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高密度聚乙烯

发布人:hztt      发布日期:2012-12-06      浏览次数:3975


 一、高密度聚乙烯基本性质

  高密度聚乙烯(HDPE)也叫低压聚乙烯,是在较低的压力下,0.3-10兆帕压力时,将乙烯单体进行聚合。若采用齐格勒一纳塔催化体系,则用压力偏低,常压或0.3~0.4兆帕,若用金属络合物、金属氧化物,如氧化相、则压力常在10兆帕以下。

  HDPE要求乙烯单体浓度也在99.95%,按离子聚合反应历程,工业上用溶液聚合法,调节剂采用氢,溶刘用汽油、反应温度一般在50-70℃。

  低压聚乙烯还可以再细分成中压聚乙烯和低压聚乙烯,一般中压法生产较少。

  HDPF生产时由于采用了新的高效催化剂之后,这样就简化或省去了脱去催化剂残渣的工序,使投资费用大大降低,进一步完善了溶液聚合法,另外还有悬浮聚合法、气相聚合法。

  HDPE生产时的设备要求低,容易投产,催化剂的效率较高但缺点是催化剂不易制造,不易保存,后处理工序较多,这些正逐渐得以改善。

  HDPE的平均分子量较高,支链短而且少,因此密度较高,为0.92-0.905克/立方厘米,结晶度也比较大80-95%,强度也大。

二、高密度聚乙烯应用举例

  由于HDPE的出现,大大开拓了聚乙烯的用途,不仅用于薄膜和包装,还用于中空吹塑和注塑容器、鱼网丝,管材、机械零件、代木产品,如塑料周转箱、瓦楞箱等。最近又开发了许多新产品,如HDPE微薄薄膜、单向拉伸薄膜,交叉复合薄膜、大塑中空容器、编织袋、网眼袋、背心袋、波纹管、缠绕管,煤气管、输油管护套管等。

  例如微薄薄膜可用于类似纸包装膜、各种规格包装袋、工业用内衬袋及超薄地膜等。

  单向拉伸膜,也有叫HDPE扭结薄膜,代替玻璃纸用于糖果包装。

  交叉复合薄膜,即垂直正交复合重包装膜,是采用管膜HDPE,切开单向拉伸、再正反面复合,这种薄膜纵、横向强度都较高,可用于重包装袋,其中间层为乙烯一醋酸乙烯 (即EVA)粘合层。

  其他还有各种水果、.蔬菜保鲜膜、农用耐老化膜、彩色膜、光降解膜、生物降解膜,无滴膜等。

  HDPE用于管材方面有上水管、输送热水管、煤气管、油田输油管、航道输泥管、抗冲矿用管、抗静电矿用管、双抗(指既抗冲击又抗静电)矿用管、双壁管(指外管是一种波纹管,内管是平滑管,两种结构相组合的管材)、缠浇管(指用两种塑料材质进行复合缠绕而成,这种管可用于排污管、通风管)。

  HDPE还用于各种周转箱、瓦楞箱、大型托盘、鸡旦旦架、HDPE热熔衬布、各种编织袋、网眼袋、交叉网塑料无纺布、复合班料水泥袋、渔网丝(代替尼龙丝)大、中、小型中空容器、工业零部件等。

  下面具体说明HDPE成型加工时的往意要点。

  1、 HDPE薄膜加工技术分析

  从薄膜的机械强度、透气率、抗溶剂渗透性等方面要求肴,HDPE的分子量越大越好,但是由于分子量高,熔休表观粘度大,流动性差,造成挤出产量明显下降。

  例如在同样挤出机、同样配方、同样挤出工艺参数条件下,不同分子量的HDPE,可用熔融指数表示,熔触指数越低,则分子量越大,如熔融指数分别为0.05克/10分钟与0.6克/10分钟两种HDPE,则挤出产量分别为6公斤/小时及8公斤/小时。

  此外HDPE膜在加工时还受冷凝线高度、加工温度、牵伸比、吹胀比、口模尺寸等工艺参数的影响。

  2.、HDPE化肥包装袋的生产

  一般来说,普通级分子量的HDPE不易满足内衬袋所需

  树脂的要求,最好采用超高分子量级的HDPE,如选择熔融指教为0.046、 0.053这种HDPE为好。

  吹膜设备参数:螺杆直径50毫米,长径比25-30,压缩比1.3,模头口径75毫米,模口间隙1.2毫米,模芯为螺旋型,挤出功率为15千瓦,最大挤出量45公斤/小时。

