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高密度聚乙烯樹脂和聚乙烯樹脂的區別

妳好,朋友!聚乙烯(Polyethylene)是五大合成樹脂之壹,是我國合成樹脂中生產能力最大、進口最多的品種。目前,我國是世界上最大的聚乙烯進口國和第二大消費國。聚乙烯是乙烯單體聚合而成,聚乙烯塑料是以聚乙烯樹脂為基體,加入少量抗氧劑、滑爽劑等助劑制成的塑料制品。聚乙烯主要分為線型低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類。

1.高密度聚乙烯,英文名稱為 "High Density Polyethylene",簡稱 "HDPE"。

HDPE無毒、無味、無臭,密度為0.940~0.976g/cm3,它是在齊格勒催化劑的催化下,在低壓條件下聚合的產物,所以高密度聚乙烯也成為低壓聚乙烯。

高密度聚乙烯是壹種由乙烯 **** 聚合生成的高結晶度、非極性熱塑性樹脂。原態高密度聚乙烯的外觀呈乳白色,在微薄截面上有壹定程度的半透明。它對大多數家用和工業化學品都有很好的耐受性,能耐強氧化劑(濃硝酸)、酸和堿鹽以及有機溶劑(四氯化碳)的腐蝕和溶解。這種聚合物不吸濕,具有良好的憎水蒸氣性能,可用於防潮防滲。

缺點是其耐老化性和環境應力開裂性不如低密度聚乙烯,特別是熱氧化會降低其性能,因此在高密度聚乙烯制成的塑料卷材中添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來改善其缺點。

2 低密度聚乙烯,英文名稱為 "Low density polyethylene",簡稱 "LDPE"。

LDPE無毒、無味、無臭,密度為0.910-0.940g/cm3,它在100-300MPa的高壓下,以氧氣或有機過氧化物為催化劑進行聚合,也可變成高壓聚乙烯。

低密度聚乙烯在聚乙烯樹脂中是質量最輕的品種。與高密度聚乙烯相比,其結晶度(55%~65%)和軟化點(90~100℃)較低;具有良好的柔韌性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性;其化學穩定性較好,可耐酸、堿和鹽類水溶液;電絕緣性和透氣性好;吸水性低;易燃燒。

鈦白粉的性質較軟,具有良好的延伸性、電絕緣性、化學穩定性、加工性能和耐低溫性(可耐-70℃)。

不足之處是機械強度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結構不夠規整,結晶度低(55%-65%),結晶熔點低(108-126℃)。其機械強度低於高密度聚乙烯,抗滲系數、耐熱性和耐日光老化性較差,在日光或高溫下易老化分解而變色,導致性能下降,因此低密度聚乙烯制成的塑料卷材中添加了抗氧劑和紫外線吸收劑,以改善其不足之處。

3線性低密度聚乙烯,英文名稱 "Linear Low density polyethylene",簡稱 "LLDPE"。

LLLDPE無毒、無味、無臭,密度為0.915~0.935g/cm3,是乙烯與少量高級α-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下生成的。傳統 LLDPE 分子結構的特點是主鏈呈線性,很少或沒有長鏈,但含有壹些短鏈。由於沒有長支鏈,聚合物的結晶度更高。

LLLDPE與LDPE相比具有強度高、韌性好、剛度大、耐熱耐寒等優點,還具有良好的抗環境應力開裂、抗撕裂強度等性能,並能耐酸、堿、有機溶劑等。

綜上分析,以上三種材料在不同類型的防滲工程中各司其職,發揮著重要作用。HDPE、LDPE和LLDPE三種材料都具有很好的保溫防潮、防滲性能,無毒、無味、無臭的性能使其在農業、水產養殖、人工湖、水庫、河流上的應用極為廣泛,並得到了中國農業部漁業局、上海水產研究所、中國農業部漁業機械儀器研究所的大力推廣和普及應用。

在強酸、強堿、強氧化劑和有機溶劑的介質環境中,HDPE和LLDPE的材料性能都能得到很好的發揮和利用,特別是HDPE在強酸、強堿、強氧化性能和耐有機溶劑性能方面遠遠高於其他兩種材料,因此HDPE防滲防腐卷材在化工、環保行業得到了充分的利用。

