耐高温HDPE材料

时间：2020-01-05

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耐高温HDPE--聚乙烯PE可采用多种成型工艺加工，可以注塑、挤出、中空吹塑、薄膜吹塑、薄膜压延、大型中空制品滚塑、发泡成型等，中、高密度聚乙烯还可以热成型。PE型材可以进行机械加工、焊接等。PE的成型加工都是在熔融状态下进行的，成型时的熔体温度一般约高出PE熔融温度30～50℃。不同成型工艺对材料的熔体流动性有不同要求，注塑和薄膜吹塑应选用熔融指数较大的材料，型材挤出和中空吹塑应选用熔融指数较小的材料。LDPE与LLDEP、HDPE皆具有良好的注塑成型工艺性，注塑成型用于制备承载的制品时，应选用注塑用品级中的熔融指数较小的材料，若用于制备薄壁长流程制品或非承载性制品，可选用熔融指数较高的材料。

耐高温HDPE--高密度聚乙烯(HDPE)为无味、无臭、的白色粉末或颗粒状固体，熔点约为131℃，在所有种类的PE中，HDPE的模量高，渗透性小，有利于制成各种型号的中空容器（约占其总消费量的40％一65%），这些中空制品包括用于医药与化学工业储存液体物质的瓶、桶及大型工业用储槽等；食品工业中的酱油、牛奶、黄油和果汁等用途的瓶和包装桶；生活日用品和中空玩具等。一些品种HDPE的玻璃化温度低于-60℃，适于低温使用，如做冰淇淋盒、冷藏器皿等。为了克服高结晶度带来的不透明，可对HDPE中空或模塑制品进行着色以使其美观。HDPE 良好的拉伸强度使其适于制作各种包装膜，其中包括购物袋、垃圾袋衬里、重包装袋等，HDPE用于制备食品、农副产品和纺织品等包装材料的高强度较薄薄膜发展很快。HDPE管材具有耐腐蚀、渗透率低、表面光滑、刚韧适度、价格低廉、施工方便及维护成本低等特点，深受用户喜爱，在油气田、矿山、城市、建筑、农业灌溉、电信等领域得到了广泛的应用，为HDPE的主要用途之一。HDPE的玻璃化温度低，热挠曲温度高，刚性适度且韧性好，可以制成非结构性的户外用品，如草坪、运动场的设施、家具与废弃物桶等，一些大件制品，如游艇、垃圾桶、大储罐盖等常选用强度高的HDPE树脂，这些制品在受力较大时仍能保持制品的形状，且有很好的耐磨性。采用发泡挤出法和发泡注射法制得的低发泡制品，可用于制作合成木材和合成纸。合成木材的质地轻、强度好、不透湿气、耐化学药品性好、不受霉菌作用、电性能好、隔热和加工方便、尺寸稳定性好且耐冲击，可广泛用于火车、汽车的座板、挡板，船舶的床板、盖舱板、建筑材料和家具等。合成纸具有高强度、耐水、耐油和化学稳定性高等特点，它既可以用于书写，也可用于印刷，用做地图、重要文件、彩色纸、商品包装纸、广告纸等特媒用纸。此外，HDPE在设备衬里、电线电缆包覆和金属制件涂层等方面亦有广泛用途。

