高密度聚乙烯_图文[精选].ppt

高密度聚乙烯 （HDPE）简介 英文名称为“High Density Polyethylene”，简称为“HDPE”。HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃 （四氯化碳）。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。 二、结构特点 HDPE的分子链结构简单对称，只含有极少量的短支链，简单对称的主链结构有利于结晶，因而HDPE结晶度最高，密度也最高。结晶度和晶粒尺寸都相对较大，例如，HDPE晶粒尺寸在2—8微米。因此HDPE的结晶熔点最高，强度和硬度也最高。 HDPE既包括乙烯的均聚物，也包括乙烯和少量a烯烃的共聚物。工业生产的HDPE的相对分子质量范围很宽，从几百的聚乙烯蜡到几百万的超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE），不同HDPE树脂的熔体指数范围是从500以上到小于0.001。代表相对分子质量分布的MFR的范围也很宽，从注塑级的窄相对分子自古跨步法分布的树脂（MFR=25）到一些宽相对分子质量分布的薄膜级树脂（MFR＞150）。 树脂的结晶度和相对密度主要取决于聚合物链中的短链支化度，也与相对分子质量有关。HDPE树脂的密度范围为0.941—0.960 g/cm3，虽然UHMWPE是完全没有支链的乙烯均聚物，但由于其相对分子质量很高，因而其结晶度较低，密度只有0.93 g/cm3。 （1）分子结构和化学性质 根据不同的应用，制得的HDPE可以完全没有支链，如用于注塑和吹塑的牌号；也可以通过和a-烯烃共聚生产含小量支链的共聚物。当与1-丁烯共聚时得到的支链是乙基支链，当与1-己烯共聚时得到的是正丁基支链。HDPE分子的一个端基是甲基，另一个端基可以是甲基，也可以是双键，通常为乙烯基。HDPE分子的支链数较低，通常每1000个碳原子有5—10个支链，即使是用某些过渡族金属化合物催化剂生产的乙烯均聚物也含有少量的支链，每1000个碳原子大约含0.5—3个支链。这些支链比较短，是甲基、乙基或正丁基，它们的存在通常与原料乙烯中含少量的a-烯烃杂质有关。支化度是HDPE树脂结构上的重要特点，与相对分子质量一起影响树脂的许多物理和机械性能。 和几乎所有的其他聚合物一样，HDPE是不同长度的聚合物链的集合。短链的相对分子质量只有500—1000，长链的相对分子质量可到1000万。不同链长的相对含量（即MWD曲线的形状和宽度）主要取决于生产技术和用于聚合的催化剂类型。可以根据具体的应用要求，量体裁衣式的定制HDPE树脂的MWD宽度。 ①反应性 HDPE是一个饱和的线性烃，化学反应性很低。HDPE分子中最活泼的部位是双链端基和在聚合物支链上的支化点上的CH链。HDPE与大部分有机酸和无机酸不反应。因为对氢氟酸稳定性，使它成为装氢氟酸溶液容器最适宜的材料。硫酸的浓溶液（70%）在加热的条件下可以和HDPE慢慢反应，生成磺化取代物。在室温下可以被浓硝酸及它与硫酸的混合物硝化。在更苛刻的条件下这些酸可以分解聚合物，产生有机酸的混合物。HDPE在任何浓度的碱性溶液或盐溶液（包括KMnO4等氧化剂）中是最稳定的。 在室温下，HDPE不溶于任何已知的有机溶剂，但在温度高于80—100℃时，大部分HDPE可溶解在一些芳烃、脂肪烃和卤代烃中。常用于溶解HDPE的溶剂是二甲苯、四氢化萘、十氢化萘、1，2，4三甲苯等。 ②热降解 受热时HDPE比较稳定，在缺氧条件下，仅在290—300摄氏度化学反应才较明显。HDPE的热裂解是C-C键的自由基断裂反应。反应降低了树脂的相对分子质量，并在聚合物链中引入乙烯基。产生了低分子量烃。在惰性气氛中的裂解在500摄氏度以上才较明显，主要的裂解产物是蜡、低分子量烷烃、烯烃和二烯烃。 ③热氧化降解 在高温时氧会在一系列的自由基反应中进攻HDPE分子，这些反应降低了树脂的相对分子质量，并在聚合物链中引入羟基和羧基等含氧基团。其他的氧化产物是水、醛、酮、醇等低分子量化合物。HDPE的氧化降解主要是被杂质引发的，这些杂质主要是含钛和铬等的过渡族金属的催化剂残渣。因为氧化降解可以在造粒或加工过程中产，因而在这些操作过程中应保护熔融的树脂免受氧的攻击。为避免热氧化降解，树脂中应加入抗氧剂，即自由基抑制剂，如萘胺、苯二胺等，抗氧剂的用量通常为0.1%—1.0%（质量）。 许多薄膜和容器表面印刷和染色的工业操作要用热氧化作为预处理步骤。虽然染料对HDPE表面的粘附性很差，但用开放的火