一,、聚乙烯是什么材料
聚乙烯是一種常見的塑料材料,也是一種環(huán)保,、耐用,、安全的材料。聚乙烯是一種由乙烯單體聚合而成的一種熱塑性塑料,,在工業(yè)上,,也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)和石蠟相似,,只是分子量要大得多,。聚乙烯的某些性質(zhì)有點像石蠟,,表面似蠟狀,柔軟,、潤滑,、半透明,但比石蠟要堅韌得多,。
聚乙烯塑料具有良好的韌性,、柔軟性和耐磨性,可以用于制造各種塑料制品,,如塑料袋,、塑料瓶、塑料桶,、塑料管等,。同時,聚乙烯還可以用于制造食品包裝,、醫(yī)療器械,、化妝品容器等產(chǎn)品。聚乙烯也可加工制成薄膜,、電線電纜護套,、管材、各種中空制品,、注塑制品,、纖維等。廣泛用于農(nóng)業(yè),、包裝,、電子電氣、機械,、汽車,、日用雜品等方面。
聚乙烯依聚合方法,、分子量高低,、鏈結(jié)構(gòu)之不同,分高密度聚乙烯(HDPE),、低密度聚乙烯(LDPE)及線性低密度聚乙烯(LLDPE),。
二、聚乙烯的特點及性質(zhì)
1,、一般特性
聚乙烯樹脂為無毒,、無味的白色粉末或顆粒,外觀呈乳白色,有似蠟的手感,,吸水率低,,小于0.01%。聚乙烯膜透明,,并隨結(jié)晶度的提高而降低,。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大,不適于保鮮包裝而適于防潮包裝,。易燃,、氧指數(shù)為17.4,燃燒時低煙,,有少量熔融落滴,,火焰上黃下藍,有石蠟氣味,。聚乙烯的耐水性較好,。制品表面無極性,難以粘合和印刷,,經(jīng)表面處理有所改善,。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。
其分子量在1萬~10萬范圍內(nèi),。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯,。分子量越高,其物理力學(xué)性能越好,,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,,其加工的難度也隨之增大,。聚乙烯熔點為100~130℃其耐低溫性能優(yōu)良。在-60℃下仍可保持良好的力學(xué)性能,,但使用溫度在80~110℃,。常溫下不溶于任何已知溶劑中,70℃以上可少量溶解于甲苯,、乙酸戊酯,、三氯乙烯等溶劑中。
2,、化學(xué)特性
聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性較好,,室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸,、氫氟酸,、磷酸、甲酸、醋酸,、氨水,、胺類、過氧化氫,、氫氧化鈉,、氫氧化鉀等溶液。但不耐強氧化的腐蝕,,如發(fā)煙硫酸,、濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液,。在室溫下上述溶劑會對聚乙烯產(chǎn)生緩慢的侵蝕作用,,而在90~100℃下,濃硫酸和濃硝酸會快速地侵蝕聚乙烯,,使其破壞或分解,。聚乙烯容易光氧化、熱氧化,、臭氧分解,,在紫外線作用下容易發(fā)生降解,炭黑對聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用,。受輻射后可發(fā)生交聯(lián),、斷鏈、形成不飽和基團等反應(yīng),。
3,、力學(xué)特性
聚乙烯的力學(xué)性能一般,拉伸強度較低,,抗蠕變性不好,,耐沖擊性好。沖擊強度LDPE>LLDPE>HDPE,,其他力學(xué)性能LDPE結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的影響,,隨著這幾項指標(biāo)的提高,其力學(xué)性能增大,。耐環(huán)境應(yīng)力開裂性不好,,但當(dāng)相對分子質(zhì)量增加時,有所改善,。耐穿刺性好,,其中LLDPE最好。
4,、熱學(xué)特性
聚乙烯的耐熱性不高,,隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的提高有所改善。耐低溫性能好,脆性溫度一般可達-50℃以下,;并隨相對分子質(zhì)量的增大,,最低可達-140℃。聚乙烯的線膨脹系數(shù)大,,最高可達(20~24)×10-5/K,。熱導(dǎo)率較高。
5,、電學(xué)特性
因聚乙烯無極性,,所以具有介電損耗低、介電強度大的電性能優(yōu)異,,即可以做調(diào)頻絕緣材料,、耐電暈性塑料,又可以做高壓絕緣材料,。
6,、環(huán)境特性
聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,。在常溫下耐酸,、堿、鹽類水溶液的腐蝕,,但不耐強氧化劑如發(fā)煙硫酸,、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶劑,,但與脂肪烴,、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂,。溫度超過60℃后,,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯,、三氯乙烯、松節(jié)油,、礦物油及石蠟中,;溫度高于100℃,可溶于四氫化萘,。由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵,,日曬、雨淋都會引起老化,,需要加入抗氧劑和光穩(wěn)定劑改善,。
7、加工特性
因LDPE、HDPE的流動性好,,加工溫度低,,粘度大小適中,分解溫度低,,在惰性氣體中高溫度300℃不分解,,所以是一種加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高,,需要增加電機功率20%~30%,;易發(fā)生熔體破裂,需增加口模間隙和加入加工助劑,;加工溫度稍高,,可達200~215℃。聚乙烯的吸水率低,,加工前不需要干燥處理,。
聚乙烯熔體屬于非牛頓流體,粘度隨溫度的變化波動較小,,而剪切速率的增加下降快,,并呈線性關(guān)系,其中以LLDPE的下降最慢,。
聚乙烯制品在冷卻過程中容易結(jié)晶,,因此,在加工過程中應(yīng)注意模溫,。以控制制品的結(jié)晶度,,使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收縮率大,,在設(shè)計模具時一定要考慮,。