HDPE是一种由乙烯共聚生成的热塑性聚烯烃。 pe管材虽然HDPE在1956年就已推出,但这种塑料还没到达老练水平。这种通用资料还在不断开发其新的用处和市场。
HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的表面呈乳白色,在菲薄截面呈必定程度的半透明状。PE具有优秀的耐大大都日子和工业用化学品的特性。某些品种的化学品会发生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃(四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用处。HDPE具有很好的电功能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种根本变量的恰当结合:密度、分子量、分子量散布和增加剂。不同的催化剂被用于出产定制特别功能聚合物。这些变量相结合出产出不同用处的HDPE等第;在功能上到达最佳的平衡。
这是决议HDPE特性的首要变量,虽然被说到的4种变量的确起到相互影响效果。乙烯是聚乙烯首要原料,少量的其它共聚单体,如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯,也常常用于改善聚合物功能,对HDPE,以上少量单体的含量一般不超越1%-2%。共聚单体的参加细微地减小了聚合物的结晶度。这种改动一般由密度来衡量,密度与结晶率呈线性关系。美国一般分类按ASTM D1248规则, HDPE的密度在 0.940g/。C以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度规模0.926~0.940g/CC。其它分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的刚度,杰出的防渗透性和最高的熔点,但一般具有很差抗环境应力开裂(ESCR)。ESCR是PE抗由机械或化学应力所引起的开裂性的才能。更高的密度一般改善了机械强度性,例如拉伸强度、刚度和硬度;热功能如软化点温度和热变形温度;防渗透性,如透气性或水蒸气透过性。较低的密度改善其冲击强度和E-SCR。聚合物密度首要是受共聚单体参加的影响,但较少程度也受分子量影响。高分子量百分数使密度略有下降。 pe管材例如,在一个较宽分子量规模内均聚物具有不同的密度。
PE最一般的出产办法是通过淤浆或气相加工法,也有少量用溶液相加工出产。一切这些加工进程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂系统(可能是不止一种化合物)和各品种型的烃类稀释剂参加的放热反应。氢气和一些催化剂用来操控分子量。淤浆反应器一般为拌和釜或是一种更常用的大型环形反应器,在其中料浆能够循环拌和。当乙烯和共聚单体(依据需求)和催化剂一触摸,就会构成聚乙烯颗粒。除掉稀释剂后,聚乙烯颗粒或粉粒被枯燥并按剂量参加增加剂,就出产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反应器的现代化出产线,可每小时出产 PE40000磅以上。新的催化剂的开发为改善新等级HDPE的功能作出贡献。两种最常用的催化剂品种是菲利浦的铬氧化物为根底的催化剂和钛化合物一烷基铝催化剂。菲利浦型催化剂出产的HDPE有 中宽度分子量散布;钛一烷基铝催化剂出产的分子量散布窄。用复式反应器出产窄MDW的聚合物所用催化剂也可用 于出产宽MDW等第。举例来说,出产显著不同分子量产品的两个串联反应器能够出产出双峰分子量聚合物,这种聚合物具有全宽域的分子量散布。
PE管件
较高的分子量导致较高的聚合物粘度,不过粘度也与测验所用的温度和剪切速率有关。用流变或分子量丈量对资料的分子量进行表征。HDPE的等榜首般具有的分子量规模是40 000~300 000,重均分子量大致与熔融指数规模相对应,即从100~ 0. 029/10min。一般地,更高的MW(更低的熔融指数MI)增强了熔体强度、更好耐性和ESCR,可是更高MW使加工进程更难或且需求更高的压力或温度。
分子量散布(MWD):PE的WD依据运用的催化剂和加工进程而有从窄到宽的不同。
最常用的MWD丈量指数是不匀度指数(HI),它等于重均分子量(MW)除以数均分子量(Mn)。一切HDPE等第的这个指数规模是4—30。窄MWD 供给了在模塑进程中的低翘曲性和高冲击性。中到宽MWD供给了对大都挤塑进程的可加工性。宽MWD也可改善熔体强度和抗蠕变性。
