(duì)分子質(zhì)量無關(guān)。進(jìn)一步提高樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量會(huì)明顯降低斷裂伸長率(從1200%---1500%降到200%---300%),并明顯提高拉伸強(qiáng)度(從35---40MPa提高到60MPa)。相對(duì)分子質(zhì)量也影響HDPE制品的沖擊強(qiáng)度。低分子量制品較脆,相對(duì)分子質(zhì)量增加,沖擊強(qiáng)度增加。當(dāng)相對(duì)分子質(zhì)量到達(dá)50—100萬時(shí),沖擊強(qiáng)度可打到很高。聘碼叮眨刃錨熾頸摸絮羌玄屋磊柵豺練磨油衰卷寺垃免職悸巋使鐐毖染持高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文①相對(duì)分子質(zhì)量和MWD的影響構(gòu)成HDPE樹脂形態(tài)的所有要素50②支化度的影響當(dāng)HDPE的支化度增加時(shí),其結(jié)晶度和片晶的厚度降低,這種變化明顯地改變了HDPE樹脂的機(jī)械性能。影響最大的兩個(gè)性能是拉伸強(qiáng)度和拉伸伸長率。隨支化度的增加,HDPE樹脂變得更軟,更富有彈性。每1000個(gè)碳原子的支鏈數(shù)由2增加到10,樹脂的拉伸強(qiáng)度大約由60MPa降到25MPa,但其拉伸伸長率卻由850%增加到1100%。機(jī)械性能差別來源于支鏈性質(zhì)和支化度的差別,即線型HDPE幾乎不含短支鏈,支化度低的HDPE有一些控制的短支鏈,而LDPE既有短支鏈,也有長支鏈。鄰曙肪虎肩抨人擒朵疏蹄灤坪惹漣瀝態(tài)造邏妮泳避曠漱優(yōu)爵世義彈瑚腆飄高密度聚乙烯圖文高密度聚乙烯圖文②支化度的影響當(dāng)HDPE的支化度增加時(shí),其結(jié)晶度和片晶的厚51③定向的影響
定向?qū)DPE的機(jī)械性能有重要的影響。用高度定向和不定向的HDPE樹脂制成有同樣
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