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低密度聚乙烯

低密度聚乙烯（LDPE）是一种塑料材料，它适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好。 LDPE主要用途是作薄膜产品，还用于注塑制品，医疗器具，药品和食品包装材料，吹塑中空成型制品等。
中文名低密度聚乙烯
英文名Low Density Polyethylene
应    用作薄膜产品
分    类塑料材料
聚合方法高压法和低压法
反应器类型釜式法和管式法

1简要介绍

线性低密度聚乙烯（英文：Linear Low Density Polyethylene 简称：LLDPE，）
线性低密度聚乙烯(LLDPE），是乙烯与少量高级α-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等）在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，密度处于0.915～0.940克/立方厘米之间。但按ASTM 的D-1248-84规定，0.926～0.940克/立方厘米的密度范围属中密度聚乙烯(MDPE）。新一代LLDPE将其密度扩大至塑性体（0.890～0.915克/立方厘米）和弹性体（<0.890克/立方厘米）。但美国塑料工业协会（SPI）和美国塑料工业委员会（APC）只将LLDPE的范围扩大至塑性体，不包括弹性体。上世纪80年代，Union Carbide和Dow Chemical公司将其早期销售的塑性体和弹性体称之为非常低密度的聚乙烯(VLDPE）和超低密度聚乙烯（ULDPE）树脂。
常规LLDPE的分子结构以其线性主链为特征，只有少量或没有长支链，但包含一些短支链。没有长支链使聚合物的结晶性较高。
通常，LLDPE树脂用密度和熔体指数来表征。密度由聚合物

低密度聚乙烯应用

链中共聚单体的浓度决定。共聚单体的浓度决定了聚合物中的短支链量。短支链的长度则取决于共聚单体的类型。共聚单体浓度越高，树脂的密度越低。此外，熔体指数是树脂平均分子量的反映，主要由反应温度（溶液法）和加入链转移剂（气相法）来决定。平均分子量与分子量分布无关，后者主要受催化剂类型影响。
LLDPE在20世纪70年代由Union Carbide公司工业化，它代表了聚乙烯催化剂和工艺技术的重大变革，使聚乙烯的产品范围显著扩大。LLDPE用配位催化剂代替自由基引发剂，以及用较低成本的低压气相聚合取代成本较高的高压反应器，在比较短的时间内，便以其优异的性能和较低的成本，在许多领域已替代了LDPE。LLDPE几乎渗透到所有的传统聚乙烯市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。
LLDPE产品无毒、无味、无臭，呈乳白色颗粒。与LDPE相比具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等。
2005年，中国LLDPE产量为188万吨，约占PE总产量的35.5%；消费量355万吨，约占PE总消费量的33.8%。预计未来2～3年内，LLDPE消费量将保持8%左右的速度继续增长。按照当前市场价格12000元/吨计算，中国LLDPE的市场规模已经超过了400亿元。
2产品分类
编辑

按共聚单体类型，LLDPE主要划分为3种共聚物：C4（丁烯-1）、C6（己烯-1）和C8（辛烯-1）。其中，丁烯共聚物是全球生产量最大的LLDPE树脂，而己烯共聚物则是目前增长最快的LLDPE品种。在LLDPE树脂中，共聚单体的典型用量为5%～10%重量分数，平均用量大约为7%。茂金属基的LLDPE塑性体（mLLDPE）具有传统LLDPE 3倍多的平均共聚单体含量。

3主要用途

用于注塑制品、食品包装材料、医疗器具、药品、吹塑中空成型制品、纤维等。.聚乙烯可加工制成薄膜、电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维等。广泛用于农业、包装、电子电气、机械、汽车、日用杂品等方面。

5产品性能

结晶性能

⑴结晶性能聚乙烯是结晶性聚合物

低密度聚乙烯应用

不同密度的聚乙烯结晶度也不相同。结晶度与密度呈线性关系，它们对聚乙烯的许多性能有显著影响。
鉴于聚乙烯短支链的存在会干扰主链的结晶，因此增加短支链就会破坏结晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有极少的短支链，所以它的结晶度高，密度也高。
LLDPE与HDPE虽同属线型聚乙烯，但LLDPE完全是乙烯与α-烯烃共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚单体比高密度的共聚物多，因而LLDPE的线型主链上有很多的短支链，致使其结晶度和密度都低；再因其短支链的类别和数目是随不同的共聚单体而异，若共聚单体的碳原子数多，在共聚物中含量也多，则该共聚物的密度下降也大。
热性能

