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英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯

时间:2020-04-28 16:24

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聚乙烯是什么材料?多数人可能听说过,但不是太了解。聚乙烯 ,简称PE,是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。由于其优良的性质,在工业生产和生活中都有比较广泛的应用。本文小编就带您详细了解一下,聚乙烯是什么材料以及聚乙烯行业的发展前景。

1、聚乙烯是什么材料?

聚乙烯是以乙烯单体聚合而成的聚合物。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决件分子链的规整程度与其所经历的热历史。聚乙烯是1922年由英国ICI合成,1939年开始工业生产,在美国正式工业性生产,大战中为重要的雷达用绝缘材料和军需用品,战后,日本三井石油化学、住友化学开始正式生产,1975年14年厂年产140.7万吨,仅次于美国。

1933年,英国卜内门化学工业公司发现乙烯在高压下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工业化,通称为高压法。1953年联邦德国K.齐格勒发现以TiCl4-Al(C2H5)3为催化剂,乙烯在较低压力下也可聚合。此法由联邦德国赫斯特公司于1955年投入工业化生产,通称为低压法。50年代初期,美国菲利浦石油公司发现以氧化铬-硅铝胶为催化剂,乙烯在中压下可聚合生成高密度聚乙烯,并于1957年实现工业化生产。60年代,加拿大杜邦公司开始以乙烯和 α-烯烃用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年,美国联合碳化物公司和陶氏化学公司先后采用低压法制成低密度聚乙烯,称作线型低密度聚乙烯,其中以联合碳化物公司的气相法最为重要。线型低密度聚乙烯性能与低密度聚乙烯相似,而又兼有高密度聚乙烯的若干特性,加之生产中能量消耗低,因此发展极为迅速,成为最令人注目的新合成树脂之一。

低压法的核心技术在于催化剂。德国齐格勒发明的TiCl4-Al(C2H5)3体聚乙烯结构式系为聚烯烃的第一代催化剂,催化效率较低,每克钛约得数千克聚乙烯。1963年比利时索尔维公司首创以镁化合物为载体的第二代催化剂,催化效率达每克钛得数万至数十万克聚乙烯。采用第二代催化剂还可省去脱除催化剂残渣的后处理工序。以后又发展了气相法高效催化剂。1975年,意大利蒙特爱迪生集团公司研制成可省去造粒而直接生产球状聚乙烯的催化剂,被称作第三代催化剂,是高密度聚乙烯生产的又一变革。

奥门新浦京8867,2、聚乙烯材料有哪些优良的性质?

聚乙烯有优异的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质腐蚀,但硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用;

聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,炭黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。

由乙烯均聚以及与少量α-烯烃共聚制得的乳白色、半透明的热塑性塑料。密度0.86——0.96g/cm3,按密度区分有低密度聚乙烯(也包括线性低密度聚乙烯)、超低密度聚乙烯等。无味、无毒。耐化学药品,常温下不溶于溶剂。耐低温,最低使用温度-70——-100℃。电绝缘性好,吸水率低。物理机械性能因密度而异。工业上低密度聚乙烯主要采用高压(110——200MPa)、高温(150——300℃)自由基聚合。其他则用低压配位聚合,有时同一套装置可生产密度0.87——0.96g/cm3的聚乙烯产品,称全密度聚乙烯工艺技术。聚乙烯可加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维等。广泛用于农业、包装、电子电气、机械、汽车、日用杂品等方面。

3、聚乙烯材料有哪些主要的种类?

低密度聚乙烯

LDPE的特性是:LDPE是密度为0.91——0.925g/cm3的白色蜡状颗粒状固体,无味无嗅无毒;LDPE是典型的结晶型聚合物,结晶度为55%——65%,熔点为105——126℃;LDPE是非极性材料,易带静电,表面能低,因而在印刷、复合前应进行电晕处理,以提高表面能,加工过程中,应注意防静电,避免静电积累影响制品质量或电火花放电,引起火灾;LDPE透明性优良,热封性优良,可广泛用于透明低温冷冻包装制品的生产;LDPE阻湿性优良,是制作干燥食品或需要良好防潮物品包装的优质原料。但LDPE阻气性大,易透过各类气体;LDPE虽有一定的耐油脂性,但其耐油脂性和耐有机溶剂性不如聚丙烯,因此,当厚度小时,不适宜长期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE时,最好厚度应超过50mm;LDPE具有易燃性,燃烧时,火焰无烟无色,且有烧滴现象并有蜡烛气,是鉴别的一个特点。