耐高温HDPE--纯净的PE是乳白色蜡状物，无味、无臭。工业上为使用和贮存的方便通常在聚合后加入适量的塑料助剂进行造粒，制成半透明的颗粒状物料。PE易燃，燃烧时有蜡味，并伴有熔融滴落现象。PE的品种较多，性能各异。这些差异主要是由于大分子的结构和相对分子质量不同而引起的，也与聚合工艺及后期造粒过程中加入的塑料助剂有关。尽管PE的分子链柔顺，Tg较低，但由于结晶使它在较宽的温度范围内具有一定的力学强度。结晶度和相对分子质量的高低决定了它的力学性能的优劣。一般情况下，LDPE柔韧，耐冲击；LLDPE性能类似于HDPE，刚性大，撕裂强度，拉伸强度，耐刺穿性都强于LDPE，而HDPE的拉伸强度、刚度和硬度高，比LLDPE又稍高。与其他热塑性塑料相比，PE的拉伸强度比较低，硬度不足，耐蠕变性较差，在负荷作用下随着时间的延长会连续变形产生蠕变，而且蠕变随着负载增大、温度升高、密度降低而加剧。环境应力开裂是指在某种环境条件下，长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。PE是对环境应力开裂较敏感的树脂品种，其应力开裂的速度除与成型加工中产生的内应力和使用过程中受到的应力大小有关外，环境介质的作用是应力开裂的主要因素，如热、氧、酯类、金属皂类、硫化醇类、**硅液体、潮湿土壤等作用。产生这种现象的原因可能是这些物质与PE接触并向内部扩散时降低了PE的内聚能所致。PE的耐环境应力开裂能力受相对分子质量及其分布和支化度的影响很大。随着相对分子质量的提高，分布变窄，支化度增大，结晶度下降，PE的耐环境应力开裂能力增强。可见，就耐环境应力开裂性而言，LDPE、LLDPE好于HDPE。线型结构高度结晶的HDPE对环境应力开裂敏感，在环境介质作用下易于脆性开裂，生产长期与化学试剂接触及埋人地下等恶劣环境的制品时应选用相对分子质量较高的HDPE品种，采用大分子间交联的PE也可大大改善其耐环境应力开裂性。

耐高温HDPE--PE的熔体黏度比PVC低，流动性能好，不需加入增塑剂已具有很好的成型加工性能。在成型中应注意下述几点。①PE的热容量较大，但成型加工温度却较低，成型加工温度的确定主要取决于相对分子质量、密度和结晶度。LDPE在180℃左右，LLDEP在200℃左右，HDPE在220℃左右，成型加工温度通常不大于280℃。②熔融状态下，PE具有氧化倾向，因而，成型加工中应尽量减少熔体与空气的接触及在高温下的停留时间。③PE的熔体黏度对剪切速率敏感，随剪切速率的增大下降得较多。当剪切速率过临界值后，易出现熔体破裂等流动缺陷。④制品的结晶度取决于成型加工中对冷却速率的控制。不论采取快速冷却还是缓慢冷却，应尽量使制品各部分冷却速率均匀一致，以免产生内应力，降低制品的力学性能。⑤由于结晶，PE熔体冷却后收缩率较大，一般成型收缩率为1.5%～5.0%。⑥PE属于化学惰性材料，印刷性能较差，为增加油墨与其表面的结合牢度，可对制品表面进行电晕处理或火焰处理。聚乙烯PE可以挤出成型为板材、管材、棒材及各种型材，较常用于管材挤出。HDPE与LLDEP、LDPE挤出时，型材在离开口模时的冷却速率应有所不同。LDPE、LLDPE型材应缓冷，若骤冷会使制品表面失去光泽，并产生较大内应力，使强度下降。HDPE则需要迅速冷却才能保证型材的良好外观和强度。

耐高温HDPE--PE受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。显然，熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点约为125～137℃，LDPE的熔点约为105～120℃。LLDPE的熔点约为115～135℃，PE的Tg随相对分子质量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般认为在-50℃以下。PE的脆化温度(Tb)约在- 60～- 70℃，随相对分子质量增大脆化温度降低，如较高相对分子质量聚乙烯的脆化温度低于-140℃。较低的Tg和Tb使得PE 具有优异的耐寒性，在较低的温度（- 50℃）下仍具有较好的韧些。但PE的使用温度不高，受力情况下即使很小的载荷其变形温度也会很低。一般，LDPE的连续使用温度在60℃以下，LLDPE在70℃以下，HDPE在80℃以下。PE的比热容，热导率线胀系数随温度升高变化不大。但PE的热容量比大多数热塑性塑料都大，线膨胀系数也较大，在成型加工中应予注意。

