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LLDPE线性低密度聚乙烯

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LLDPE线性低密度聚乙烯LLDPE线性低密度聚乙烯 作者: 来源: 时间:2006-6-14 10:54:22 阅读次数:357 世界聚乙烯生产工艺的开发 作者:文 李玉芳 来源:《国外塑料》2005-1 加入时间:2005-8-31 自20世纪早期,作为世界上最大吨位的商品塑料-聚乙烯的产量已经迅速增长。目前全球聚乙烯的产量已经达到5600万吨/年,预计将随北美和欧洲经济的复苏而增长,而亚洲的需求亦将持续快速提高。科学发明和工艺技术进展已经成为聚乙烯工业的特点,有广泛的工艺系列满足聚乙烯生产商的选择。聚乙烯工艺技术的发展已经为人们所熟知,...
LLDPE线性低密度聚乙烯
LLDPE线性低密度聚乙烯 作者: 来源: 时间:2006-6-14 10:54:22 阅读次数:357 世界聚乙烯生产工艺的开发 作者:文 李玉芳 来源:《国外塑料》2005-1 加入时间:2005-8-31 自20世纪早期,作为世界上最大吨位的商品塑料-聚乙烯的产量已经迅速增长。目前全球聚乙烯的产量已经达到5600万吨/年,预计将随北美和欧洲经济的复苏而增长,而亚洲的需求亦将持续快速提高。科学发明和工艺技术进展已经成为聚乙烯工业的特点,有广泛的工艺系列满足聚乙烯生产商的选择。聚乙烯工艺技术的发展已经为人们所熟知,在工业实践中领先的主要有5项工艺技术,即高压法、淤浆或悬浮法、溶液法、气相法以及阶式淤浆/气相法。 上世纪30年代末,ICI公司开发了高压LDPE工艺。由这种工艺生产的LDPE产品具有透明、柔软、韧性等优异性能,使得其最适宜制造薄膜,其消费量占据了全球薄膜约30%的市场份额。最近宣布的高压聚乙烯产能增加,包括装置扩建和新建,反映了该工艺技术继续具有竞争力,并且正在通过扩大生产规模来使其经济性得到进一步的提高。 历史上第二个里程碑是以过渡金属为基础的聚乙烯配位催化剂的出现,以菲利浦斯淤浆工艺生产HDPE和杜邦加拿大公司Sclairtech工艺生产LLDPE的工业化达到顶峰。 上世纪50年代初期,菲利浦斯石油公司的Hogan发明了氧化铬载于硅藻土上制成的催化剂用于乙烯聚合,在比LDPE制造要求更为缓和的条件下工业生产HDPE。这种密度0.94-0.97g/cm3的结晶聚合物,目前采用操作压力3-5MPa,温度高至100?,使用惰性、低沸点烃稀释剂的淤浆工艺生产。操作条件缓和,允许采用容积较大的反应器,降低装置投资,生产的可变成本也较低。由于具有优异的抗拉强度以及熔融流动特性,HDPE可以用作硬质材料,例如大、小工业容器、家庭器皿以及管材等。 几乎同时,德国赫斯特公司采用多段连续搅拌釜式反应器,负载钛系催化剂,开始工业生产HDPE。菲利浦斯粒子型工艺和赫司特工艺持续进展,向用户提供了品种广泛和质量优异且可预定性质的HDPE产品,同时满足了不断降低装置总投资和生产可变成本的要求。 杜邦公司采用齐格勒催化剂的溶液聚乙烯工艺,于1960年首先工业化,生产低密度乙烯共聚物,加入1-丁烯或( 和 )1-辛烯等线形?琢-烯烃。新聚乙烯种类后来称之为LLDPE,密度范围为0.905-0.935 g/cm3,熔融指数小于0.5-10g/10min,提供了优良的抗刺穿强度,抗张强度和抗冲强度综合性能,且光学性能、吹塑过程熔融流变性能卓越。随后,陶氏化学和联碳公司在溶液和气相工艺 平台中应用齐格勒催化剂,极大地扩展了LLDPE的生产基础。 在聚乙烯工艺进展中第三个重要事件是联碳公司在上世纪60年代末70年代初开发了低压气相工艺。1968年第一次用于制造HDPE,1977年能经济地生产LLDPE,并且由于积极的技术转让计划,Unipol工艺已经大大扩展了全球聚乙烯产能。气相流化床工艺也为BP化学公司和巴塞尔公司实施,采用特别的工艺设计,通过外循环环管导入单体,共聚单体和氢进入粒子聚合物床,并借助循环气流流化。 