LDPE產(chǎn)品性能
信息來(lái)源:www.taxisapa.net 發(fā)布時(shí)間:2020.09.24
(1)結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物
不同密度的聚乙烯結(jié)晶度也不相同。結(jié)晶度與密度呈線性關(guān)系,它們對(duì)聚乙烯的許多性能有顯著影響。
鑒于聚乙烯短支鏈的存在會(huì)干擾主鏈的結(jié)晶,因此增加短支鏈就會(huì)破壞結(jié)晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有很少的短支鏈,所以它的結(jié)晶度高,密度也高。
LDPE與HDPE雖同屬線型聚乙烯,但LLDPE完全是乙烯與α-烯烴共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚單體比高密度的共聚物多,因而LLDPE的線型主鏈上有很多的短支鏈,致使其結(jié)晶度和密
低密度聚乙烯應(yīng)用度都低;再因其短支鏈的類別和數(shù)目是隨不同的共聚單體而異,若共聚單體的碳原子數(shù)多,在共聚物中含量也多,則該共聚物的密度下降也大。
(2)熱性能
聚乙烯受熱以后,隨著溫度的升高,結(jié)晶部分逐漸減少,當(dāng)結(jié)晶部分完全消失時(shí),聚乙烯就融化,此時(shí)的溫度即為熔點(diǎn)。聚乙烯的密度升高,結(jié)晶度升高,其熔點(diǎn)也隨之升高,所以密度不同的聚乙烯,其熔點(diǎn)也不同。LLDPE的熔點(diǎn)為120~125℃,介于H P-LDPE與HDPE之間。不同共聚單體的LLDPE,其熔點(diǎn)高低隨其共聚單體的碳原子的增減而變動(dòng),碳原子數(shù)增多熔點(diǎn)升高。由于LLDPE的熔點(diǎn)比H P-LDPE高,故其模型制品可在較高溫度下脫模,而且又快又干凈。因LLDPE的熔點(diǎn)范圍比H P-LDPE窄,故LLDPE的薄膜熱封性能好,熱合強(qiáng)度也高。
聚乙烯在溫度升高時(shí)的流動(dòng)性和在增加荷重時(shí)的變化,主要受分子量的影響。由于測(cè)定聚乙烯的熔體流動(dòng)速率比測(cè)定分子量容易,因而通常以熔體指數(shù)(MI),或熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)來(lái)表示聚乙烯的分子量特性。在熔融狀態(tài)下,聚乙烯的熔體粘度是分子量的函數(shù),它隨分子量的增高而加大。當(dāng)分子量相同時(shí),溫度升高則熔體粘度降低。在常溫下聚乙烯隨密度的不同而有不同的柔韌性。在低溫下聚乙烯自然具有良好的柔韌性,其脆析溫度較低,這與其分子量有關(guān)。當(dāng)聚乙烯的分子量增高時(shí),其脆化溫度下降,其很限值為-140℃。
在分子量相同的情況下,線型結(jié)構(gòu)的LLDPE與HDPE的熔體粘度要比非線型結(jié)構(gòu)的H P-LDPE大。在熔體指數(shù)相同的情況下,H P-LDPE的熔體粘度明顯低于LLDPE和HDPE,因此,前者加工時(shí)的熔體流動(dòng)性明顯好于后兩者,螺桿負(fù)荷小,發(fā)熱量也小。
(3)抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂和抗蠕變性能
從聚乙烯樹(shù)脂的實(shí)用性來(lái)看,抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂(ESCR)性能是重要的物性指標(biāo)之一。聚乙烯 ESCR性能因支鏈的增加、密度的降低而獲得大大的改善。在3種不同的聚乙烯樹(shù)脂中,LLDPE的許多性能介于H P-LDPE和HDPE之間,但其ESCR性能卻居三者之冠。碳6和碳8高碳α-烯烴共聚的LLDPE,因其支鏈的增加,其ESCR值明顯優(yōu)于碳4共聚的LLDPE。
另一個(gè)受短支鏈增加、密度降低影響的性能是抗蠕變性或承受荷重的能力。這個(gè)性能在聚合物的使用上同樣非常重要。只要密度稍稍下降一點(diǎn),抗蠕變性就獲得很大的改善??梢哉f(shuō),增加乙烯的短支鏈,降低乙烯的密度而得益大的就是提高了ESCR性能和抗蠕變性。
(4)熱氧老化和光氧老化性能
聚乙烯由于其分子結(jié)構(gòu)上和聚合物中所含的微量雜質(zhì)等內(nèi)因,以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響,會(huì)產(chǎn)生熱氧老化和光氧老化。這些老化反應(yīng)按自由基鍵式反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行,結(jié)果導(dǎo)致聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的不可逆的化學(xué)反應(yīng),而使其性能變壞乃至完全失去使用價(jià)值。
