聚乙烯的结构、性能、用途

　　★聚乙烯的结构

　　乙烯的化学组成为碳和氢，重复结构单元为－CH2－CH2－，是主链为碳原

　　子组成的线型高聚物。

　　依据聚合方法的不同，其产物结构不同，高压法合成的聚乙烯平均每1000个

　　碳原子中含15～20个支链，其中短支链为甲基和长支链为烷基（如正丁基等），

　　而中压法和低压法合成的聚乙烯基本上无支链。

　　高压聚乙烯的相对分子质量为25000～50000，结晶度为50%～60%，密度为

　　0.91～0.93，熔融温度为115℃，一般称为低密度聚乙烯。

　　中压法合成的聚乙烯，相对分子质量为45000～50000，结晶度为85%以上。

　　相对分子质量聚乙烯，结晶度80%以上，密度为0.92～0.97，熔融高于127℃。

　　按照聚乙烯的结构性能可以分为高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯

　　（LDPE）、超高相对分子质量聚乙烯（UHMWPE）、线性低密度聚乙烯

　　（LLDPE）和茂金属聚乙烯，此外，还有改性品种如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）

　　和氯化聚乙烯（CPE）等。

　　★聚乙烯的性能

　　☆一般性能

　　聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感，

　　吸水率低，小于0.01%。聚乙烯膜透明，并随结晶度的提高而降低。聚乙烯膜的

　　透水率低但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。易燃、氧指数为17.4，

　　燃烧时低烟，有少量熔融落滴，火焰上黄下篮，有石蜡气味。聚乙烯的耐水性较

　　好。制品表面无极性，难以粘合和印刷，经表面处理有所改善。支链多其耐光降

　　解和耐氧化能力差。

　　☆力学性能

　　聚乙烯的力学性能一般，拉伸强度较低，抗蠕变性不好，耐冲击性好。冲击

　　强度LDPE＞LLDPE＞HDPE，其他力学性能LDPE＜LLDPE＜HDPE。主要受密

　　度、结晶度和相对分子质量的影响，随着这几项指标的提高，其力学性能增大。

　　耐环境应力开裂性不好，但当相对分子质量增加时，有所改善。耐穿刺性好，其

　　中LLDPE最好。

　　☆热学性能

　　聚乙烯的耐热性不高，随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。耐低温性

　　能好，脆性温度一般可达－50℃以下；并随相对分子质量的增大，最低可达－

　　140℃。聚乙烯的线膨胀系数大，最高可达（20～24）×10－5/K。热导率较高。

　　☆电学性能

　　因聚乙烯无极性，所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异，即可以

　　做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，又可以做高压绝缘材料。

　　☆环境性能

　　聚乙烯属于烷烃惰性聚合物，具有良好的化学稳定性。在常温下耐酸、碱、

　　盐类水溶液的腐蚀，但不耐强氧化剂如发烟、浓硝酸和等。聚乙烯在

　　60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟

　　裂。温度超过60℃后，可少量溶于、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油

　　及石蜡中；温度高于100℃，可溶于四氢化萘。

　　由于聚乙烯分子中含有少量双键和醚键，其耐候性不好，日晒、雨淋都会引

　　起老化，需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。

　　☆加工特性

　　因LDPE、HDPE的流动性好，加工温度低，粘度大小适中，分解温度低，在

　　惰性气体中高温度300℃不分解，所以是一种加工性能很好的塑料。但LLDPE的

　　粘度稍高，需要增加电机功率20%～30%；易发生熔体破裂，需增加口模间隙和

　　加入加工助剂；加工温度稍高，可达200～215℃。聚乙烯的吸水率低，加工前不

　　需要干燥处理。

　　聚乙烯熔体属于非牛顿流体，粘度随温度的变化波动较小，而剪切速率的增

　　加下降快，并呈线性关系，其中以LLDPE的下降最慢。

　　聚乙烯制品在冷却过程中容易结晶，因此，在加工过程中应注意模温。以控

　　制制品的结晶度，使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收缩率大，在设计模具时

　　一定要考虑。

　　聚乙烯的熔体流动速率与制品种类的关系如下表所示。