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分子結(jié)構(gòu)

單體為乙烯（化學(xué)式C 2 H 4 ），乙烯亦可視為一對相互連接的亞甲基（化學(xué)式CH 2 ）。聚合反應(yīng)產(chǎn)生之聚乙烯分子式為(C 2 H 4 ) n H 2 。

性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)

聚乙烯抗多種有機溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環(huán)境中聚乙烯會被氧化。

物理性質(zhì)

聚乙烯在薄膜狀態(tài)下可以被認為是透明的，但是在塊狀存在的時候由于其內(nèi)部存在大量的晶體，會發(fā)生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結(jié)晶的程度受到其枝鏈的個數(shù)的影響，枝鏈越多，越難以結(jié)晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到枝鏈個數(shù)的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，枝鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以通過把高密度聚乙烯在130攝氏度以上的環(huán)境中溶于二甲苯中制備。

分類

聚乙烯有

高密度聚乙烯 （ HDPE , High Density Polyethylene）又稱低壓聚乙烯，因為在低壓下生產(chǎn)，含有較多長鏈，因此密度高。主要用于制造各種注塑、吹塑和擠出成型制品。

中密度聚乙烯 （ MDPE , Medium Density Polyethylene）

低密度聚乙烯 （ LDPE , Low Density Polyethylene)用高壓法（147.17—196.2MPa）生產(chǎn)，支鏈較多，強度低，多用來生產(chǎn)薄膜制品。

線性低密度聚乙烯 （ LLDPE , Linear Low Density Polyethylene）等多種產(chǎn)品。

高密度聚乙烯

高密度聚乙烯通常使用齊格勒-納塔催化劑聚合法制造，其特點是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規(guī)整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應(yīng)器中以乙烯為原料，用氧或有機過氧化物為引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)。

高密度聚乙烯屬“熱塑性塑料”（Thermoplastic），加熱達到熔點，即可將廢料回收再利用，所以并非所有“塑料”皆不環(huán)保。

高密度聚乙烯的高度結(jié)晶，因此外觀上也就呈現(xiàn)出不透明的狀態(tài)（高分子材料不同于鉆石，結(jié)晶度高往往會降低透明度），并且硬度也更高，甚至有點脆生生的感覺。正是因為高強度不怕摔而且不透光，奶制品常常偏好此種塑料。這種塑料耐水耐油性都非常出色，因此適應(yīng)性很廣。一般攝氏100度以上才會容易變形。這種塑料還特別耐酸耐堿耐腐蝕，所以工業(yè)中也是應(yīng)用極為普遍。

  高密度聚乙烯的塑料分類標志

塑料分類標志中，高密度聚乙烯（HDPE）代碼是2。

低密度聚乙烯

  低密度聚乙烯

低密度聚乙烯通常使用高溫高壓下的自由基聚合生成，由于在反應(yīng)過程中的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)，在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，因此密度較低。其結(jié)構(gòu)如下圖所示。非常軟而且有些黏，同時由于結(jié)晶度很低，LDPE的透明度比較高，所以我們?nèi)粘Ｉ钪兄饕诒ｕr膜、塑料袋等方面。耐油性耐水性比較低。

  低密度聚乙烯的塑料分類標志

塑料分類標志中，低密度聚乙烯（LDPE）代碼是4。

線性低密度聚乙烯

線性低密度聚乙烯是通過在聚乙烯的主鏈上共聚一些具有短支鏈的共聚物生成的。

歷史

1898年，聚乙烯最早由德國化學(xué)家Hans von Pechmann在一次試驗事故中合成的。1933年，英國帝國化學(xué)公司的Eric Fawcett和Reginald Gibson在另外一次試驗事故中使用乙烯在高壓狀態(tài)下合成了聚乙烯。

1935年，ICI Chemicals公司的Michael Perrin發(fā)明了可控高壓聚乙烯合成方法。1939年，低密度聚乙烯開始使用高壓法工業(yè)化生產(chǎn)。1951年，Philips Petroleum公司的化學(xué)家Robert Banks和John Hogan發(fā)明了使用三氧化鉻作為催化劑的合成方法。

1953年，德國化學(xué)家卡爾·齊格勒發(fā)明了使用鹵化鈦作為催化劑的合成方法，這種催化劑稱為齊格勒-納塔催化劑。1976年，德國化學(xué)家Walter Kaminsky和Hansj?rg Sinn發(fā)明了金屬茂合物催化劑。

生產(chǎn)與應(yīng)用

聚乙烯產(chǎn)品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環(huán)境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產(chǎn)品混合在一起增加抗沖擊能力。

PE膠制品

聚乙烯水箱

PE制品水馬

消費結(jié)構(gòu)

中國

聚乙烯在中國應(yīng)用相當(dāng)廣泛，薄膜是其最大的用戶，約消耗低密度聚乙烯77%，高密度聚乙烯的18%，另外，注塑制品、電線電纜、中空制品等都在其消費結(jié)構(gòu)中占有較大的比例。

參考資料

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