生产聚乙烯的工艺流程聚乙烯生产的工艺流程

生产聚乙烯的工艺流程
聚乙烯生产的工艺流程

按密度的不同,常见有低密度、高密度、线型低密度和超低密度聚乙烯等类型.按相对分子质量的不同,常见有中等相对分子质量(5~25万,工业上常见,通用产品使用)、高相对分子质量(50万左右)、超高相对分子质量100~150万),超低相对分子质量（1万左右,主要用作塑料成型的润滑剂、分散剂）等.
(1}低密度聚乙烯(LDPE)
通常用高压法(14.17~196.2MPa})生产,故又称为高压聚乙烯.由于用高压法生产的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链(每1000个碳链原子中含有的支链平均数21),所以结晶度较低(4%一65%),密度较小(0.910~0.925),质轻,柔性,耐低温性一、耐冲击性较好.LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等.
(2)高密度聚乙烯(HDPE)
主要是采用低压生产,故又称低压聚乙烯.HDPE分子中支链少,结晶度高85%~95%),密度高（0.941~0.965},具有较高的使用温度,硬度、力学强度和耐化学药品性较好.适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品（硬),如各种容器、网、打包带,并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等.
(3)线型低密度聚乙烯(LLDPE)
是近年来新开发并得到迅速发展的一种新类型聚乙烯,它是乙烯和一烯烃的共聚物.（聚和成资料）
由于LLDPE是采用低压法在具有配位结构的高活性催化剂作用下,使乙烯和a-烯烃共聚而成,聚合方法与HDPE基本相同,因此与HDPE一样,其分子结构呈直链状.但因a-烯烃的引入,致使分子链上存在许多短小而规整的支链,其支链数取决于共聚单体的摩尔数,一般分子链上每1000个碳原子有10~35个短支链,支链长度由.一烯烃的碳原子数决定.不过LLDPE的支涟长度一般大于HDPE的支链,支链数目也多.而与LDPE相比,却没有LDPE所特有的长支链. LLDPE的分子链是具有短支链的结构,其分子结构规整性介于LDPE和HDPE之间,因此,密度和结晶度也介于HDPE和LDPE之间,而更接近于LDPF.另外,LLDPE相对分子质量分布比LDPE窄,平均相对分子质量较大,故而熔体枯度比LDPE大,加工性能较差,易发生熔体破裂现象.正是由于LLDPE结构上的特点,其性能与LDPE近似而又兼具HDPE的特点.
LLDPE在挤出成型时熔体粘度高,挤出机必须配备较大功率的电机,功率通常要比挤出LDPE时大25%一30%,同时还应选用强度等级较高的止推轴承,并选择长径比较小、螺槽较深的螺杆.如果螺杆的长径比无法改变,可选用短计量段作为补偿.使用这样设计的螺杆可以降低其驱动扭矩,并使熔体获得最佳的加工粘度极限,不容易出现熔体破裂现象.计量段螺槽加深还有利于控制熔体温度.LLDPE容易发生熔体破裂,因而用加工普通LDPE的吹塑薄膜机头生产LLDPE薄膜,制品容易出现鱼皮现象.克服的方法除了按上述要求设计挤出机螺杆外,还需增加机头口模间隙.一般生产LDPE薄膜口模间隙为0.5~0.9mm ,而加工LLDPE薄膜口模间隙应加大至1.3~1.8mrn.口模间隙增大,使熔体受到的剪切作用减小,同时也可避免机头压力过大.LLDPE熔点较高,挤出加上温度也要高一些,通常为200~215℃左右,并采用沿螺杆各段到机头比较平稳的温度分布.LLDFE熔体挤出口模后拉伸粘度很低,生产吹塑
薄膜的稳定性差,若提高加工温度,这种倾向愈为强烈,因而用提高温度以降低熔体粘度的办法受到限制.LLDPE熔体延伸性能好,可以采用高速牵引装置,同时还适合加工片材及容器.但其熔体强度低,延伸性大,膜泡和型坯的控制及管材定型都比较困难.LLDPE韧性大,切割刀具极易磨损,需要使用硬化处理的刀具. 注塑LLDPE的剪切速率比挤出还高,比LDPE有更高的粘度,因而需要适当提高注塑温度和注塑压力.如果选用熔体流动速率较大的LLDPE,也可选择低注塑压力成型,即使熔体流动速率比LDPE略大,也能获得满意强度的制品.此外LLDPE熔点高,刚性大,制品可在较高温度下脱模,因而成型周期较短.
(4)超低密低聚乙烯（VLLDPE）
由乙烯和极性单休,如乙酸乙酯、丙烯酸或丙烯酸甲醋共聚而成的一种新型的线型结构树脂.该共聚树脂的最低密度为0.912g/cm3.由于密度低,故具有其他类型PE所不能比拟的柔软度、柔顺性,但仍具有较高密度线性聚乙烯的力学和热学特性.近年来,西欧、日本开发了此类聚乙烯,其牌号如DFDA-1137、DFDA-1138. VLLDPE的熔体特性与LLDPE相似,两者加工设备可通用.VLLDPE可用
于制造软管、瓶、大桶及纸箱内衬、帽盖、收缩及拉伸薄膜、共挤薄膜、电线电缆包覆、玩其等.
(5)超高分子量聚乙烯（UHMW-PE ）
UHMW-PE亦为线性聚合物.相对分子质量50~500万(一般M100一150万的聚乙烯称为UHMW-PE更合适),主链很长且相互缠结,结晶度(65%~85% )和密度(0.92~0.94g/cm3)较低.由于相对分子质量高,熔体粘度很大,呈高弹态难以流动,熔体指数接近于零,很难加工. UHMW-PE除具有一般HDPE的性能外,还具有突出的耐磨性、低摩擦系数和自润滑性,优良的耐应力开裂性、耐高温蠕变性和耐低温性(即使在-269℃也可使用),优良的拉伸强度,极高的冲击强度,且在低温下也不下降,噪声阻尼性好,同时,具有卓越的化学稳定性和耐疲劳性,无表面吸附力,电绝缘性能优良,无毒性等优良的综合性能.
UHMW-PE剪切速率很低,用冷压烧结法,型等方法加工.熔体指数极低,粘度很高,流动性极差,临界不宜用一般热塑性塑料成型加工方法加工.可以也可用双螺杆及柱塞式挤出机挤出成型、注塑成型等方法加工.
成型加工条件:热压成型,温度180~220℃,加热时间40min（10mm厚）,挤出成型温度120~180℃或220~240℃.
UHMW-PE用途十分广泛,主要用于制造耐摩擦和抗冲击的机械零件,优替部分钢材和其他耐磨材料.