聚乙烯技术开发中第四个也是最近的里程碑,是全新的茂金属即单中心催化剂体系。该路线强化控制聚合物的微观结构,并最终改善聚乙烯终端使用性能。目前,聚乙烯生产者的目标是采用这种催化剂体系简单翻新现有工艺技术,以便限制资本花费,并保持催化剂使用的广泛灵活性和反应器链中聚合物品级。经过相当的花费和努力,在过去10年已经将茂金属催化剂技术在5个主要工艺平台上实现工业化。目前,茂金属聚合物的工业生产和销售已经锁定超低密度LDPE( VLDPE )和LLDPE品级,在密度0.89-0.93 g/cm3、熔融指数0.5-10g/10min的其它聚合物方面,发挥了这类催化剂的特有能力,极好地控制聚合物分子量分布和短支链分布。聚合工艺技术中这一革命性步骤的成功,只需要花费较低的成本就可以对现有工艺模式进行技术改造。目前可用的聚乙烯技术有代表性的概况如表1所示。 上世纪90年代初期,第二代Sclairtech工艺完成了高活性齐格勒-纳塔催化剂开发和工程开发工作( 现称先进的Sclairtech工艺 ),1998年完成了工艺设计,同年开始建设工业装置。从工艺设计和操作观点看,先进的Sclairtech工艺与第一代Sclairtech工艺有几点重要差异:( 1 )C6混合烃替代环己烷作为聚合溶剂,在几个方面改善了工艺状况。首先,对寒冷气候的装置不再需要监视低压溶剂体系。第二,由于新溶剂易挥发,从包装前的产品中脱出挥发物更有效;( 2 )除去的催化剂残渣不会吸附溶剂。节约投资和可变成本;( 3 )反应器系列由带有适当内部混合元件的两个反应器组成。拓宽了聚合物分子量分布和支化分布范围,这种构型使单中心催化剂生产聚合物特别有利;( 4 )先进的Sclairtech工艺在低反应温度下运转良好,并且可以使用各种茂金属催化剂或齐格勒-纳塔催化剂;( 5 )已经建立的第一套Sclairtech工艺装置采用的共聚单体是1-辛烯,该装置坐落在加拿大若夫尔。 从世界聚乙烯工艺的开发进程可以看出,目前世界上聚乙烯生产工艺的发展趋势是高压法所占份额将逐渐减少,而低压法所占份额增逐渐增加,特别是气相流化床工艺技术,正在成为当前聚乙烯生产工艺技术的主流。双峰技术以及以单中心催化剂为主的新生产工艺技术将不断得到发展,并最终在工业生产中占据重要的地位。 [作者单位:北京江宁化工技术研究所,100076] 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 线性低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯,因为不存在长支链。LLDPE的线性度取决于LLDPE和 LDPE的不同生产加工过程。LLDPE 通常在更低温度和压力下,由乙烯和高 级的a烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合 而生成。共聚过程生成的LLDPE聚合 物具有比一般LDPE更窄的分子量分 布,同时具有线性结构使其有着不同的 流变特性。LLDPE的熔融流动特性适l应新工艺的要求,特别是用薄膜挤出工艺,可产出高质的 LLDPE产品。LLDPE应用于聚乙烯所有的传统市场。增强了抗伸、抗穿透、抗冲击和 抗撕裂的性能使LLDPE适于作薄膜。 它的优异的抗环境应力开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废 渣填埋和废液池的衬层。 生产和特性 LLDPE的生产起始于过渡金属催化剂,特别是齐格勒(Ziegler)或飞利 浦(Phillips)类型。基于环烯烃金属衍生物催化剂的新工艺是LLDPE生产的另一个选择。实际的聚合反应可以在溶液和气相反应器中进行。通常,辛烯与乙烯在溶液相反应器中共聚,丁烯。己烯与乙烯在气相反应器中聚合。在气相反应器中生成的LLDPE树脂是颗粒形式,且可以粉料或进一步加工成粒料出售。 以己烯和辛烯为基础的新一代超LLDPE已由莫比尔、联合碳化物。Novacor和道塑料等公司推出。这些材料具有很大的韧性极限,在自动取出袋的应用中有新的潜力。 很低密度PE树脂(密度低于0(910g/cc。)