塑料包装薄膜：聚乙烯综合诠释

    聚乙烯概述
    聚乙烯英文名称：Polyethylene ，简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。

    比重：0.94-0.96克/立方厘米；

    成型收缩率：1.5-3.6%

    成型温度：140-220℃

    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（最低使用温度可达-70～-100℃），化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀（不耐具有氧化性质的酸），常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良。

    聚乙烯性能及应用
    聚乙烯物理性能

    聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132℃-135℃，低密度聚乙烯熔点较低（112℃）且范围宽。常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯等溶剂中。

    聚乙烯化学性能

    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，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，碳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。

    聚乙烯耐腐蚀性、电绝缘性（尤其高频绝缘性）优良，可以氯化、化学交联、辐照交联改性，可用玻璃纤维增强；聚乙烯可分为低压聚乙烯、高压聚乙烯、超高分子量聚乙烯。

    低压聚乙烯的特点：刚性、硬度和强度较高、吸水性小、有良好的电性能和耐辐射性，适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；
    高压聚乙烯的特点：柔软性、伸长率、冲击强度和渗透性较好，适于制作薄膜等；
    超高分子量聚乙烯特点：冲击强度高、耐疲劳,耐磨，适于制作减震，耐磨及传动零件。
    聚乙烯对于环境应力（化学与机械作用）是很敏感的，耐热老化性差。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度（0.91～0.96g／cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法加工。用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。近年来在核物理、天体物理、反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测量中子，对核物理的研究做出了自己的贡献。

    聚乙烯的分子结构
    CH2=CH2+CH2=CH2+······→—CH2—CH2—CH2—CH2······

    简写：nCH2=CH2→

    聚合压力大小：高压、中压、低压；
    聚合实施方法： 淤浆法、溶液法 、气相法 ；
    产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度；
    产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量。
    聚乙烯生产
    聚乙烯生产分为高压法、低压法、中压法三种。

    高压法用来生产低密度聚乙烯，这种方法开发得早，用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3，但随着生产技术和催化剂的发展，其增长速度已大大落后于低压法； 

    低压法就其实施方法来说，有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯，而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯，也称为线型低密度聚乙烯。近年来，各种低压法工艺发展很快； 

    中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。
 

    聚乙烯成型特性

    结晶料，吸湿小，不须充分干燥，流动性极好流动性对压力敏感，成型时宜用高压注射，料温均匀，填充速度快，保压充分，不宜用直接浇口，以防收缩不均，内应力增大，注意选择浇口位置，防止产生缩孔和变形；
    收缩范围和收缩值大，方向性明显，易变形翘曲，冷却速度宜慢，模具设冷料穴，并有冷却系统；
    加热时间不宜过长，否则会发生分解；
    软质塑件有较浅的侧凹槽时，可强行脱模；
    可能发生融体破裂，不宜与有机溶剂接触，以防开裂。

    聚乙烯种类及相关用途

    1、LDPE：低密度聚乙烯（又称高压聚乙烯）

    LDPE树脂特性：无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒，密度约0.920g/cm3，熔点130℃～145℃。不溶于水，微溶于烃类、甲苯等。能耐大多数酸碱的侵蚀，吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高；
    LDPE树脂生产工艺：主要有高压管式法和釜式法两种。从目前发展状况看，为降低反应温度和压力，管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系，以高纯度乙烯为主要原料，以丙烯/丙烷等为密度调整剂，使用高活性引发剂在约200℃～330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。反应器中引发聚合的熔融聚合物，必须要经过高压、中压和低压冷却、分离，高压循环气体经过冷却、分离后送入超高压（300MPa）压缩机入口，中压循环气体经过冷却、分离后送入高压（30MPa）压缩机入口，而低压循环气体经过冷却、分离后送入低压（0.5MPa）压缩机循环利用，而熔融聚乙烯经过高压、低压分离后送入造粒机，进行水中切粒，在造粒时，企业可以根据不同应用领域，加入适宜的添加剂，颗粒经包装出厂；
    LDPE树脂用途：可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法。主要用作农用薄膜、工业用包装薄膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。 