而且低密度聚乙烯還具有很好的耐酸、堿、鹽溶液性能,並具有良好的延伸性、電絕緣性、化學穩定性、加工性能和耐低溫性能。因此,它在農業、蓄水和養殖、包裝,特別是低溫包裝和電纜材料方面的應用更為廣泛。

表 1 高密度聚乙烯 LDPE 和低密度聚乙烯材料新能源對比

塑料名稱

性能對比

高密度聚乙烯 HDPE

低密度聚乙烯 LDPE

線型低密度聚乙烯 LLDPE

異味、毒性

無毒、無味、無臭

無毒、無味、無臭

無毒、無味、無臭

密度

0.940~0.976g/cm3

0.910~0.940g/cm3

0.915~0.935g/cm3

結晶度

85- 65%

45-65%

55-65%

分子結構

只含有碳-碳鍵和碳-氫鍵,斷裂時需要的能量較多

聚合物分子量小,斷裂時需要的能量較少

線性結構、支鏈、短鏈較少,斷裂所需的能量較少

軟化點

125-135°C

90-100°C

94-108°C

力學性能

強度高、韌性好、剛度大

力學強度差

強度高、韌性好、

拉伸強度

斷裂伸長率

沖擊強度

防潮、防水性能

對水、水蒸氣、空氣的滲透性好,吸水性低、具有良好的抗滲透性

隔濕、隔氣性能差

對水、水蒸氣、空氣的滲透性好,吸水率低,抗滲透性好

耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐有機溶劑

耐強氧化劑腐蝕;耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕;不溶於任何有機溶劑等。

耐酸、堿和鹽溶液腐蝕,但耐溶劑性較差

耐酸、堿和有機溶劑腐蝕

耐熱/耐寒性能良好

耐熱和耐寒性能良好,在室溫甚至零下 40F 的低溫下均如此,還有極好的抗沖擊性,低溫脆化溫度為 <.-90oC;-90oC

耐熱性能較低,低溫脆化溫度< -90oC

耐熱性能較低,低溫脆化溫度< -70oC lt;-70oC

良好的耐熱性和耐寒性 低溫脆化溫度< -90o C

抗環境應力開裂

良好

良好

更好

良好

什麽是開口劑?

聚乙烯塑料吹塑薄膜,由於薄膜之間形成真空閉合狀態,不易分離,使用困難,影響自動包裝效率,這時加入塑料開松劑,可解決上述問題。

塑料開孔劑壹般為二氧化矽系列無機物。如矽藻土類,它是由水生微小矽藻細胞殘骸堆積而成的壹種白色生化沈積巖,其中含有細小的孔隙,是壹種具有多種不同形狀、獨特結構的碎屑集合體。

矽藻土的化學成分是:SiO292%、Al2O33%、Fe2O31%、CaO 0.5%、MgO 0.5%、Na2O0.5%、K2O0.3%、P2O50.2%,燒失量0.3%。國外矽藻土有時 CaO 較多,約為 6%,Na2O 較多,約為 2%,其他成分比例與國內樣品接近。

矽藻土外觀為疏松、松散、細膩、柔軟的淺白色粉末,吸油率為50~130毫升/100克,折光率為1.48,密度為2.3克/立方厘米,容重為0.

開孔劑與原來的粉狀無機物相比,分散性差,均勻性差,不如制成開孔劑母粒,效果更好,也叫防粘母粒。

在開孔劑母料中,開孔劑的比例為30%~50%,載體用低密度聚乙烯(LDPE)的用量為70%~50%,其他還有潤滑劑、分散劑等。

開孔劑母料壹般添加1~5份即可。

1、前言

塑料工業發展的同時,促進了塑料助劑的發展。從早期的加工助劑發展到應用助劑已經是壹個飛躍。開口光滑劑就是其中壹例,在發展中其日臻完善。最早的開口劑是無機滑石粉、矽藻土等;中期發展為有機油酸酰胺、芥酸酰胺和 EBS 衍生物等;目前合成白炭黑作為開口劑在薄膜中的應用也較為廣泛。所有這些添加劑都有不同程度的副作用,主要表現在有機開孔劑在薄膜表面有大量沈澱物,影響薄膜的印刷適性、熱封性和色澤;無機分散開孔劑壹直是生產中的難題,如果在配方中加入潤滑劑和有機分散劑壹樣會產生沈澱物;二者對被包裝物品的汙染非常嚴重,尤其是在食品包裝、液體包裝、藥品包裝等領域。包裝、醫藥包裝等領域。