抗氧剂的参加可避免聚合物在加工进程中降解,并避免制制品在运用中氧化。抗静电增加剂用于许多包装等第以削减瓶子或包装物对尘埃和污物的粘附。特定的用处需求特别的增加剂配方,例如与电线、电缆用处相关的铜抑制剂。优秀的耐气候性和抗紫外线(或日光)可通过增加抗UV增加剂。没有增加抗紫外线或炭黑的 PE,主张不要继续在户外运用。高等级的炭黑颜料供给了优秀的抗UV性并可常常在户外运用,如电线、电缆、槽池村层或管子。
PE可用很宽的不同加工法制作。以乙烯为首要原料,丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体,在催化剂的效果下,选用淤浆聚合或气相聚合工艺,所得到的聚合物经闪蒸、别离、枯燥、造粒等工序,取得颗粒均匀的制品。包含比如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑,吹塑、注塑和滚塑。
挤塑:用于挤塑出产的等榜首般具有小于1的熔体指数和中宽到宽的MWD。在加工进程中,低的MI可取得适合的熔体强度。更宽MWD等第更适于挤塑,由于它们具有更高的出产速度,较低的模口压力而且熔体开裂趋势削减。
PE有许多挤塑用处,如电线、电缆、软管、管材和型材。管材运用规模从用于天然气小截面黄管到48in直径用于工业和城市管道的厚壁黑管。大直径中空壁管用作混凝土制成的雨水排水管和其它下水道管线的替代物增加敏捷。
板材和热成型:许多大型野餐型冷藏箱的热成型面料是由PE制成的,具有耐性、重量轻和经用性。其它片材和热成型产品包含挡泥板、槽罐面料、盘盆防护罩、运送箱和罐。一种很多的增加敏捷的片材运用是地膜或池底村里,这是根据MDPE具有耐性、耐化学性和不渗透性。
吹塑:在美国出售的 HDPE1/3以上用于吹塑用处。这些规模从装漂白剂、机油、洗涤剂、牛奶和蒸馏水的瓶子到大型冰箱、轿车燃料箱和筒罐。吹塑等第的特性目标,如熔体强度、ES-CR和耐性,与用于片材和热成型运用级类似,故类似等第能够选用。
打针-吹塑一般用于制作更小的容器(小于16oz),用于包装药品、洗发液和化妆品。这种加工进程的一个长处是出产瓶子主动去边角,不需象一般吹塑加工那样的后期修整步骤。虽然有某些窄MWD等第用于改善表面光洁度,一般运用中宽到宽MWD等第。
注塑:HDPE稀有不清的运用,规模从可重复运用的薄壁饮料杯到5-gsl罐,消费国内出产的HDPE的1/5。注塑等榜首般熔体指数5~10,有具有耐性较低流动性等第和具有可加工性的较高流动性等第。用处包含日用品和食物薄壁包装物;有耐性、经用的食物和涂料罐;高抗环境应力开裂运用,如小型发动机燃料箱和90-gal废物罐。
滚塑:选用这种加工法的资料一般被粉碎成粉末料,使其在热循环中熔融并流动。滚塑运用两类PE: 通用和可交联类。通用级MDPE/HDPE一般的密度规模从 0.935到 0.945g/CC,具有窄MWD,使产品具有高冲击性和最小的翘曲,其熔体指数规模一般为3—8。更高MI等榜首般不适用,由于它们不具备滚塑制品期望的冲击性和抗环境应力开裂性。
高功能滚塑运用系使用其化学可交联等第的共同功能。这些等第在模塑周期的榜首段,流动性好,然后交联以构成其杰出的抗环境应力开裂性、耐性。耐磨性和耐气候性。可交联PE仅有适用于大型容器,规模从500-gal运送各种化学品储罐到20,000-gal农用储箱。
薄膜:PE薄膜加工一般用一般吹膜加工或平挤加工法。大大都PE用于薄膜,通用低密度PE(LDPE)或线性低密PE(LLDPE)都可用。HDPE薄膜级一般用于要求优胜的拉伸性和极好的防渗性的地方。例如,HDPE膜常用于商品袋、杂货袋和食物包装。
高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130℃,相对密度为0.941~0.960。它具有杰出的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和耐性,机械强度好。介电功能,耐环境应力开裂性亦较好。
贮存时应远离火源,隔热,库房内应坚持枯燥、整齐,禁止混入任何杂质,禁止日晒、雨淋。运送应贮放在清洁、枯燥有顶棚的车厢或船舱内,不得有铁钉等尖利物。禁止与易燃的芳香烃、卤代烃等有机溶剂混运。
HDPE是塑料收回市场增加最快的一部分。这首要由于其易再加工,有最小限度的降解特性和其在包装用处的很多运用。首要的收回使用是将 25%的收回资料,例如后消费收回物(PCR),与纯HDPE经再加工后用于制作不与食物触摸的瓶子。
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