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低密度聚乙烯(LDPE)也叫做高壓聚乙烯。聚乙烯是由乙烯單體聚合而成,乙烯單體可由石油高溫裂解,天然氣或煉油廠中廢氣,即乙烷、丙烷裂解而成,或由酒精脫水而成,或是從廢氣中回收而得。大部分為石油裂解路線制備乙烯單體。
乙烯經(jīng)高壓聚合而成聚乙烯,單體濃度要求99.95%,聚合時壓力為100-300兆帕(MPa),聚合溫度160~270℃,按游離基歷程反應(yīng),工業(yè)上采用本體聚合的方法,即氣相法,用偶氮化合物或有機過氧化物或氧做為引發(fā)劑。
LDPE的牌號主要由樹脂的聚合度而定,而聚合度又被反應(yīng)壓力、反應(yīng)溫度、引發(fā)劑量、調(diào)節(jié)劑(常用丙烷)等所支配。
LDPE的聚合反應(yīng)器類型可分為管式法和釜式法。目前多用管式法。
LDPE由于按游離基聚合歷程進行反應(yīng),所以易發(fā)生鏈轉(zhuǎn)移,產(chǎn)品中存在大量支鏈結(jié)構(gòu),分子結(jié)構(gòu)缺乏規(guī)整性,因此LDPE的結(jié)晶度較小,為65-75%,密度較低,為0.91~0.93克/立方厘米,分子量一般為25000左右。
LDPE的生產(chǎn)工藝流程較短,工藝條件易控制,產(chǎn)品成本低,生產(chǎn)規(guī)棋大,產(chǎn)品的一般性能好,所以目前高壓法生產(chǎn)的LDPE仍有很大的市場。
高壓法生產(chǎn)LDPE的缺點是,對生產(chǎn)設(shè)備的要求高、無論對設(shè)備材質(zhì)及設(shè)備給構(gòu)上,都要求很嚴,另外生產(chǎn)時對安全防護措施也要求很嚴格。
LDPE的電絕緣性能良好,基本不受溫度和頻率的影響,力學(xué)性能、化學(xué)性能均良好,熱性能、透氣性、耐老化性能基本上可以。
LDPE主要用于制造農(nóng)用膜、地膜,另外少部分用于各種輕、重包裝腹,如食品袋、貨物袋、工業(yè)重包裝袋、復(fù)合薄膜或編織內(nèi)襯、涂層、各種管材、電線絕緣層等。
LDPE可通過化學(xué)或物理的方法進行改性,改善某些性能,或是成為某些制品的專用料。
例如通過輻射交聯(lián)的方法提高LDPE的耐熱性及蠕變性,與高密度聚乙烯、線性低密度聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚笨乙烯、聚碳酸酯、夭然橡膠、丁苯橡膠等塑料或橡膠進行共混改性,可提高某些性能,如熱封性、韌性、耐穿刺性、耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性、彈性、機械強度等。
LDPE還可以作為各種各樣的專用料,如耐侯母料、色母料、抗靜電專用料、阻燃專用料、彩色農(nóng)膜專用料、多種功能農(nóng)膜專用料等。
例如LDPE可用硅烷進行交聯(lián),制作電纜料,該法工藝簡單,而且交聯(lián)設(shè)備投資小,比用化學(xué)交聯(lián)、輻射交聯(lián)要優(yōu)越些。
LDPE樹脂與硅烷、引發(fā)劑、催化劑等助劑在熱和水的作用下,經(jīng)熔融混合、擠出造粒即可生產(chǎn)出電纜料。LDPE樹脂熔融指數(shù)應(yīng)高于2。引發(fā)劑用過氧化二異丙苯或過氧化苯甲酰,添加量為0.1-3%,硅烷可用乙烯基蘭烷氧基硅烷、添加量也為0.1-3%,穩(wěn)定劑用二月桂酸二丁基錫等;抑制劑用雙酚硫化物等;其他加些填料、頗料、紫外線吸收劑等。
工藝路線可用“二步法”或“一步法”。從專用料生產(chǎn)角度看“二步法”較好。