聚乙烯在氧氣的存在下受熱時(shí)易發(fā)生熱氧老化作用,這種熱氧老化過(guò)程具有自動(dòng)催化效應(yīng),因此當(dāng)升高溫度時(shí),氧化加速進(jìn)行,它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外,ESCR、伸長(zhǎng)率等性能也會(huì)降低,并且脆性增加,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),例如將高密度聚乙烯制成的容器經(jīng)短時(shí)間受熱,其使用價(jià)值并無(wú)任何降低,如果將其制成的電纜在60℃長(zhǎng)時(shí)間受熱,則其電絕緣性能會(huì)顯著降低。
聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用,使其分子中的羰基含量增加而發(fā)生光氧老化作用,這種光氧老化作用是在常溫下進(jìn)行的,它可使聚乙烯分子解聚,并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。
因此,為了防止或減慢光氧老化的作用,應(yīng)在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑,如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在受熱成型加工過(guò)程中,特別是與大量空氣接觸的情況下,例如壓延過(guò)程中或擠出、注射成型時(shí),由于受熱氧化而使聚乙烯的機(jī)械性能降低,加了抗氧化劑后雖可部分防止,但仍不能完全避免,因此改進(jìn)聚合工藝及成型加工方法,以及采用改性的方法,可提高聚乙烯受外因作用的穩(wěn)定性。
(5)聚乙烯的介電性能
純的聚乙烯不含極性基因,因此具有良好的介電性能。聚乙烯的分子量對(duì)其介電性能不發(fā)生影響,但聚乙烯中若含有雜質(zhì),如催化劑、金屬灰分及分子中存在極性基團(tuán)(羥基、羰基)等,則
對(duì)其介電性能如介電常數(shù)、介電耗損(介電損耗角正切)等會(huì)發(fā)生不良影響。
不同密度的聚乙烯結(jié)晶度也不相同。結(jié)晶度與密度呈線性關(guān)系,它們對(duì)聚乙烯的許多性能有顯著影響。
鑒于聚乙烯短支鏈的存在會(huì)干擾主鏈的結(jié)晶,因此增加短支鏈就會(huì)破壞結(jié)晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有很少的短支鏈,所以它的結(jié)晶度高,密度也高。
LDPE與HDPE雖同屬線型聚乙烯,但LLDPE完全是乙烯與α-烯烴共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚單體比高密度的共聚物多,因而LLDPE的線型主鏈上有很多的短支鏈,致使其結(jié)晶度和密
低密度聚乙烯應(yīng)用度都低;再因其短支鏈的類別和數(shù)目是隨不同的共聚單體而異,若共聚單體的碳原子數(shù)多,在共聚物中含量也多,則該共聚物的密度下降也大。
(2)熱性能
聚乙烯受熱以后,隨著溫度的升高,結(jié)晶部分逐漸減少,當(dāng)結(jié)晶部分完全消失時(shí),聚乙烯就融化,此時(shí)的溫度即為熔點(diǎn)。聚乙烯的密度升高,結(jié)晶度升高,其熔點(diǎn)也隨之升高,所以密度不同的聚乙烯,其熔點(diǎn)也不同。LLDPE的熔點(diǎn)為120~125℃,介于H P-LDPE與HDPE之間。不同共聚單體的LLDPE,其熔點(diǎn)高低隨其共聚單體的碳原子的增減而變動(dòng),碳原子數(shù)增多熔點(diǎn)升高。由于LLDPE的熔點(diǎn)比H P-LDPE高,故其模型制品可在較高溫度下脫模,而且又快又干凈。因LLDPE的熔點(diǎn)范圍比H P-LDPE窄,故LLDPE的薄膜熱封性能好,熱合強(qiáng)度也高。
聚乙烯在溫度升高時(shí)的流動(dòng)性和在增加荷重時(shí)的變化,主要受分子量的影響。由于測(cè)定聚乙烯的熔體流動(dòng)速率比測(cè)定分子量容易,因而通常以熔體指數(shù)(MI),或熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)來(lái)表示聚乙烯的分子量特性。在熔融狀態(tài)下,聚乙烯的熔體粘度是分子量的函數(shù),它隨分子量的增高而加大。當(dāng)分子量相同時(shí),溫度升高則熔體粘度降低。在常溫下聚乙烯隨密度的不同而有不同的柔韌性。在低溫下聚乙烯自然具有良好的柔韌性,其脆析溫度較低,這與其分子量有關(guān)。當(dāng)聚乙烯的分子量增高時(shí),其脆化溫度下降,其很限值為-140℃。
