Page 64 - 《橡塑技术与装备》2017年16期（8月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (Plastics)

聚乙烯的结构、性能与应用

Structure, properties and applications of polyethylene

1
1
1
2
1
夏勇 ，黄昌猛 ，吕海霞 ，党晓峰 ，廖恒 ，高海洋 2
(1. 中国石油长庆油田分公司第一采气厂，宁夏 银川 750001 ；
2. 中山大学材料科学与工程学院，广东 广州 510275)
摘要： 根据聚乙烯材料的支化结构特点，分别对低密度聚乙烯（LDPE），高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）
的结构特点，工业生产体系，以及其性能和应用进行了综述。另外，对茂金属聚乙烯（mPE）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）
的结构特点和性能及应用也进行了评述，同时也对探讨了聚乙烯的化学改性的方法和产品性能。
关键词 ： 聚乙烯 ；结构 ；性质
中图分类号 ： TQ325.12 文章编号 ： 1009-797X(2017)16-0042-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2017.16.010

聚乙烯（polyethylene，简称 PE）是由乙烯均聚， 的需求趋势是在未来的几年里，高密度聚乙烯和线性
或与少量 α- 烯烃共聚得到的热塑性树脂。当前，聚 低密度聚乙烯的需求将进一步增加，而低密度聚乙烯
乙烯已经是全球最大的有机高分子材料生产和消费材 的需求基本保持不变（图 1）。本文主要对三类聚乙烯
料，并且 21 世纪以来聚乙烯的市场保持着稳定的增 的结构、性能以及应用进行了综述，也进一步讨论了
长。 据统计，2016 年全球的聚乙烯产能已经超过 1 聚乙烯材料的化学修饰改性。
[1]
亿 t，消费量也在 2016 年达到 9 600 万 t 。由于聚乙
烯材料价格低廉，同时具有良好的化学稳定性和机械
性能，以及优良的电绝缘特性，已经被广泛用作薄膜、
包装材料、电线电缆、管道等材料，以及汽车、建筑
等领域，渗透到人们生活的方方面面。近来，乙烯的
来源除了从原油和天然气制得外，煤制乙烯以及乙醇
转化技术的发展也提供了乙烯单体的新来源。而美国
近来发展的页岩气开发技术，进一步丰富了乙烯气体
的来源，降低了乙烯气体的价格。因而未来聚乙烯将 图 1 聚乙烯的全球需求趋势
有更大的发展和应用空间。
从支链结构上的不同，聚乙烯主要可分为高密度 1 低密度聚乙烯（LDPE）
聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）和线性低 低密度聚乙烯（LDPE）因其工业制备在高温高
[2]
密度聚乙烯（LLDPE） 。支链的结构对材料的性能 压条件下生产得到又称为高压聚乙烯，其聚乙烯分
有着重要的影响。从表 1 中可以看出，三中类别的聚 子链结构中含有许多长支链和短支链，其中 1 000
乙烯除了表观的密度不一样外，其工业生产制备的方 个主链碳原子含有约 15~35 个支链。由于支链的引
式，主要的性能及用途也不一样。其中高密度聚乙烯 入，聚乙烯的结晶度降低，为 50%~70%，密度在
3
（HDPE）的消费量现已达到约 4 500 万 t/ 年，低密度 0.910~0.930 g/cm 。
聚乙烯（LDPE）达到约 2 600 万 t/ 年，线性低密度 作者简介 ：夏勇（1980-），男，本科，工程师，主要从事
聚乙烯（LLDPE）达到约 3 200 万 t/ 年。并且一个总 天然气开发相关的材料和设备工作。
收稿日期 ：2017-01-15

·42· 第 43 卷 第 16 期