HDPE(高密度聚乙烯塑料),英文名稱(chēng)“High Density Polyethylene”,簡(jiǎn)稱(chēng)為“HDPE?!?/p>
一、主要特性
HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹(shù)脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性。某些種類(lèi)的化學(xué)品會(huì)產(chǎn)生化學(xué)腐蝕,例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸),芳香烴(二甲苯)和鹵化烴(四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性,可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能,特別是絕緣介電強(qiáng)度高,使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級(jí)具有極好的抗沖擊性,在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴。雖然HDPE在1956年就已推出,但這種塑料還沒(méi)達(dá)到成熟水平。這種通用材料還在不斷開(kāi)發(fā)其新的用途和市場(chǎng)。
二、密度
這是決定HDPE特性的主要變量,雖然被提到的4種變量確實(shí)起到相互影響作用。乙烯是聚乙烯主要原料,少數(shù)的其它共聚單體,如1-丁烯、1-已烯或1-辛烯,也經(jīng)常用于改進(jìn)聚合物性能,對(duì)HDPE,以上少數(shù)單體的含量一般不超過(guò)1%~2%。共聚單體的加入輕微地減小了聚合物的結(jié)晶度。這種改變一般由密度來(lái)衡量,密度與結(jié)晶率呈線性關(guān)系。
美國(guó)一般分類(lèi)按ASTM-D1248規(guī)定,HDPE的密度在0.940g/℃以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度范圍0.926~0.940g/℃。其它分類(lèi)法有時(shí)把MDPE歸類(lèi)于HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的剛度,良好的防滲性和最高的熔點(diǎn),但一般具有很差抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂(ESCR)。ESCR是PE抗由機(jī)械或化學(xué)應(yīng)力所引起的開(kāi)裂性的能力。更高的密度一般改進(jìn)了機(jī)械強(qiáng)度性,例如拉伸強(qiáng)度、剛度和硬度;熱性能如軟化點(diǎn)溫度和熱變形溫度;防滲透性,如透氣性或水蒸氣透過(guò)性。較低的密度改進(jìn)其沖擊強(qiáng)度和ESCR。聚合物密度主要受共聚單體加入的影響,但較少程度也受分子量影響。高分子量百分?jǐn)?shù)使密度略有降低。例如,在一個(gè)較寬分子量范圍內(nèi)均聚物具有不同的密度。
三、生產(chǎn)和催化劑
PE最通常的生產(chǎn)方法是通過(guò)淤漿或氣相加工法,也有少數(shù)用溶液相加工生產(chǎn)。所有這些加工過(guò)程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體系(可能是不止一種化合物)和各種類(lèi)型的烴類(lèi)稀釋劑參與的放熱反應(yīng)。氫氣和一些催化劑用來(lái)控制分子量。淤漿反應(yīng)器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環(huán)形反應(yīng)器,在其中料漿可以循環(huán)攪拌。
當(dāng)乙烯和共聚單體(根據(jù)需要)和催化劑一接觸,就會(huì)形成聚乙烯顆粒。除去稀釋劑后,聚乙烯顆粒或粉粒被干燥并按劑量加入添加劑,就生產(chǎn)出粒料。帶有雙螺桿擠出機(jī)的大型反應(yīng)器的現(xiàn)代化生產(chǎn)線,可每小時(shí)生產(chǎn)PE40000磅以上。新的催化劑的開(kāi)發(fā)為改進(jìn)新等級(jí)HDPE的性能作出貢獻(xiàn)。
四、添加劑
抗氧劑的加入可防止聚合物在加工過(guò)程中降解,并防止制成品在使用中氧化??轨o電添加劑用于許多包裝品級(jí)以減少瓶子或包裝物對(duì)灰塵和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加劑配方,例如與電線、電纜用途相關(guān)的銅抑制劑。優(yōu)良的耐氣候性和抗紫外線(或日光)可通過(guò)添加抗UV添加劑。沒(méi)有添加抗紫外線或炭黑的PE,建議不要持續(xù)在戶外使用。高等級(jí)的炭黑顏料提供了優(yōu)良的抗UV性并可經(jīng)常在戶外應(yīng)用,如電線、電纜、槽池村層或管子。