聚乙烯結(jié)構(gòu):
聚乙烯是線形聚合物,屬于高分子長(zhǎng)鏈脂肪烴,具有和烷烴類似的分子結(jié)構(gòu),分子對(duì)稱,無極性,不易印刷;分子間的作用力小,力學(xué)性能不高;電絕緣性好,熔點(diǎn)低。 一般聚乙烯PE的分子量在4萬~12萬,超高分子量聚乙烯UHMWPE的分子量則在100萬~500萬;分子量越大,樹脂的力學(xué)性能、低溫脆性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂等性能也越好,但是加工性能卻變差。 聚乙烯PE的結(jié)構(gòu)規(guī)整,容易結(jié)晶,晶型為斜方晶系。LDPE的結(jié)晶度通常為55 %-- 6 5%,HDPF結(jié)晶度為80%-90%,LLDPE的結(jié)晶度在65~75%左右;隨結(jié)晶度的提高,PE制品的密度、剛性、硬度、強(qiáng)度等性能都提高,但沖擊性能降低,因此LDPE的韌性較好,剛性差;而HDPE則剛性高,韌性差。
在固體狀態(tài)下,結(jié)晶部分與無定型共存。結(jié)晶度視加工條件和原處理?xiàng)l件而異,一般情況下,密度高結(jié)晶度就越大,PE分子均有一定的支化度,而LDPE支化度高。在每1000個(gè)碳原子中含有15 ^-25個(gè)甲基側(cè)鏈以及少量的和丁基側(cè)鏈,由于側(cè)鏈或支鏈降低了分子的規(guī)整度,所以,會(huì)含大量支鏈的PE結(jié)晶度、密度和剛性均低。HDPE的支化低,每1000個(gè)碳原子的主鏈上只有5-7個(gè)乙基側(cè)鏈,故而結(jié)晶高,密度、剛性和硬度等性能均較好。度上依賴于聚合物的分子量、支化度和結(jié)晶度,如斷裂伸長(zhǎng)率主要取決于PE密度高和結(jié)晶度大,其力學(xué)性能就好,但延展性就差,所以,了解聚合物結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)改性和其他改性有很大幫助·一般來說H DPE拉伸強(qiáng)度為20一25MPa,而LDPE拉伸強(qiáng)度僅為10-2f5MPa。這一數(shù)值距離工程材料的拉伸強(qiáng)度(100 -200MPa)還相差很大的距離。
聚乙烯特點(diǎn):
聚乙烯為典型的熱塑性塑料,是無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末。成型加工的PE樹脂均是經(jīng)擠出造粒的蠟狀顆粒料,外觀呈乳白色。其分子量在1萬一loa萬范圍內(nèi)。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯f UHMWPE3。分子量越高,其物理力學(xué)性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點(diǎn)為100-130C·其耐低溫性能優(yōu)良。在-60℃下仍可保持良好的力學(xué)性能,但使用溫度在80~110℃。
聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性較好,室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀等溶液。但不耐強(qiáng)氧化的腐蝕,如發(fā)煙硫酸·濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液。在室溫下上述溶劑會(huì)對(duì)聚乙烯產(chǎn)生緩慢的侵蝕作用,而在90-100℃下,濃硫酸和濃硝酸會(huì)快速地侵蝕聚乙烯,使其破壞或分解。
聚乙烯在大氣、陽(yáng)光和氧的作用下,會(huì)發(fā)生老化,變色、龜裂、變脆或粉化,喪失其力學(xué)性能。在成型加工溫度下,也會(huì)因氧化作用,使其熔體戮度下降,發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋,故而在成型加工和使用過程或選材時(shí)應(yīng)予以注意。正因?yàn)榫垡蚁碛腥缟咸刭|(zhì),容易加工成型,因此聚乙烯的再生回收具有非常深遠(yuǎn)的價(jià)值。