聚乙烯和聚丙烯是怎么分类的?

2024-11-25 15:08:00

聚乙烯(PE)是由乙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,全球聚乙烯产量居五大通用合成树脂之首。纯聚乙烯无味、无臭、无毒,表面无光泽,一般为乳白色,具有优良的耐低温性能,在低温下仍能保持良好的韧性。另外,聚乙烯化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀,常温下不溶于一般溶剂,吸水性小。聚乙烯可用吹塑、挤出、注射成型等方法进行加工,主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。

聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,属于五大通用合成树脂之一,是五大通用合成树脂中最轻的品种。纯聚丙烯同样无味、无臭、无毒,一般为乳白色,但相较于聚乙烯,表面光泽度较好,加工成型性好,同样不溶于一般溶剂,吸水性也较小,但耐低温性能和化学稳定性较差,更容易发生老化和降解,使制品变硬变脆。聚丙烯最大的优点在于具有良好的耐热性,其制品能在100℃以上环境中进行消毒灭菌,在不受外力的条件下,150℃也不变形。另外,聚丙烯具有优良的耐折断性,澳大利亚的钱币使用聚丙烯制作,就是源于聚丙烯的耐折断性。聚丙烯可用注射、挤出、压延、拉伸等成型方法进行加工,主要用来制造薄膜、包装材料、汽车配件、纤维和家用电器配件等日用品,我们常戴的口罩就是用聚丙烯材料制成的。

1)聚乙烯分类方法

实际生产的聚乙烯从分子结构角度看,主要由乙烯链节构成,同时,根据产品用途不同,还包括少量的1-丁烯、1-己烯或1-辛烯等共聚单体链节。通过共聚单体链节数量的调整,聚乙烯的密度会在0.880~0.970克/厘米3之间变化,同时也引起聚乙烯的力学性能发生显著变化。不同力学性能的聚乙烯会有不同的用途,所以,聚乙烯的分类通常按照密度来划分。

1)高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯(HDPE)的密度在0.940~0.976克/厘米3范围内,结晶度为70%~80%,热变形温度为75~85℃,使用温度可达100℃,熔融温度为120~160℃。HDPE在所有聚乙烯中的刚性最高,韧性较低,主要应用于较硬的制品,如管材、中空容器、注塑制品等;在薄膜方面的应用主要集中在重物包装膜,由于HDPE的结晶度较高,降低了薄膜的透明度,生产的薄膜制品多为不透明包装薄膜。

2)低密度聚乙烯(LDPE)。低密度聚乙烯的密度在0.900~0.920克/厘米3之间,结晶度为40%~50%,熔融温度为95~110℃,热变形温度为50~70℃。LDPE的突出特点是韧性较好,但刚性较差,制品总体感觉较柔软。LDPE的最大应用市场是薄膜,LDPE薄膜柔软、透明,日常生活中的购物袋一般用LDPE材料制备。

3)线型低密度聚乙烯(LLDPE)。线型低密度聚乙烯是20世纪70年代开发成功的与α-烯烃的共聚物,其分子呈线型结构。聚合物中引入α-烯烃单体后使得大分子含有相当数量的支链,这些短支链和长支链会对其物性产生影响,可以通过调控支链长短、支化度以及共聚单体含量等来制备所需产品。由于LLDPE在结构上的特点,它在性能上拥有某些超越LDPE的优势。其结构特点为:撕裂强度为低密度聚乙烯的3~4倍;抗穿刺强度约为低密度聚乙烯的9倍;极限拉伸强度与断裂伸长率比低密度聚乙烯高25%~50%。

2)聚丙烯分类方法

从分子结构来看,聚丙烯比聚乙烯的分子链节多一个甲基,甲基的存在使聚丙烯的性能在很多方面不同于聚乙烯。聚丙烯的生产过程分为均聚和有共聚单体的共聚,但共聚单体的存在并不显著改变聚丙烯的密度,所以聚丙烯通常不依据密度来分类,而是根据共聚单体使用与否以及使用量来分类。

1)均聚聚丙烯。均聚聚丙烯完全使用丙烯单体聚合而成,不使用其他的共聚单体。由于不存在共聚单体,得到的均聚聚丙烯分子结构规整度高,结晶度高,材料的刚性好,但韧性较差,主要用于薄膜、注塑、扁丝、纤维等制品的生产。

2)无规共聚聚丙烯。无规共聚聚丙烯是由丙烯和低于5%的乙烯或1-丁烯共聚得到,无规共聚聚丙烯由于共聚单体的存在,分子结构规整度降低,结晶度降低,材料的透明度提高,光泽度变好,刚性下降,韧性提高,通常用于薄膜、注塑、管材和包装用收缩膜的制备。

3)抗冲共聚聚丙烯。抗冲共聚聚丙烯是由丙烯和高于5%的乙烯或1-丁烯共聚得到。共聚单体的插入打乱了聚丙烯链结构的规整性,抗冲共聚聚丙烯中出现了完全不结晶的组分,被称为“橡胶相”,橡胶相的存在大大提高了聚丙烯的抗冲击强度。抗冲共聚聚丙烯主要用于对聚丙烯材料的抗冲击性能要求较高的领域,如汽车保险杠、家用电器配件、电池箱等。

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