聚乙烯化工材料结构特点与应用

聚乙烯化工材料结构特点与应用

作者：崔凡星

联泓格润(山东)新材料有限公司，山东省枣庄滕州，277500

摘要：聚乙烯合成单元是乙烯,由多个乙烯反复聚合成聚乙烯。全世界有五种树脂,其中聚乙烯是最常用的。目前,在可以掌握的工业技术中,聚乙烯最常见、应用最广泛的加工方法是热塑成型工艺。聚乙烯可以形成多种聚乙烯制品,其中薄膜制品在合成薄膜制品中起着重要作用,通常由低密度聚乙烯和高密度聚乙烯制成,在正常情况下,使用低密度聚乙烯比为77%,高密度聚乙烯比为18%。除了薄膜制品中的聚乙烯外,电线电缆制品也离不开聚乙烯,这意味着聚乙烯是塑料工业中最重要的原材料之一。

关键词：聚乙烯;结构特点;应用发展

引言：在最近这些年，我国石油化工产业正在飞速发展，这就直接带动了聚乙烯的生产规模，聚乙烯是一种具有特殊的化学和机械特性的材料，而且这种材料在我国各行各业的应用已经非常广泛。聚乙烯是一种最简单的高分子化合物，因为它种类众多的特性，所以通过不同生产环境产出的聚乙烯也有不同种的性质。本文对聚乙烯的化学结构特点、优势和应用领域进行细致分析，并对该材料的未来发展前景进行探讨。

一 聚乙烯的化学结构特点

聚乙烯的基本结构是通过“-CH 2 -”这种基本单元连续拼接得到的，因为聚乙烯的种类非常多，所以在不同的品种之间，也存在的很大的性能差异，而产生这种差异的原因就是不同的聚乙烯分子密度不同，结构不一。从本质上来讲，聚乙烯是采用乙烯进行一系列反应，最后聚合而得到的一种人工生成材料，但是如果从本质上来说，聚乙烯就是一种结晶热塑性树脂，顾名思义，低密度聚乙烯密度比较低，而且材质比较柔软，可以将其加工成塑胶袋等生活用品；而就高密度聚乙烯来说，它的耐油性、耐温性等方面非常优秀，不仅如此，高密度聚乙烯从一定程度上来说，拥有很强大的抗冲击性，也正是因为它的这种特点，高密度聚乙烯在吹塑等方面被广泛使用。

二 生产工艺分析

在聚乙烯制作初期，高压法用于制作低密度聚乙烯，当时用高压法制得的聚乙烯约占总产量的67％，然而随着催化剂的不断改进以及生产的不断发展，用高压法制作聚乙烯的方法逐渐被低压法所取代。高密度和中低密度聚乙烯分别用淤浆法和溶液法、气相法制得，上述三种方法均属于低压法。目前世界上很多化工公司都掌握了生产聚乙烯的技术，据不完全统计，掌握制取低密度聚乙烯技术的公司有7家，掌握制取中密度聚乙烯技术的公司有10家，掌握生产高密度聚乙烯技术的企业有12家。从综合情况来看，生产低密度聚乙烯最常用也是最成熟的方法是高压法，其中包括高压釜式和高压管式，同时高压法生产低密度聚乙烯已经在工业上得到了广泛应用。在用低压方法生产高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯的焦点问题在催化剂上，目前钛类催化剂主要被欧洲和日本化工公司采用，而络系催化剂大多应用在美国工业中，同时在1991年，美国发现了茂金属也可以用作聚乙烯聚合反应的催化剂，这为聚乙烯材料的工业化生产带来了新的发展。据统计，现存的主要的生产聚乙烯的方法有11种，而我国主要采用其中的8种进行生产，比较典型的是高压管式法，高压釜式法以及低压气相法等。

三 聚乙烯的应用领域及分类

3.1聚乙烯薄膜

聚乙烯薄膜的透气性比较小，并且如果自身密度增，那么它的透气性将会持续下降。在生产聚乙烯薄膜的过程中可以根据制造方法的不同与操控方法的改变来生产出各种密度不一样的聚乙烯材料。同时，操作人员也可以利用吹塑法将聚乙烯制成薄膜，在制作薄膜的过程中人们通常选用低密度而不是高密度的聚乙烯，因为利用低密度聚乙烯生产的薄膜具有良好的透明度，而且还具有很强的抗拉伸性。不仅如此，利用低密度聚乙烯所制作出的一些薄膜还会被广泛地应用在各种食品、医药等包装材料中。

