低密度聚乙烯(LDPE)知識介紹
2023-05-08 13:19:39
低密度聚乙烯（LDPE）是高壓下乙烯自由基聚合而獲得的熱塑性塑料。LDPE是樹(shù)脂中的聚乙烯家族中最老的成員，二十世紀四十年代早期就作為電線(xiàn)包皮第一次商業(yè)生產(chǎn)。LDPE綜合了一些良好的性能：透明、化學(xué)惰性、密封能力好，易于成型加工。這決定了LDPE是當今高分子工業(yè)中最廣泛使用的材料之一。
化學(xué)和性能：乙烯是聚乙烯制品的基本結構單元。它是從煉油廠(chǎng)氣、液化的石油氣或液態(tài)烴中獲得的無(wú)色氣體。因為它是許多其它工業(yè)化學(xué)品和聚合物的成分，所以不斷地存在乙烯供應的競爭。這種獲得乙烯的競爭具有戲劇性地影響著(zhù)聚乙烯的價(jià)格和有效價(jià)值。例如：1990年，國內乙烯生產(chǎn)能力約為465億磅，其中51％用于象聚乙烯這樣的聚合物的生產(chǎn)。
常規的LDPE可用兩種方法生產(chǎn)：管式法或釜式法。兩種制法都是將高純度乙烯通入高壓（103到276MPa）高溫（300到500F）含有引發(fā)劑的反應器中。引發(fā)劑或是氧氣或是一種有機過(guò)氧化物。反應終止的實(shí)現是通過(guò)加入鏈終止劑或靠?jì)蓚€(gè)分子鏈的連結。與其它聚乙烯（HDPE和LLDPE）制法獲得的線(xiàn)性結構不同，通過(guò)高壓手段制得的聚合物是分支結構。這種分支結構賦與常規LDPE優(yōu)異的透明性、曲撓性及易于擠出的性能。為滿(mǎn)足不同應用而特制的LDPE樹(shù)脂是通過(guò)分子量、結晶度及分子量分布MWD的平衡與控制而得到的。分子量是表示構成聚合物的所有分子鏈的平均長(cháng)度。為了方便，熔融指數（MI）被選作塑料工業(yè)分子量大小的量度。熔融指數用克/10分鐘給出，它與分子量的大小成反比。對于LDPE，熔融指數反映了樹(shù)脂的流動(dòng)性能和涉及成品大形變的性質(zhì)。降低MI（增大分子量）在增加大部分強度性能的同時(shí)，降低了LDPE的流動(dòng)性和制造過(guò)程中樹(shù)脂流向薄壁的能力。LDPE中的結晶度是樹(shù)脂中存在的分支短鏈數量的函數。對于LDPE，結晶度正常浮動(dòng)范圍為30—40％。增加LDPE的結晶度將增大LDPE的剛度、抗化學(xué)腐蝕性、透氣性能、拉伸強度、耐熱性；同時(shí)，降低了LDPE的沖擊強度、撕裂強度和抗應力開(kāi)裂性。分子量分布（MWD）或聚合度分布性定義為重均分子量與數均分子量的比值。塑料工業(yè)中，MWD值3—5的樹(shù)脂被認為是具有窄的分子量分布，MWD值6—12為中等分子量分布，MWD值在13以上視為寬分子量分布。MWD主要反映與流動(dòng)相關(guān)的性能。具有相等平均分于量的樹(shù)脂，寬分子量分布的在加工過(guò)程顯示了比窄分子量分布的樹(shù)脂具有更好的流動(dòng)性WD對最終使用性能有些影響。但是，MWD的影響一般都被分子量的變化影響掩蓋。
加工：LDPE級別可以滿(mǎn)足大部分熱塑性成型加工技術(shù)的要求。包括：薄膜吹制、薄膜鑄制、擠壓貼膠、電線(xiàn)電纜貼膠、注射成型、吹塑成型。
應用：LDPE可單獨使用或與聚乙烯家族其它成員共混使用。廣泛應用于包裝。建筑、農業(yè)、工業(yè)和消費市場(chǎng)。擠出薄膜。LDPE最大的銷(xiāo)路是制作薄膜（＜12毫時(shí)）。吹塑或鑄壓工藝生產(chǎn)出的單一和復合LDPE薄膜占LDPE國內消費總量的55％以上。LDPE制做的薄膜表現了良好的光學(xué)性能、強度、曲撓性、密封性以及緩慢的氣味擴散性和化學(xué)穩定性。LDPE用來(lái)包裝面包、農產(chǎn)品、快餐食品、紡織品、經(jīng)久性消費品及一些工業(yè)制品。LDPE也可用作非包裝薄膜，比如：一次性尿布、農用薄膜和縮水膜。
擠壓貼膠，它是LDPE的另一個(gè)主要市場(chǎng)。由于LDPE分子的結構特點(diǎn)，它是聚乙烯樹(shù)脂家族中唯一能夠滿(mǎn)足擠壓貼膠加工工藝要求的樹(shù)脂。貼膠提供了有助于成品包裝密封的防護層，必不可少的優(yōu)良的拉伸性能、持久的覆蓋性和低的氣味擴散性。典型的熔融指數范圍為3—15克／1O分鐘。LDPE貼膠可覆蓋在很多基質(zhì)上面，如：紙、板，布料和其它高分子材料。LDPE貼膠是保證基質(zhì)熱密封性和防濕性的一個(gè)經(jīng)濟而有效的手段。使用LDPE貼膠的市場(chǎng)有盛牛奶的盒子，無(wú)菌防腐包裝，食品包裝。膠帶和紙制品。
LDPE復合擠壓廣泛作為高阻隔復合層壓板的一種組分。重要的要求就是防濕和密封。滿(mǎn)足不同的要求，樹(shù)脂的性能隨之不同。它可用于無(wú)菌包裝、藥品與日用品的包裝。
模塑，在聚乙烯樹(shù)脂家族的競爭中，吹塑成型與注射成型使用常規LDPE已經(jīng)相對穩定。LDPE樹(shù)脂由于它的抗曲撓性和加工特性而被用于模塑成型。樹(shù)脂熔融指數范圍為0.5—2.0克／10分鐘，密度變化范圍0.918—0.922克／立方厘米。LDPE模塑應用于制做要求擠壓性能的醫用和日用消費瓶以及封密件。
電線(xiàn)與電纜，LDPE最初是用作電線(xiàn)、電纜的包皮材料。LDPE顯示了優(yōu)異的電性能和抗磨性能，這些性能是市場(chǎng)上嚴格要求的。樹(shù)脂熔融指數范圍為0.25-2.0克／10分鐘，密度為0.918一0.932克／立方厘米。當今，LDPE樹(shù)脂被用作電訊電纜的外皮。