也在近年出现。 VLDPES具有的柔性且软度是LLDPE达不到的。 树脂的特性一般体现在熔融指数和密度。熔融指数可反映出树脂的平均分子量且主要受反应温度控制。平均分子量与分子量分布(MWD)无关。催化剂选择影响MWD。 密度由共聚用单体在聚乙烯链中的浓度决定。共聚用单体浓度控制短支链数目(其长度取决于共聚用单体类型)从而控制树脂密度。共聚用单体浓度越高,树脂密度越低。 在结构上,LLDPE在支链的数目和类型上与LDPE不同,高压LDPE有长支链,而线性LDPE只具有短支链。 在结构上,LLDPE只在短支链数目上与HDPE不同。HDPE的短支链数目较少,因此,是有更高密度的材料。 LLDPE的物理特性受控于它的分子量,MWD和密度。 LLDPE优于LDPE,归根结底取决其用途。通常,在所有应用中用LLDPE生产刚性更强的产品,虽然根据ATSM对低密度材料标准,LLDPE和LDPE的密度都在0(91—0(925之间。 LLDPE形成更高结晶结构,因为不存在长支链。LLDPE较大的结晶性产生较高刚性的产品。这种较高的结晶度也使LLDPE与LDPE相比,熔点提高了 10,15?。 更高的抗伸强度、抗穿透性、抗撕裂性和伸长率增加是LLDPE的特性,使其特别适用于制薄膜。如果用己烯或辛烯代替丁烯作共聚单体甚至连抗冲击力和抗撕裂性也可得到较大的改进。对于相同熔体指数和密度下的给定树脂,己烯和辛烯LLDPE树脂在冲击和撕裂性能上提高到 300,。己烯和辛烯树脂更长的侧链在链之间起到象“绳结”分子一样的作用,改进了化合物的韧性。 用环烯烃金属衍生物催化剂生产树脂将具有独特的性能。更窄的MWD,改进了共聚单体分布,有更好的薄膜透明度、密封性和冲击强度,这些与用齐格勒催化剂生产的LLDPE相似。 在透明度这一特性上,LLDPE具有与LDPE相似的缺点O LLDPE薄膜的浊度和光泽度是不好的,主要因为它的更高结晶性造成了薄膜表面粗糙度。LLDPE树脂的透明度可通过与少量的LDPE共混而改善。 加工 LDPE和LLDPE都具有极好的流变性或熔融流动性。LLDPE有更小的剪切敏感性,因为它具有窄分子量分布和短支链。 在剪切过程中(例如挤塑),LLDPE保持了更大的粘度,因而比相同熔融指数的LDPE难于加工。在挤塑中,LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子链的应力松驰更快,并且由此物理性质对吹胀比改变的敏感性减小。 在熔体延伸中,LLDPE在各种应变速率下通常都具有较低的粘度。也就是说它将不会象LDPE一样在拉伸时产生应变硬化。随聚乙烯的形变率增加(LDPE显示出粘度的惊人增加,这是由分子链缠结引起。 这种现象在 LLDPE中观察不出,因为在LLDPE中缺少长支链使聚合物不缠结。这种性能对薄膜应用极重要(因为 LLDPE薄膜在保持高强度和韧性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流变性可概括为“剪切时刚性”和“延伸时柔软”。 当用LLDPE 替代LDPE时薄膜挤塑设备和条件必须做修改。LLDPE的高粘度要求挤塑机有更大的功率(并提供更高的熔体温度和压力。 模口隙距必须加宽以避免由于产生高背压和熔体断裂而降低产量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分别是O( 024,0( 040 in(和 0( 060,0( 10in。 LLDPE的“延伸时柔软”的特性在吹膜过程中是一个缺点。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么稳定。 一般的单唇风环对 LDPE的稳定足够使用(LLDPE的特有的膜泡要求更完善的双唇风环来稳定。用双唇风环冷却内部膜泡可增加膜泡稳定性,同时在高生产率下提高薄膜生产能力。除了膜泡的更好冷却外,很多薄膜生产厂采用与LDPE共混方法以增强LLDPE溶道理上,LLDPE的挤塑可以在现有LDPE薄膜设备上完成,当LDPE的共混物中 LLDPE的浓度达 50,时。