LDPE挤出吹膜时应选择熔融指数为2——6g/10min的吹膜级粒子,不仅有良好开口性,还有良好热封性。挤出机均化段温度在150——180℃,吹胀比2——3。牵引比应与吹胀比平衡。挤吹或注吹中空容器时,选择MI小于2g/10min的挤吹级或注吹级的LDPE粒子,大于2g/10min的粒子易产生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。挤出流涎LDPE膜时,一般选用8——15g/10min的MI,太高的MI膜强度太低,挤出温度视流涎膜用途而定,如果为热封用,则温度不要超过200℃,如果为复合用,为了提高PE同其它基材的挤复牢度,可提高到300℃甚至更高的温度,但超过315℃以上时,时间不能太长,避免分介加大,性能降低。

中密度聚乙烯

中密度聚乙烯是密度为0.926——0.94g/cm3,与LDPE有相同性能的一种聚乙烯,由于密度的提高,MDPE的结晶度高达70%——80%,而密度和结晶度的提高,则提高了MDPE熔融温度、制品的硬度和强度。MDPE处于LDPE和HDPE之间。应当指出PE也有用压延方法成型成片材和薄膜的,但是由于LDPE熔融流动性太好,因此,压延加工都用于PE的填充改性材料中,如:片材用于真空吸塑包装制品时。

高密度聚乙烯

高密度聚乙烯的刚性、强韧性、机械强度、耐溶剂性、耐应力开裂性都比LDPE好。由于MI1g/10mm的HDPE有很高的强度,因此,用于垃圾袋是吹膜级HDPE的重要用途之一,熔点126——136℃,结晶度超过90%。回转成型用HDPE可以选用MI3——20g/10min的粒子或粉末,生产大型高强度的包装容器。注射周转箱可以用MI为30——50g/10min的HDPE。HDPE成型温度为180——250℃。HDPE特点是强度很高,透明性差。

线性低密度聚乙烯

LLDPE除了具有LDPE的一些特性外,它还有以下几个特点:LLDPE具有极好的热封性,虽然LLDPE的熔融温度比LDPE要高5℃左右,但LLDPE的热封性具有良好的似离子性能,即:像离子型聚合物surlyn那样,热封面即使有严重的污染,仍旧有高度的热封强度;热封时温度只要高于起始热封温度就可有高热封强度,而一般的塑料,如:LDPE热封温度愈高,热封强度愈大,因此,如用LLDPE为热封材料,可只需使用较低的热封温度就可达到高度可靠的热封强度,适宜于高速热合机使用;LLDPE的熔融粘度相当地大,是LDPE的10倍,而且LLDPE的熔融粘度对温度不敏感,而对加工应力的敏感性则很强,这就是说LLDPE不能用提高温度的方法来降低粘度,而只能用提高加工的速度,即:提高剪切应力的方法来提高熔融流动性,因此,加工LLDPE的螺杆设计是特殊的,主电机的功率往往是LDPE的2倍以上。我们常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料来改善二者的性能,并使之可以在加工LDPE的设备上加工LLDPE。

茂金属聚乙烯

mPE同以上的各类PE不一样,它不是用一般的ziegler-Natta催化剂聚合而成的,而是用二茂基氯锆和甲基铝氧化物组成的新型催化剂生成的。特点是具有LLDPE同样的性能,同时也可以用提高温度,或提高剪切力的方法来提高流动性。它在塑料包装上一问世就得到广泛的应用。

超高分子量聚乙烯

UHMWPE是分子量超过100万的一种聚乙烯,由于分子量特别高,其熔融流动性几乎为零,不适宜一般加工设备来加工,而只适宜于采用热压法或者冷压烧结法加工,现在利用其加入其它PE的掺混法用挤出法也可挤出,目前除了使用于包装容器外,还很少作其他用途。

关于聚乙烯是什么材料小编不再赘述。聚乙烯行业在稳步的发展过程中,其行业本身存在的问题也不容小觑。我国是“少油缺气富煤”的国家,但是石脑油制烯烃是我国烯烃产品传统的主要生产方法,这势必造成我国聚乙烯存在原料和成本压力,并且在油价高企的情况下,裂解装置开工将受限制。其次,我国石化企业的研发能力有限,产品多集中在通用料级别,而在高端专用料方面表现不足,这方面不得不依靠进口。再者,当前石化企业多采用定价或者是先挂牌延期结算的销售策略,对于延期结算的模式由于成本未锁定,使得贸易商无法发挥自己的灵活性,不得不跟着石化的指导价格确定售价。另外,产能和产业分布也不均,主要分布在华北、华东和华南三大区,当然这和我国的区域经济发展有关,也和便利的交通运输相关联,但不协调发展致使三大区市场过于饱和,也不符合国家大力促进中西部地区发展的战略。