  吹膜工艺参数:吹胀比8.5-13,螺杆转速12-120转/分,牵引速度12-70米/分,成型恤度200-230℃,冷凝线高度460-600毫米,卷绕速度15-65米/分,制袋焊接温度200-240℃。内衬膜厚度为0.025-0.04磨米,比用LDPE膜厚度减小一半,另外HDPE膜的开口性能也好。

  3、HDPE硬管的生产

  硬管要求HDPE的分子量较大,熔融指数小于1,最好在0.5左右。工艺温度:机身一区170℃,二区180℃,三区190℃,四区200℃,模具分流梭处210℃,口模200℃。

  挤出机螺杆直径90毫米,长径比20:1,螺杆转速24-72转/分,口模直径112毫米或88毫米,牵引速度15-20米/小时,牵引为夹辊式无级调速。

  硬管口径不同,加工温度也有所差异,如生产直径为32,毫米农用打井管和生产直径为90毫米的农用输水管,则挤出机机筒三区温度分别为:190-220-230℃,和180-190-200℃,也与设备型号、管璧厚度等有关。

  4、HDPE泡沫塑料

  HDPE泡沫塑料在扰抗张模量、挠曲模量、拉伸强度、断裂伸长率等方面要优于LDPE泡沫,从价格上低于聚氮酯泡沫,因此HDPE泡沫常用于城市集中采暖系统热水管的保温、空调设备的保温、包装材料,在铸造工业中,用以代替木棋型,在电缆工业中,低发泡HDPE可作海底同抽电缆的护套、通讯电级的绝缘层;还可作为导电泡沫材料,用在电磁屏蔽中,还开发高吸水性泡沫材料,增大膨胀率,用作土壤调节剂;还可作为高速公路和建筑用嵌缝材料。

  HDPE泡沫塑料作为绝热保温材料时,一般要求树脂的密度大于0.935克/立方厘米,密度小时,制品的强度差。树脂的熔融指数要小于30克/10分钟,树脂的熔点应大于117℃为好。这样得到的泡沫制品,其泡孔直径为0.03-3毫米,表观比重为0.0067-0.012;比抗张强度150公斤/平方厘米,压缩25%时的回复率大于80%,加热时收编率小于50%。

  有时为改善HDPE泡沫的成型性能,可添加一些助剂来改性。例如加入0.1-8份分子量为1700的氧化乙烯一氧化丙烯嵌段共聚物,作为发泡阻缓剂来调整反应速度。

  有时添加0.005一3份粘土、滑石粉、二氧化硅、硬脂酸钙、硬脂酸锌等作为泡沫调节剂。

  有时添加云母、碳酸盐、碳酸氢盆作为泡沫成核剂。

  5、HDPE食品周转箱

  生产食品周转箱有时加1%的色母料。注射机料筒温度170-210℃,喷嘴温度80℃,模具温度50-60 ℃,注射压力40兆帕,注塑保压时间30秒、塑化时间110秒、成型周期150秒、螺杆转速32转/分,箱重2.7公斤。

  塑料啤酒箱生产工艺与上述相近,只是料筒温度稍高些如200-220℃,喷嘴温度也高些为100℃。

  一般选用注塑级HDPE应尽量选用密度较高的、分子量分布较窄的,熔融指数多在4-8克/10分钟之间。

  6.、HDPE在多次成型加工中的稳定性分析

  通过试验研究表明,在正常的加工条件下,HDPE可以经受多次热和机械的作用,说明HDPE是一种比较稳定的材料,这无疑对HDPE的回收利用有一定的积极意义。

  挤出时的工艺条件为:三段温度分别为:140-150℃,160-180℃, 180-200℃,机头沮度160-180℃,螺杆转速30-50转/分。注射时工艺条件:温度分别为180-200℃,160-180℃, 140℃,注射压力70兆帕,注射时间5一8秒、保压时间5一6秒、冷却时间7-10秒。

  例如在反复便用6-10次过程中,随着加工次教增加熔融指数下降,由原来的1左右降到0.6左右,继续增加加工次数,熔融指数又交化不大,不影响住射过程。

  由红外先谱分析,在热、氧和机械剪切作用下,HDPE没有出现明显的降解反应。又从分子量大小及分子量分布看,也没有明显的变化。

  从材料的强度和断裂伸长率看,空化也不是太大,在这一点上和聚丙烯塑料差别谈大。又从HDPE的结构上看也无大变化,没有发现交联现象。

  因此一般来说,HDPE可以反复加工10次基本上不损坏其性能。这样又废料回收具有明显的经挤效益。

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