耐高温HDPE--(1)透气性聚合物材料的透气性是由溶解和扩散两个过程引起的。气体先溶解于塑料材料中，然后扩散到气态物质浓度较低的一面，并蒸发出去。材料的分子结构、厚度、扩散介质的化学性质和浓度，以及环境温度等因素都会影响所透过的气体量。PE的透气性随密度的增加而减小，HDPE、LLDPE的透气性远低于LDPE。与其他塑料品种比较，PE对O2、N2、CO2等的透气率较大，但对水蒸气的透过率低。因此，PE薄膜不适宜长时间包装需保持香味的物品，但适合于防潮或包装需防止水气散失的物品。各种介质对PE的透气性与其在PE中的溶解度关系很大。非极性介质的透过率大于极性介质的透过率，**介质的透过率大于无机介质的透过率。用LDPE塑料瓶盛不同液体会不同程度地发生损失，因而，LDPE塑料容器不适宜长期贮存液体，尤其是化学药品和油类物质，不但易损失，而且还可能由于溶胀致使容器变形。(2)化学稳定性 PE是非极性结晶聚合物，具有优良的化学稳定性。室温下它能耐酸、碱和盐类的水溶液，如盐酸、磷酸、醋酸以及各类盐溶液，即使在较高的浓度下对PE也无显着作用。但浓酸会缓慢侵蚀PE。温度升高后，氧化作用更为显着。PE在室温下不溶于任何溶剂，但溶度参数相近的溶剂可使其溶胀。随着温度的升高，PE结晶逐渐被破坏，大分子与溶剂的作用增强，当达到一定温度后PE可溶于脂肪烃、芳香烃等。如LDPE能溶于60℃的苯中，LLDPE能溶于60～70℃的苯中，HDPE能溶于80～90℃的苯中，**100℃后三者均可溶于三氯乙烯、矿物油和石蜡中。但即使在较高温度下PE仍不溶于水，甘油和植物油中。PE在**溶剂中的溶解度和溶胀程度随相对分子质量和结晶度的增大而减小。因而，HDPE比LLDPE、LDPE有更好的化学稳定性。

耐高温HDPE--从大分子链结构来看，PE应具有良好的耐老化性，尤其是具有线型结构的HDPE更是如此。但实际上PE在大气、阳光和氧的作用下易发生老化，具体表现为伸长率和耐寒性降低，力学性能和电性能下降，并逐渐变脆、产生裂纹，丧失使用的性能。PE支化产生的叔氢原子，分子链中的双键结构和聚合时残留的杂质等是使其易于老化的原因。为了防止PE的氧化降解，便于贮存、加工和应用，一般使用的PE原料在合成过程中已加人了稳定化助剂，可满足一般的加工和使用要求。如需进一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧剂和光稳定剂等。

耐高温HDPE--PE是大分子链中仅含有碳、氢原子的聚合物，分子结构中没有极性基团，因此具有优异的电性能，PE的体积电阻率高，介电常数和介电损耗角正切值小，几乎不受频率的影响，因而适宜于制备高频电绝缘材料。PE的电性能不受相对分子质量的影响，随密度的变化也不大。若含有杂质（如催化剂残渣、金属灰分），或在聚合、加工、应用中分子链上引入极性基团（如羟基、羰基、羧基）时，对电性能则有不良影响。此外，在重要场合作为电绝缘材料应用时为改善PE的力学性—能、耐老化件能和耐热件常通过化学改性将PE制成XLPE使用。PE分子链主要由碳、氢构成，本身毒性较低，被认为是卫生性的塑料品种之一。为了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧剂和光稳定剂等塑料助剂，可能影响到它的卫生性。树脂生产厂家在聚合时总是选用卫生助剂，且用量较少，一般树脂不会受到污染。PE长期与脂肪烃、芳香烃、卤代烃类物质接触容易引起溶胀，PE中有些低相对分子质量组分可能会溶于其中。因此，长期使用PE容器盛装食用油脂会产生一种蜡味，影响食用效果。

耐高温HDPE--聚乙烯(PE)是树脂中分子结构较简单的品种之一，它原料来源丰富，价格低廉，具有优异的电绝缘性和化学稳定性，易于成型加工，品种较多，可满足不同的性能要求。自问世以来发展迅速，是目前产量较大的树脂品种之一，用途较为广泛。乙烯的聚合可以在高压、中压、低压下进行，由此可把PE分成高压聚乙烯、中压聚乙烯和低压聚乙烯。高压聚乙烯的分子结构与中压、低压聚乙烯相比较，支链数目较多，结晶度和密度较低，而中压和低压聚乙烯的分子链接近线型结构，结晶度和密度较高。通常把高压聚乙烯称为LDPE、支链聚乙烯，LLDPE、线型低密度聚乙烯；中压和低压聚乙烯则称为HDPE、线型聚乙烯。LDPE的密度为0.910～0.925g/cm3，LLDPE的密度为0.910～0.940g/cm3，HDPE的密度为0.941～0.965g/cm3，介于二者之间为中密度聚乙烯。

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