在分子量相同的情況下,線型結(jié)構(gòu)的LLDPE與HDPE的熔體粘度要比非線型結(jié)構(gòu)的H P-LDPE大。在熔體指數(shù)相同的情況下,H P-LDPE的熔體粘度明顯低于LLDPE和HDPE,因此,前者加工時(shí)的熔體流動(dòng)性明顯好于后兩者,螺桿負(fù)荷小,發(fā)熱量也小。
(3)抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂和抗蠕變性能
從聚乙烯樹(shù)脂的實(shí)用性來(lái)看,抗環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂(ESCR)性能是重要的物性指標(biāo)之一。聚乙烯 ESCR性能因支鏈的增加、密度的降低而獲得大大的改善。在3種不同的聚乙烯樹(shù)脂中,LLDPE的許多性能介于H P-LDPE和HDPE之間,但其ESCR性能卻居三者之冠。碳6和碳8高碳α-烯烴共聚的LLDPE,因其支鏈的增加,其ESCR值明顯優(yōu)于碳4共聚的LLDPE。
另一個(gè)受短支鏈增加、密度降低影響的性能是抗蠕變性或承受荷重的能力。這個(gè)性能在聚合物的使用上同樣非常重要。只要密度稍稍下降一點(diǎn),抗蠕變性就獲得很大的改善??梢哉f(shuō),增加乙烯的短支鏈,降低乙烯的密度而得益大的就是提高了ESCR性能和抗蠕變性。
(4)熱氧老化和光氧老化性能
聚乙烯由于其分子結(jié)構(gòu)上和聚合物中所含的微量雜質(zhì)等內(nèi)因,以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響,會(huì)產(chǎn)生熱氧老化和光氧老化。這些老化反應(yīng)按自由基鍵式反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行,結(jié)果導(dǎo)致聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的不可逆的化學(xué)反應(yīng),而使其性能變壞乃至完全失去使用價(jià)值。
聚乙烯在氧氣的存在下受熱時(shí)易發(fā)生熱氧老化作用,這種熱氧老化過(guò)程具有自動(dòng)催化效應(yīng),因此當(dāng)升高溫度時(shí),氧化加速進(jìn)行,它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外,ESCR、伸長(zhǎng)率等性能也會(huì)降低,并且脆性增加,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān),例如將高密度聚乙烯制成的容器經(jīng)短時(shí)間受熱,其使用價(jià)值并無(wú)任何降低,如果將其制成的電纜在60℃長(zhǎng)時(shí)間受熱,則其電絕緣性能會(huì)顯著降低。
聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用,使其分子中的羰基含量增加而發(fā)生光氧老化作用,這種光氧老化作用是在常溫下進(jìn)行的,它可使聚乙烯分子解聚,并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。
因此,為了防止或減慢光氧老化的作用,應(yīng)在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑,如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在受熱成型加工過(guò)程中,特別是與大量空氣接觸的情況下,例如壓延過(guò)程中或擠出、注射成型時(shí),由于受熱氧化而使聚乙烯的機(jī)械性能降低,加了抗氧化劑后雖可部分防止,但仍不能完全避免,因此改進(jìn)聚合工藝及成型加工方法,以及采用改性的方法,可提高聚乙烯受外因作用的穩(wěn)定性。
(5)聚乙烯的介電性能
純的聚乙烯不含極性基因,因此具有良好的介電性能。聚乙烯的分子量對(duì)其介電性能不發(fā)生影響,但聚乙烯中若含有雜質(zhì),如催化劑、金屬灰分及分子中存在極性基團(tuán)(羥基、羰基)等,則
對(duì)其介電性能如介電常數(shù)、介電耗損(介電損耗角正切)等會(huì)發(fā)生不良影響。
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