Page 65 - 《橡塑技术与装备》2017年16期（8月塑料）

材料与应用 夏勇 等·聚乙烯的结构、性能与应用

表 1 聚乙烯的支化结构与性能
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PE 类型 结构特征 密度 /(g . mL ) 生产方式 主要特征 主要用途
高压 103~345 MPa
低密度聚乙烯（LDPE） 0.915~0.925 高温 150~300℃ 韧性 薄膜（~70%）
乙烯均聚
低压 0.4~0.5 MPa
高密度聚乙烯（HDPE） 0.940~0.965 低温 70~85℃ 刚性 注塑管材，容器等
乙烯均聚
低压 1~2 MPa
薄膜，电线电缆，管材，
线性低密度聚乙烯（LLDPE） 0.915~0.940 低温 70~85℃ 韧性刚性透明
容器等
乙烯与 α- 烯烃共聚

低密度聚乙烯主要是通过自由基聚合引发，通常 Univation 公司的 Unipol 工 艺、BP 公司的 Innovene
以氧气或过氧化物引发剂。工业上低密度聚乙烯的聚 工艺和 Basell 公司的 Spherilene 工艺 [5] 。
合是在乙烯压力为 150~300 MPa，温度 150~330 ℃ 高密度聚乙烯（HDPE）具有良好的耐热性和耐
下，由氧气或过氧化物引发剂引发自由基聚合反应得 寒性，化学稳定性好，耐酸碱和有机溶剂，刚性和韧
到 [3] 。生产工艺主要有釜式法和管式法。相比之下管 性较好，机械强度好，硬度、拉伸强度和蠕变性优良。
式法生产更有优势，主要有 DSM、ExxonMobil 和 耐磨性、耐环境应力开裂性亦较好。同时由其制备的
BASF 公司的管式法工艺技术。 薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低。高密度
低密度聚乙烯（LDPE）由于支化含量高，具有 聚乙烯（HDPE）主要用于挤出吹塑容器，如瓶子等
良好的柔韧性、延展性和透明性。耐低温耐寒性能优 中空制品 ；挤出包装薄膜，绳索，编织袋，渔网，水
良。电绝缘性能优越，化学稳定性好，耐酸、碱和大 管等 ；注塑低档日用品及外壳，非承载荷构件，周转
多数有机溶剂。低密度聚乙烯（LDPE）由于良好的 箱等 ；用于中空成型制品和吹膜制品如食品包装袋，
柔韧性，因而主要用作薄膜。另外也可以用作注塑制 购物袋，化肥内衬薄膜等。
品，医疗器具，药品和食品包装材料 ；吹塑中空成型
制品，如食品容器等 ；挤塑的管材、板材、电线电缆 3 线性低密度聚乙烯（LLDPE）
的绝缘层等。 线性低密度聚乙烯 (LLDPE）是乙烯与少量高级
α-烯烃(如 1- 丁烯、1- 己烯、1- 辛烯等）在金属
2 高密度聚乙烯（HDPE） 催化剂作用下，经催化聚合而成的一种共聚物 [6] 。密度
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高密度聚乙烯（HDPE）分子链以线型结构为主， 处于 0.915~0.940 g/cm 。线性低密度聚乙烯 (LLDPE）
支链的含量非常低，每 1 000 个碳所含支链数不超过 以其线性主链为特征，只有少量或没有长支链，但包
5 个，一般聚合物分子量范围一般是 40 000~300 000。 含一些短支链。由于支链的引入，因而结晶度低至
由于分子链规则，所以其结晶度高，可达 80%~90%， 50%~55%。相对于低密度聚乙烯而言，线性低密度聚
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同时表观密度高，可达 0.940~0.976 g/cm 。其熔融温 乙烯的支化度要低，并且支链更加规整。
度一般在 130~140℃，使用温度可达 100℃ [4] 。 线性低密度聚乙烯 (LLDPE）主要由 Ziegler-
高密度聚乙烯（HDPE）通过配位聚合方法制 Natta 催化剂、Phillips 铬催化剂、茂金属催化剂制备。
备得到，其工业生产的条件很温和，在低压 0.4~0.5 主要生产工艺有 Montell 公司的 Spherilene 工艺、北
MPa 和 70~85 ℃温度下，通过催化乙烯配位聚合得 欧化工 Borealis 的 Borstar 工艺和 Univation 公司的
到。工业上乙烯均聚生产高密度聚乙烯的两种最常用 Unipol 工艺等。
的催化剂种类是 Phillips 的铬氧化物为基础的催化剂 线性低密度聚乙烯 (LLDPE）具有强度高、韧性
和 Ziegler-Natta 催化剂。生产工艺主要为淤浆法和 好、刚性强、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环
气相法。淤浆法主要有 Chevron-Phillips 的环管淤浆 境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有
工艺、北欧化工的 Borstar 工艺、三井油化的 CX 工 机溶剂等化学品的腐蚀。线性低密度聚乙烯 (LLDPE）
艺和 Basell 的 Hostalen 淤浆法工艺。气相法主要有 主要用于生产薄膜，如工业包装膜、缠绕膜、食品包

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2017 第 43 卷 ·43·