3.2聚乙烯纤维

。目前，在我国很多第一产业中，就像渔业等产业聚乙烯纤维被广泛的普及和应用。不仅如此聚乙烯纤维也经常被用在工业生产上。当前我国科研人员和机构已经研制出具有很高强度的聚乙烯纤维，甚至在我国军事的某些方面，聚乙烯纤维都得到了广泛应用，比如防弹背心等。

3.3聚乙烯管板材

通过聚乙烯双峰化学反应，加上特殊挤出的方法将聚乙烯进行全方位加工就能产出我们想要的聚乙烯管材，一般来说，密度比较高的聚乙烯会因为其强度较高的特点，被工作人员选择铺建在地下。但是如果利用挤出的方法，就可以对已经制作完成的板材进行二次加工，这是一种之前没有的新技术。不仅如此，利用发泡挤出和发泡注射法等方法制作出的泡沫塑料产品，还被广泛利用在建筑行业中。

3.4聚乙烯中空制品

一般来说，密度比较高的聚乙烯，它的强度也相对来说高一些，所以这种材料就比较适合应用在中空制品的生产中。在制作中空制品的过程中，操作人员可以采用吹塑的方法来制作一些生活中常用的容器，例如花瓶、收纳盒等，不仅如此，在生产过程中还可以采用浇铸的方法来生产一些体积较大的容器，比如槽车罐、贮罐等。但是如果提到制作中空制品最多的原材料，那就一定是聚乙烯树脂了。在制作产品的过程中，为了保证生产的产品质量过硬，而且生产效率较高，所以人们都选择采用聚乙烯材料。但在使用的过程中人们也应注意，不同密度的聚乙烯存在不同的特性，也正因如此不同密度的聚乙烯在不同领域的应用中也会产生很大的差异性。

四 聚乙烯材料未来发展方向

4.1聚乙烯的共混改性发展

聚乙烯共混改性发展在实际研究中主要目标即为将线型低密度聚乙烯与低密度的聚乙烯进行一定比例的相互混合。混合后进行后续薄膜、桶、瓶子的加工工作，经此方法最终制出的材料性能较低密度乙烯相比将获得大幅度的提升。与此同时，可将乙丙橡胶与聚乙烯混合进行加工制造，最终获得热塑性弹性体。

4.2氯磺化聚乙烯的改进发展

技术人员在加工氯磺化聚乙烯的过程时，在聚乙烯与含有SO2的氯发生反应后，此时分子中的部分氢原子将被取代，在取代最终完成后形成氯磺化聚乙烯。现阶段悬浮法是多数企业在进行工业加工时所采取的主要方法，该方法具有诸多优点，其在耐光、耐磨以及抗臭氧等方面具备出色的性能的同时，在抵抗化学腐蚀、耐温度等方面均表现出色。

4.3交联聚乙烯的发展

通过化学法或辐射法可使线型聚乙烯成为网状交联聚乙烯。采用油及硅可在降低生产费用的同时简化生产工艺，此方法成型与交联可分步进行。制造出的交联乙烯在耐热、耐压等方面将较传统聚乙烯有大幅度的提高。交联聚乙烯适合制作电线、管材等等

4.4聚乙烯纤维的发展

聚乙烯纤维也被称为乙纶，主要应用低密度聚乙烯材料，经过纺织加工合成纤维，在渔业有着广泛的应用。近几年来，高密度聚乙烯材料也被用于生产纤维，在保证固有特性的基础上，提高了纤维强度，因此在军事方面有着广泛应用，也有少部分被应用于海上作业。在目前的航标制造行业，超高分子量聚乙烯是一种比较普遍的新型聚合物材料。其相对密度、冲击强度、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率、热变形温度、脆化温度等指标均达到了航空标定的最高要求

结语

聚乙烯作为一种特殊的高分子塑料，是最被人熟知的一种，与此同时聚乙烯也是聚烯烃的典型代表。在人们生活中所见的塑料制品中，聚乙烯是用量最大的一种材料。因为它是由乙烯聚合而成的一种特殊高分子材料， 所以它对生态环境的保护也做出了突出贡献。

参考文献：

【1】《科学与技术》 > 2020年22期 > 探究聚乙烯化工材料的结构特点以及应用发展  出版时间：2020-12-07作者: 李炜 杨岩桢 郑晓旭

【2】《中国科技信息》 > 2023年4期 > 聚乙烯的结构特点以及应用发展探析  出版时间：2023-04-19作者: 黄自军

【3】刘海龙，张黎君，赵丹丹，等.聚乙烯亚胺改性硅胶材料对Cu~(2+)的吸附动力学与热力学研究[J].盐科学与化工，2022,51(09):17-20.