聚乙烯受热以后，随着温度的升高，结晶部分逐渐减少，当结晶部分完全消失时，聚乙烯就融化，此时的温度即为熔点。聚乙烯的密度升高，结晶度升高，其熔点也随之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔点也不同。LLDPE的熔点为120～125℃，介于H P-LDPE与HDPE之间。不同共聚单体的LLDPE，其熔点高低随其共聚单体的碳原子的增减而变动，碳原子数增多熔点升高。由于LLDPE的熔点比H P-LDPE高，故其模型制品可在较高温度下脱模，而且又快又干净。因LLDPE的熔点范围比H P-LDPE窄，故LLDPE的薄膜热封性能好，热合强度也高。
聚乙烯在温度升高时的流动性和在增加荷重时的变化，主要受分子量的影响。由于测定聚乙烯的熔体流动速率比测定分子量容易，因而通常以熔体指数（MI），或熔体流动指数(MFI）来表示聚乙烯的分子量特性。在熔融状态下，聚乙烯的熔体粘度是分子量的函数，它随分子量的增高而加大。当分子量相同时，温度升高则熔体粘度降低。在常温下聚乙烯随密度的不同而有不同的柔韧性。在低温下聚乙烯自然具有良好的柔韧性，其脆析温度较低，这与其分子量有关。当聚乙烯的分子量增高时，其脆化温度下降，其极限值为-140℃。
在分子量相同的情况下，线型结构的LLDPE与HDPE的熔体粘度要比非线型结构的H P-LDPE大。在熔体指数相同的情况下，H P-LDPE的熔体粘度明显低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工时的熔体流动性明显好于后两者，螺杆负荷小，发热量也小。

抗蠕变性

⑶聚乙烯抗环境应力开裂和抗蠕变性能
从聚乙烯树脂的实用性来看，抗环境应力开裂（ESCR）性能是重要的物性指标之一。聚乙烯 ESCR性能因支链的增加、密度的降低而得到大大的改善。在3种不同的聚乙烯树脂中，LLDPE的许多性能介于H P-LDPE和HDPE之间，但其ESCR性能却居三者之冠。碳6和碳8高碳α-烯烃共聚的LLDPE，因其支链的增加，其ESCR值明显优于碳4共聚的LLDPE。
另一个受短支链增加、密度降低影响的性能是抗蠕变性或承受荷重的能力。这个性能在聚合物的使用上同样非常重要。只要密度稍稍下降一点，抗蠕变性就得到很大的改善。可以说，增加乙烯的短支链，降低乙烯的密度而得益最大的就是提高了ESCR性能和抗蠕变性。
⑷聚乙烯热氧老化和光氧老化性能
聚乙烯由于其分子结构上和聚合物中所含的微量杂质等内因，以及受大气环境和成型加工条件等外因的影响，会产生热氧老化和光氧老化。这些老化反应按自由基键式反应机理进行，结果导致聚乙烯发生降解反应为主的不可逆的化学反应，而使其性能变坏乃至完全失去使用价值。
聚乙烯在氧气的存在下受热时易发生热氧老化作用，这种热氧老化过程具有自动催化效应，因此当升高温度时，氧化加速进行，它可使聚乙烯的电绝缘性能变坏。此外，ESCR、伸长率等性能也会降低，并且脆性增加，严重时还会发生特臭气味。氧化作用的影响与受热时间长短有关，例如将高密度聚乙烯制成的容器经短时间受热，其使用价值并无任何降低，如果将其制成的电缆在60℃长时间受热，则其电绝缘性能会显著降低。
聚乙烯受日光中紫外线的照射和空气中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而发生光氧老化作用，这种光氧老化作用是在常温下进行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支链体型结构。
因此，为了防止或减慢光氧老化的作用，应在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的稳定剂，如炭黑或紫外线吸收剂。聚乙烯在受热成型加工过程中，特别是与大量空气接触的情况下，例如压延过程中或挤出、注射成型时，由于受热氧化而使聚乙烯的机械性能降低，加了抗氧化剂后虽可部分防止，但仍不能完全避免，因此改进聚合工艺及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的稳定性。
介电性能

纯的聚乙烯不含极性基因，因此具有良好的介电性能。聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响，但聚乙烯中若含有杂质，如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团（羟基、羰基）等，则对其介电性能如介电常数、介电耗损（介电损耗角正切）等会发生不良影响。

6应用领域

LLDPE的主要应用领域是农膜、包装膜、电线电缆、管材、涂层制品等。

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