聚乙烯结构与品种介绍,聚乙烯主要性能介绍,聚乙烯应用范围介绍
(一）聚乙烯结构与品种
聚乙烯（polyethylene，缩写为PE)是以乙烯单体聚合制得的 聚合物。工业上把乙烯均聚物、乙烯与烯烃（<8%)的共聚物 都归人聚乙烯。聚乙烯塑料是以聚乙烯为基材的塑料。
聚乙烯的品种较多，分类方法多样，按其 密度加以分类，可分为高密度聚乙烯（HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、线型低密度聚乙烯（LLDPE)、超高分子质量聚乙烯 (UHMWPE)、改性聚乙烯。这几种聚乙烯产量大、用途广。
(二）聚乙烯主要性能
1. 聚乙烯的结构特点
聚乙烯的分子是长链线型结构或支链结构，为典型的结晶聚合 物。在固体状态下，结晶部分与无定形部分共存。结晶度视加工条 件和原处理条件而不同。一般情况下，密度越高，结晶度就越大。 LDPE结晶度通常为55%?65%, HDPE结晶度为80%?90%。
2. 基本性能
聚乙烯为典型的热塑性塑料，是无臭、无味、无毒的可燃性白 色蜡状物，比水轻，燃烧时有石蜡的气味，软化后呈球状，火焰上 部呈黄色，中间呈蓝色，不能自熄。成型加工的PE树脂均是经挤 出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。其相对分子质量在1万? 100万范围内。相对分子质量超过100万的则为超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)。相对分子质量越高，其物理力学性能越好，越接近工程材料的要求。但相对分子质量越高，其加工的难度也随之增 大。聚乙烯熔点为一 135?105°C,其耐低温性能优良。在一60°C下 仍可保持良好的力学性能，但使用温度在80?110°C。
聚乙烯化学稳定性较好，室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓 度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、 氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。但不耐强氧化剂的腐蚀，如发烟硫 酸、浓硝酸、铬酸与硫酸的混合液。在室温下上述溶剂会对聚乙烯 产生缓慢的侵蚀作用，而在90?100°C下，浓硫酸和浓硝酸会快速 地侵蚀聚乙烯，使其破坏或分解。
聚乙烯在大气、阳光和氧的作用，会发生老化，变色、龟裂、 变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下.也会因氧化作 用，使其熔体黏度下降，发生变色、出现条纹，故而在成型加工和 使用过程或选材时应予以注意。对PE的改性方法是加入抗氧剂、 紫外线吸收剂或炭黑等，可明显提高其耐老化性能。
由于聚乙烯属于非极性材料，所以其电绝缘性能优异，其介电 常数与介电损耗基本上与温度和频率无关，高频性能亦佳，是制造 电线、电缆绝缘料的优选原材料。
聚乙烯及其制品受应力或制品内残余应力作用时，在与醇、 醛、酮、酯表面活性剂等极性溶剂或蒸汽接触会产生龟裂，这称为 应力开裂，相对分子质量越低开裂越严重。选材加工时应掺混聚异 丁烯一类的聚合物可减少或消除应力开裂。
3.成型加工性能
聚乙烯的成型加工方法很多，注塑、挤出、吹塑等一般热塑性 塑料成型方法均可采用，还可以用来进行喷涂、焊接、机加工等。
注塑聚乙烯树脂由于密度不同，各有其适当的熔体流动速率范 围，通常选用树脂熔体流动速率为10?20g/10mm。熔体流动速率 高的树脂，相对分子质量小，黏度低，加工温度也低，但成品的力 学性能较差；熔体流动速率低的树脂，相对分子质量大，黏度高， 成品的力学性能也好，但加工温度高。相对分子质量分布宽的树脂（可以用加人低分子量聚乙烯的方法达到），成型时的流 动性好，但是制品的力学性能和耐热性降低。聚乙烯树脂密度不 同，其制品性能和结晶速度也不同，所以成型条件有所不同，聚乙烯密度与其性能的关系。在注射过程中聚乙烯分子 有取向现象，经冷却定型所得的制品在一定程度上仍保留取向现 象，使制品沿注射方向的收缩率增大，薄壁制品表现尤为突出。由 于取向现象还会使注射制品的浇口周围部位的脆性增加，提高注射 温度或改用熔体流动速率较高的聚乙烯，可避免这种不良现象，但 用熔体流动速率高的树脂所得的制品冲击韧性较低。
聚乙烯是非极性结构，因此吸湿性很小，但由于它是非导 体，所得的颗粒在贮存运输过程中，特别是在干燥的大气中， 易产生静电，吸附空气中的水分，因而造成水分含量过大。如 果含水量超过0. 05%而不经干燥直接用来成型，则制品内部可 能产生气泡。因此，在成型前应进行干燥处理，通常是在80°C 烘2?3h。
聚乙烯注塑时，可采用一般的注塑机进行注塑，注射温度提 高，制品的拉伸强度和伸长率会下降。注射工艺大体为：柱塞式注 塑机，料筒温度后段140?160°C，前段170?200°C，压力60? lOOMPa，注射时间15?60s，高压时间0?3s，冷却时间15?60s, 总周期40?130s,收缩率1.5%?4%。
(三）聚乙烯应用范围
聚乙烯适用于制造薄膜、管材、电线电缆料、单丝、日常 用品、中空制品、泡沫塑料、涂料和胶黏剂等。但未改性PE 不能作工程材料。工程结构材料所要求的材料刚性通常在 800?lOOOMPa，强度在lOOMPa以上，耐热性在130?150°C。 由此可见，若将聚乙烯用作结构材料，就必须对其进行改性，提高其强度、刚性和耐热性，使这三项性能至少达到通用工程 塑料的水平，特别是增强塑料的性能水平，方可用作工程结构 材料。
实现PE工程化的方法只有改性技术。目前发达国家市售PE 树脂80%以上为改性PE树脂，采用改性技术在发展高性能低成本 工程材料中具有十分重要的地位与作用。