2、工作原理

塑料薄膜粘連問題的產生主要有兩個原因:壹是由於薄膜之間封閉形成真空密封狀態,不容易分離;二是薄膜成型後表面大量露出分子鏈,在兩膜封閉後兩膜之間產生的分子鏈相互纏繞,使其無法打開。其實,造成薄膜開孔困難的原因都**** 存在,而後者是主要原因。早期的無機開膜劑是使薄膜表面產生凹凸不平,減少薄膜問的負壓使之分離;晚期的有機開膜劑是在薄膜表面形成壹層潤滑膜,降低薄膜的摩擦系數,使之互不粘連。兩者還能阻礙分子鏈的纏結。但是,這些開孔劑都存在上述缺點。

新型開松滑劑的工作原理是:選用納米級二氧化矽粉末,使其在樹脂中分散成微米級顆粒,由二氧化矽自身的能量聚合而成,不添加任何輔助添加劑。這種顆粒是多孔有間隙、不規則、比表面積大的疏松顆粒,其直徑為 Bu2 微米,比表面積為 550-600 平方米/克。聚合物在此過程中大分子鏈的末端被二氧化矽顆粒的空隙吸住,該顆粒同時成為使其結晶的成核中心。這樣就大大減少了裸露的分子鏈,使兩膜接觸時沒有了大分子鏈的糾纏,從而解決了開口的問題;又因為分子鏈不裸露,膜在摩擦物體時的吸附力減小,從而增加了光滑性能。

3、新型開孔劑的特點

3.1目前開孔劑存在的問題

無機開孔劑添加量大,分散困難,影響薄膜的透明度、強度。

無機開孔劑析出物影響薄膜的顏色、熱封性、印刷性,汙染被包裝物。

3.新型開孔劑的 2 個特點

不含揮發性物質和析出物,保證被包裝物的質量;

提高薄膜的透明度和表面光潔度;

薄膜具有增強作用,提高蠕變性能;

提高薄膜在高速包裝線上的抗粘連性;不影響薄膜的加工性、印刷性、熱封性;

無毒、無汙染,可用於食品、醫藥等行業。

4、使用

新開滑劑適用於聚烯烴吹塑、澆註成型,他的加工性能與聚烯烴相同,無需改變工藝條件,添加量壹般為0.5-1.5%。可根據原材料的附著力和產品特性要求適當調整。使用時,將母料按所需比例與原料樹脂混合,均勻地加入擠出機中。

關於薄膜光滑劑的析出

當今高分子聚合物在軟包裝工業中已得到廣泛應用,但由於聚丙烯烴在薄膜加工中的摩擦系數較高,在薄膜相互之間或薄膜與加工設備之間易產生粘附現象。因此,薄膜材料的表面是否光滑並具有合適的摩擦系數對於薄膜包裝加工來說是非常重要的,或者說,材料表面的摩擦系數是影響包裝機速度和打開包裝難易程度的主要因素之壹。在材料生產過程中添加滑爽劑和防粘劑等添加劑是調節塑料表面摩擦系數的常用方法。

滑爽劑的主要作用是通過顯著降低塑料薄膜的摩擦系數來改變薄膜滑動和防粘之間的平衡。滑爽劑通過減少薄膜與薄膜之間的摩擦(在輥子上)以及薄膜與其他接觸面之間的摩擦,來改善聚烯烴薄膜的表面特性。因此,滑石粉的作用是:1.幫助提高生產速度;2.降低摩擦系數,提高機器的包裝速度。

滑石劑按功能分為內滑石劑和外滑石劑兩大類:內滑石劑能促進高分子大分子鏈或鏈段的相對運動,從而改善物料的流動性;外滑石劑是與高分子基團相容性差的極性有機化學品,在高分子鏈的布朗運動作用下,分子遷移到薄膜表面形成壹層油性表面,從而起到改善薄膜表面的作用。分子在聚合物鏈的布朗運動作用下遷移到薄膜表面形成壹層油性表面,從而起到改善薄膜表面性能和降低表面摩擦系數的作用。