    2、LLDPE：线形低密度聚乙烯

    LLDPE树脂特性：由于LLDPE和LDPE的分子结构明显不同，性能也有所不同。与LDPE相比，LLDPE具有优异的耐环境应力开裂性能和电绝缘性，较高的耐热性能，抗冲和耐穿刺性能等；
    LLDPE树脂生产工艺：LLDPE树脂主要利用全密度聚乙烯装置生产，代表性的生产工艺为Innovene工艺和UCC的Unipol工艺；
    LLDPE树脂用途：通过注塑、挤出、吹塑等成型方法，生产薄膜、日用品、管材、电线电缆等。 

    3、MDPE：中密度聚乙烯

    MDPE特性：MDPE分子（－CH2-CH2）主链中平均每1000个碳原子中引入20个甲基支链，或13个乙基支链，性能变化由支链多少及长短不同而定。相对密度为0．926-0．953，结晶度为70％-80％，平均分子量为20万，拉伸强度为8-24兆帕，断裂伸长率为50％-60％，熔融温度126-135℃，熔体流动速率为0．1-35克／10分钟，热变形温度(0．46兆帕)49-74℃，耐环境应力开裂性及强度的长期保持性； 

    MDPE生产工艺：在合成过程中用α烯烃共聚，控制密度而成，采用LLDPE的方法。α烯烃常用丙烯、1-丁烯、1-己烯、l-辛烯等，其用量的多少影响着密度大小，一般。烯烃用量为5％（质量分）左右；
MDPE用途：可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法，生产工艺参数与HDPE和LDPF相似，常用于管材、薄膜、中空容器等。

4、HDPE：高密度聚乙烯（又称低压聚乙烯）

    HDPE树脂特性：本色、圆柱状或扁圆状颗粒，颗粒光洁，粒子的尺寸在任意方向上应为2mm～5mm，无机械杂质，具热塑性。粉料为本白色粉末，合格品允许有微黄色。常温下不溶于一般溶剂，但在脂肪烃、芳香烃和卤代烃中长时间接触时能溶胀，在70℃以上时稍溶于甲苯、醋酸中。在空气中加热和受日光影响发生氧化作用。能耐大多数酸碱的侵蚀。吸水性小，在低温时仍能保持柔软性，电绝缘性高；
    HDPE树脂生产工艺：采用气相法和淤浆法二种生产工艺。其中，淤浆法环管生产工艺以菲利浦斯公司、Basell公司和北欧的北星环管工艺技术为代表。釜式淤浆法则以日本三井公司CX工艺为代表；
    HDPE树脂用途：采用注塑、吹塑、挤塑、滚塑等成型方法，生产薄膜制品、日用品及工业用的各种大小中空容器、管材、包装用的压延带和结扎带，绳缆、鱼网和编织用纤维、电线电缆等。

    5、UHMWPE：超高分子量聚乙烯

    UHMWPE特性：UHMWPE极高的分子量（HDPE的分子量通常只有2～30万）赋予其优异的使用性能，而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料，它几乎集中了各种塑料的优点，具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能。事实上，目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能；
    UHMWPE生产工艺：由于UHMWPE熔融状态的粘度高达108Pa*s，流动性极差，其熔体指数几乎为零，所以很难用一般的机械加工方法进行加工。近年来，UHMWPE的加工技术得到了迅速发展，通过对普通加工设备的改造，已使UHMWPE由最初的压制-烧结成型发展为挤出、吹塑和注射成型以及其它特殊方法的成型；
    UHMWPE用途：分子量高达150万以上的UHMEPE，因物理力学性能优异而作为工程塑料应用，主要应用行业有纺织、造纸、包装、运输、进写、化工、采矿、石油、建筑、电气、食品、医疗、体育等领域得到广泛的应用，并开始进入常规兵器、船舶、汽车等领域。今后还将扩大到宇航和原子能等领域。

    6、改性聚乙烯：氯化聚乙烯（CPE）、交联聚乙烯（PEX）

    改性聚乙烯特点：独特的分子结构，可与PVC、PE、PP、ABS、PS、EVA及聚氨酯等并用，作为它们的改性剂，可以明显增加这些制品的抗冲击性、抗老化性，永久柔软性。
    改性聚乙烯用途：作为一种耐热氧臭氧老化、阻燃、物理综合性能优良合成橡胶，广泛用于矿用电缆及普通护套电缆、胶管、胶板、胶带等CPE制品。其硫化体系主要用过氧化物硫化体系、硫脲类、噻二唑类等，近几年出现几种成本较低，且能应用于低温硫化的新型助剂。

    7、乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）。分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高，可以用来做防弹衣。