加工 100, LLDPE或富含 LLDPE的与LDPE共混材料时,采用一般的LDPE挤塑机,必需改进设备。 根据挤塑机的寿命,要求改进的可能是加宽模口隙距,改良风环,修改螺杆设计以更好挤出,必要时应增加电机功率和转矩。对于注塑应用,一般不需改进设备,但加工条件需达最佳化。 滚塑加工要求LLDPE研磨成均匀颗粒(35筛孔)。加工过程包括用粉末状LLDPE填满模具,加热并双轴向地旋转模具使LLDPE均匀分布。冷却后产品从模具中移出。 应用 LLDPE已渗透到聚乙烯的大多数传统市场,包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。防渗漏地膜是新开发的LLDPE市场。地膜,一种大型挤出片材,用作废渣填埋和废物池衬垫,防止渗漏或污染周围地区。 LLDPE的一些薄膜市场,例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋,这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。透明薄膜,例如面包袋,一直由LDPE占统治地位,因为它有更好的浊度。然而,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度。抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,而不显著影响薄膜的透明度。 注塑和滚塑是LLDPE最大的两个模塑应用。这种树脂优越的韧性和低温、冲击强度理论上适于废物箱、玩具和冷藏器具。 另外,LLDPE的高抗环境应力开裂性使其适用于注塑与油类食品接触的模塑盖子,滚塑废料容器、 燃料箱和化学品槽罐。 在管材和电线电缆涂敷层中应用的市场较小,在这里LLDPE提供的高破裂强度和抗环境应力开裂性 可满足要求。目前, LLDPE的 65,, 70,用于制作薄膜。 PE80和PE100有什么区别 2006-10-24 16:25 PE材料是聚乙烯,是塑料材料中用量最大的品种,它是由聚乙烯合成的高分子 材料。基本分为两类:低密度聚乙烯LDPE(强度较低);高密度聚乙烯HDPE。 PE材料按照国际上统一的标准划分为五个等级:PE32级、PE40级、PE63级、PE80级和PE100级。用于给水管道PE管的生产为高密度聚乙烯HDPE,其等级是PE80、PE100两种(依据最小要求强度Minimum Required Strength的缩写MRS)。PE80的MRS达到8MPa;PE100的MRS达到10MPa。MRS是指管受环向张应力强度(按 国际标准测试计算值)。 高密度聚 乙烯 (HDPE) 通用树脂 高密度聚乙烯(HDPE)通用树脂 高密度聚乙烯树脂是一种无嗅、无味、无毒的热塑料,它具有优良的电绝缘性、良好的耐寒性、耐化学腐蚀性、很低的吸水性及水蒸气 渗透性,它性能稳定,硬度高,并有良好的加工性能。我厂可生产流动速率从0.05—25g/10min范围之间的十个牌号的产品。 产品牌号及典型值 产 品 牌 号 性能指标 单 位 TD0010 TD0030 TG0220 熔 体 流 动 速 度(2.16kg) g /10min 0.05-0.20 0.21-0.40 / 熔 体 流 动 速 度(21.6kg) g /10min / / 1.7-2.5 密 度 0.942-0.950 0.930-0.947 水 份 0.20 % ? 断 裂 伸 长 率 700 % ? 拉 伸 屈 服 强 度 MPa ? 25 27 熔 程 129-138 128-138 表 观 密 度 / 0.40 筛 分(?900um) / 95 % ? 产品主要应用 HDPE 可以很容易地彩注塑、吹塑及挤出的方法加工在型,制成单丝、瓶、桶、罐等中空制品。 超高分子量聚乙烯(UHMW - PE) 树脂 高密度聚乙烯氯化聚乙烯专用料 高密度聚乙烯(HDPE)通用树脂 聚乙烯蜡
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