壹、滑石粉析出的原因

滑石粉是添加到滑石中的,並不是接枝在 PE 分子上的,薄膜加工過程中,隨著時間的推移和溫度的變化,滑石粉會從薄膜膜表面向外遷移滲出。仔細觀察會發現是壹層很薄的粉末狀或蠟狀物質,用手擦也能擦掉。時間越長,遷移得越多。

常用的滑石粉有矽化合物、芥酸酰胺、油酸酰胺等。國內主要使用後兩種,有機矽化合物使用較少。這些添加劑都有不同程度的副作用,主要表現在有機滑石劑在成膜表面有大量沈澱物;而無機滑石劑由於分散問題壹直生產困難,如果配方中加入潤滑劑和有機分散劑就同樣產生沈澱物。國內使用的滑劑普遍存在析出嚴重的問題,滾動上殘留大量白霜,影響塗膜表面質量。國外主要集中開發矽系滑爽劑,如英國道康寧公司聚合矽化合物,不僅具有優良的滑爽性,而且析出物少,不會產生普通滑爽劑因遷移帶來的弊端。在高檔PVC薄膜潤滑劑方面主要采用德國漢高公司生產的G60、G70S等系列產品,這兩個系列產品主要是脂肪族聚酸多元醇聚酯和飽和脂肪族醇聚羧酸酯。

通常情況下,薄膜越厚,單位面積上的滑劑越多。實踐證明,當聚乙烯薄膜的厚度超過 60 μm 時,添加劑析出的現象會大大增加。這是因為在相同的比表面積下,隨著薄膜厚度的增加,其中所含添加劑的量也會相應增加。

當溫度較低時,PE膜本身就會析出光滑劑,所以在生產復合膠輥時經常出現的白色粉末狀物體就是光滑劑析出的表現。

二、光滑劑析出引起的問題

當光滑劑析出危害較大時,不僅影響自動包裝機的工作,還會影響印刷適性、復合強度,汙染被包裝物。

滑石劑與高分子聚乙烯是壹種機械混合,不能很好地相容,分子熱運動使其逐漸向低自由能界面遷移,形成壹層弱界面,因此,如果滑石劑含量過高,則會影響薄膜的印刷適性。

軟包裝廠家在制膜過程中,有時會遇到這樣的現象:使用普通聚氨酯膠粘劑復合的聚乙烯薄膜,復合後的薄膜剛下機,剝離強度能達到要求,進入烘房老化後,強度反而大打折扣,或者放置壹段時間後,容易開袋、破袋。復合膜生產廠家往往認為是膠水的問題,其實造成這種現象的原因,壹般來說是由於膜中的滑溜劑等助劑析出造成的。

三、光滑劑析出的解決方法

首先,在生產工藝管理上,剛生產出來的PE膜料由於光滑劑還沒有完全析出,所以不宜使用剛生產出來的PE膜料進行復合生產。PE 基膜應放置壹段時間後再使用,如半個月或壹個月,壹般在 20 天左右,具體視實踐效果而定。這種做法並不特殊,有不少產品也采用這種方法。比如紙包裝膜 CPP,由於紙包裝膜需要有較好的抗靜電性能,壹般要求這類膜生產出來後的老化處理時間在 7 天左右,這樣在膜中加入抗靜電劑的作用下才能達到最佳的使用效果。由此需要與客戶溝通,下單時應預留足夠的時間。

其次,如果PE膜本身的光滑劑沈澱性很強,用上述方法仍無法得到有效解決,則應通知廠家協商解決,這就涉及到PE的生產配方問題。根據設備、生產工藝、包裝要求、外部環境、內容物和保質期要求等,調整光滑劑的用量和選擇光滑劑的種類,減少用量或改用其他高純度不易析出的光滑開口劑!例如前面提到的道康寧公司的聚合有機矽化合物。其實,市場上有壹種品質很好的光滑劑,與樹脂有壹定的相容性,不易出現噴霜和析出等現象,不影響薄膜的透明度,能嚴格保證薄膜表面的微光滑度;另外,與傳統的酰胺型光滑劑相比,有機矽助劑不會析出,也不影響薄膜的印刷和熱封,是目前最理想的高分子光滑劑。

目前PE膜供應商的生產技術水平參差不齊,因此在選擇供應商時盡量考慮有壹定生產技術水平的廠家,並在正式合作前明確收貨標準,如質量偏差賠償損失等。

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