聚乙烯材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用發(fā)展

魏立

摘 要：第二次工業(yè)革命后，世界工業(yè)化程度日漸提高，世界科技水平也在日益提高，在上述世界發(fā)展背景下，我國工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，科學(xué)技術(shù)也日新月異，新材料層出不窮，其中高分子材料的應(yīng)用及生產(chǎn)均得到了顯著發(fā)展，高分子材料中的聚乙烯是人們熟知的化工材料，其在諸多領(lǐng)域均有應(yīng)用，這是由聚乙烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性質(zhì)決定的。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；應(yīng)用；發(fā)展

目前我國高分子材料市場日漸繁榮，高分子聚乙烯材料得到了較好的應(yīng)用與推廣。聚乙烯是多次聚合反應(yīng)的產(chǎn)物，其在樹脂材料中的產(chǎn)量較高，且價格低廉、制備簡單，可以適應(yīng)溫度很低的環(huán)境，化學(xué)穩(wěn)定性較好等，因此其應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛.

一、聚乙烯材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和聚合方式

聚乙烯材料是有大量乙烯在特殊的反應(yīng)條件下，經(jīng)過加成反應(yīng)和聚合反應(yīng)生成的一種高分子聚合物，在高分子材料中，可以說聚乙烯是最簡單的，但同時也是應(yīng)用最廣泛的高分子材料，聚乙烯作為一種線形聚合物，其結(jié)構(gòu)是由多個重復(fù)的-CH2-單元構(gòu)成，類似于烷烴結(jié)構(gòu)的高分子物質(zhì)，屬于非極性高分子物質(zhì)中的一種，分子量通常的在四萬到十二萬之間，有的甚至高達(dá)上百萬。

根據(jù)聚乙烯高分子材料的密度、聚合度、分子量、特性等，可將聚乙烯分為低壓聚乙烯、高壓聚乙烯、線型低密度聚乙烯等。其中高壓聚乙烯化工材料的密度非常小，并且質(zhì)地也很柔軟，經(jīng)常被用在制作日常生活中的塑料袋之類的軟塑料，低壓聚乙烯的抵抗化學(xué)藥劑的能力比較的強(qiáng)和對環(huán)境的敏感度比較的弱，所以低壓聚乙烯廣泛的應(yīng)用在注塑等硬塑料領(lǐng)域，線型低密度聚乙烯是由-CH2-構(gòu)成，有時也有a-烯烴的參與，線型低密度聚乙烯的性能比低壓聚乙烯的性能好，只不過就是透明度比較的小，高聚乙烯屬于結(jié)晶熱塑性樹脂。

二、聚乙烯的特性分析

聚乙烯是白色蠟狀半透明材料，手感似蠟，柔而韌，比水輕，無臭、無毒，介電性能優(yōu)越；具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，常溫下與一般溶劑不互溶，吸水性小，電絕緣性能優(yōu)良，但聚乙烯對環(huán)境應(yīng)力較敏感，耐熱老化性差。易燃燒且離火后繼續(xù)燃燒，透水率低，但有機(jī)蒸汽的透過率較大。聚乙烯的透明度隨結(jié)晶度的增加而下降。在一定結(jié)晶度下，透明度隨分子量增大而提高，高密度聚乙烯熔點(diǎn)范圍為132-135℃，低密度聚乙烯熔點(diǎn)較低（112℃）且范圍寬，溫度在70℃以上時可少量溶解于甲苯、三氯乙烯等溶劑中。

三、聚乙烯的應(yīng)用

（一）加工聚乙烯中空制品。聚乙烯樹脂成型中空制品，應(yīng)用較多的有低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯等。低密度聚乙烯樹脂成型中空制品，主要成型中小型低密度聚乙烯容器。高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作中空制品，用吹塑法制成瓶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。選擇聚乙烯原料時，應(yīng)注意不同密度和不同熔體流動速率樹脂對中空制品性能的影響。

（二）生產(chǎn)聚乙烯（PE）薄膜。PE膜的透氣性較大，但隨密度的增加，其透氣性是下降的。PE膜具有防潮性，透濕性小。聚乙烯薄膜根據(jù)制造方法與控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯、超高密度聚乙烯與交聯(lián)聚乙烯等不同性能的產(chǎn)品。低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜，該薄膜的透明性和抗拉強(qiáng)度良好，廣泛用于食品、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。

（三）交聯(lián)聚乙烯（CLPE）。發(fā)達(dá)國家中交聯(lián)聚乙烯管的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍，與其它塑料管相比，其耐腐蝕性能較好，其強(qiáng)度和耐溫性能優(yōu)越，尤其是其蠕變強(qiáng)度，其強(qiáng)度隨使用時間的變化不顯著，壽命可達(dá)五十年之久。由于它較其它的聚乙烯產(chǎn)品有更高的耐熱性、拉伸強(qiáng)度、熱收縮率和阻隔性，其用途在進(jìn)一步的擴(kuò)大，目前大多用作熱收縮包裝薄膜用。

（四）聚乙烯纖維。聚乙烯纖維強(qiáng)度和伸長與丙綸相接近，吸濕能力與丙綸相似，在通常大氣條件下回潮率為0，具有較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，有良好的耐化學(xué)藥品性和耐腐蝕性；耐熱性較差，但耐濕熱性能較好，其熔點(diǎn)為110-120℃，較其它纖維低，抗熔孔性很差，有良好的電絕緣性，但耐光性較差，在光照下易老化。乙綸價格較低，適合于制作鬃絲、扁絲或膜裂纖維，用來制造繩索、包裝布等。

（五）聚乙烯管板材。擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進(jìn)行二次加工。也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料。

四、聚乙烯的發(fā)展

目前，在我們的日常生活和工作中聚乙烯的應(yīng)用無處不在，由于聚乙烯的諸多優(yōu)點(diǎn)，使其在諸多領(lǐng)域均有應(yīng)用。薄膜的發(fā)展為我們的生活和工作帶來了非常多的便利，聚乙烯材料的低密度、高強(qiáng)度、抗化學(xué)藥劑等性質(zhì)，可以制作防彈衣、建筑材料、汽車部件等。聚乙烯的性能雖然非常的多，但還存在一定不足制約著聚乙烯的發(fā)展，聚乙烯材料的分子鏈非常長，造成很難解決的纏繞問題，其耐高溫能力較弱等，根據(jù)聚乙烯的結(jié)構(gòu)特性可知聚乙烯屬于非極性聚合物，很難與無機(jī)材料和極性分子材料融合，因而其質(zhì)量較低，需要對其進(jìn)行改性來提高它的耐熱性、相容性、易塑性等特性。

五、結(jié)語

綜上所述，雖然聚乙烯具有較多的優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用較普遍，但是還存在耐熱性較差、在光照條件下易老化等需要改進(jìn)的地方，所以為使聚乙烯更好的滿足人們的現(xiàn)實(shí)需求，需要在不改變聚乙烯原有優(yōu)良性質(zhì)的基礎(chǔ)上，對其進(jìn)行改性，以推動聚乙烯材料市場的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛仲夷，朱杭琦，毛明忠，鄭宏杰.聚氯乙烯的凝膠化與結(jié)晶[J].塑料助劑，2016，05：12-16.endprint