耐高溫HDPE材料

時間：2020-01-05作者：上海帆崗塑膠原料有限公司瀏覽：272

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耐高溫HDPE--聚乙烯PE可采用多種成型工藝加工，可以注塑、擠出、中空吹塑、薄膜吹塑、薄膜壓延、大型中空制品滾塑、發(fā)泡成型等，中、高密度聚乙烯還可以熱成型。PE型材可以進(jìn)行機械加工、焊接等。PE的成型加工都是在熔融狀態(tài)下進(jìn)行的，成型時的熔體溫度一般約高出PE熔融溫度30～50℃。不同成型工藝對材料的熔體流動性有不同要求，注塑和薄膜吹塑應(yīng)選用熔融指數(shù)較大的材料，型材擠出和中空吹塑應(yīng)選用熔融指數(shù)較小的材料。LDPE與LLDEP、HDPE皆具有良好的注塑成型工藝性，注塑成型用于制備承載的制品時，應(yīng)選用注塑用品級中的熔融指數(shù)較小的材料，若用于制備薄壁長流程制品或非承載性制品，可選用熔融指數(shù)較高的材料。


耐高溫HDPE--高密度聚乙烯(HDPE)為無味、無臭、的白色粉末或顆粒狀固體，熔點約為131℃，在所有種類的PE中，HDPE的模量高，滲透性小，有利于制成各種型號的中空容器（約占其總消費量的40％一65%），這些中空制品包括用于醫(yī)藥與化學(xué)工業(yè)儲存液體物質(zhì)的瓶、桶及大型工業(yè)用儲槽等；食品工業(yè)中的醬油、牛奶、黃油和果汁等用途的瓶和包裝桶；生活日用品和中空玩具等。一些品種HDPE的玻璃化溫度**-60℃，適于低溫使用，如做冰淇淋盒、冷藏器皿等。為了克服高結(jié)晶度帶來的不透明，可對HDPE中空或模塑制品進(jìn)行著色以使其美觀。HDPE 良好的拉伸強度使其適于制作各種包裝膜，其中包括購物袋、垃圾袋襯里、重包裝袋等，HDPE用于制備食品、農(nóng)副產(chǎn)品和紡織品等包裝材料的高強度較薄薄膜發(fā)展很快。HDPE管材具有耐腐蝕、滲透率低、表面光滑、剛韌適度、價格低廉、施工方便及維護(hù)成本低等特點，深受用戶喜愛，在油氣田、礦山、城市、建筑、農(nóng)業(yè)灌溉、電信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，為HDPE的主要用途之一。HDPE的玻璃化溫度低，熱撓曲溫度高，剛性適度且韌性好，可以制成非結(jié)構(gòu)性的戶外用品，如草坪、運動場的設(shè)施、家具與廢棄物桶等，一些大件制品，如游艇、垃圾桶、大儲罐蓋等常選用強度高的HDPE樹脂，這些制品在受力較大時仍能保持制品的形狀，且有很好的耐磨性。采用發(fā)泡擠出法和發(fā)泡注射法制得的低發(fā)泡制品，可用于制作合成木材和合成紙。合成木材的質(zhì)地輕、強度好、不透濕氣、耐化學(xué)藥品性好、不受霉菌作用、電性能好、隔熱和加工方便、尺寸穩(wěn)定性好且耐沖擊，可廣泛用于火車、汽車的座板、擋板，船舶的床板、蓋艙板、建筑材料和家具等。合成紙具有高強度、耐水、耐油和化學(xué)穩(wěn)定性高等特點，它既可以用于書寫，也可用于印刷，用做地圖、重要文件、彩色紙、商品包裝紙、廣告紙等特媒用紙。此外，HDPE在設(shè)備襯里、電線電纜包覆和金屬制件涂層等方面亦有廣泛用途。


耐高溫HDPE--純凈的PE是乳白色蠟狀物，無味、無臭。工業(yè)上為使用和貯存的方便通常在聚合后加入適量的塑料助劑進(jìn)行造粒，制成半透明的顆粒狀物料。PE易燃，燃燒時有蠟味，并伴有熔融滴落現(xiàn)象。PE的品種較多，性能各異。這些差異主要是由于大分子的結(jié)構(gòu)和相對分子質(zhì)量不同而引起的，也與聚合工藝及后期造粒過程中加入的塑料助劑有關(guān)。盡管PE的分子鏈柔順，Tg較低，但由于結(jié)晶使它在較寬的溫度范圍內(nèi)具有一定的力學(xué)強度。結(jié)晶度和相對分子質(zhì)量的高低決定了它的力學(xué)性能的優(yōu)劣。一般情況下，LDPE柔韌，耐沖擊；LLDPE性能類似于HDPE，剛性大，撕裂強度，拉伸強度，耐刺穿性都強于LDPE，而HDPE的拉伸強度、剛度和硬度高，比LLDPE又稍高。與其他熱塑性塑料相比，PE的拉伸強度比較低，硬度不足，耐蠕變性較差，在負(fù)荷作用下隨著時間的延長會連續(xù)變形產(chǎn)生蠕變，而且蠕變隨著負(fù)載增大、溫度升高、密度降低而加劇。環(huán)境應(yīng)力開裂是指在某種環(huán)境條件下，長時間或反復(fù)施加**塑料力學(xué)性能的應(yīng)力而引起塑料外部或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象。PE是對環(huán)境應(yīng)力開裂較敏感的樹脂品種，其應(yīng)力開裂的速度除與成型加工中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和使用過程中受到的應(yīng)力大小有關(guān)外，環(huán)境介質(zhì)的作用是應(yīng)力開裂的主要因素，如熱、氧、酯類、金屬皂類、硫化醇類、**硅液體、潮濕土壤等作用。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是這些物質(zhì)與PE接觸并向內(nèi)部擴散時降低了PE的內(nèi)聚能所致。PE的耐環(huán)境應(yīng)力開裂能力受相對分子質(zhì)量及其分布和支化度的影響很大。隨著相對分子質(zhì)量的提高，分布變窄，支化度增大，結(jié)晶度下降，PE的耐環(huán)境應(yīng)力開裂能力增強?？梢?，就耐環(huán)境應(yīng)力開裂性而言，LDPE、LLDPE好于HDPE。線型結(jié)構(gòu)高度結(jié)晶的HDPE對環(huán)境應(yīng)力開裂敏感，在環(huán)境介質(zhì)作用下易于脆性開裂，生產(chǎn)長期與化學(xué)試劑接觸及埋人地下等惡劣環(huán)境的制品時應(yīng)選用相對分子質(zhì)量較高的HDPE品種，采用大分子間交聯(lián)的PE也可大大改善其耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。


耐高溫HDPE--PE的熔體黏度比PVC低，流動性能好，不需加入增塑劑已具有很好的成型加工性能。在成型中應(yīng)注意下述幾點。①PE的熱容量較大，但成型加工溫度卻較低，成型加工溫度的確定主要取決于相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度。LDPE在180℃左右，LLDEP在200℃左右，HDPE在220℃左右，成型加工溫度通常不大于280℃。②熔融狀態(tài)下，PE具有氧化傾向，因而，成型加工中應(yīng)盡量減少熔體與空氣的接觸及在高溫下的停留時間。③PE的熔體黏度對剪切速率敏感，隨剪切速率的增大下降得較多。當(dāng)剪切速率過臨界值后，易出現(xiàn)熔體破裂等流動缺陷。④制品的結(jié)晶度取決于成型加工中對冷卻速率的控制。不論采取快速冷卻還是緩慢冷卻，應(yīng)盡量使制品各部分冷卻速率均勻一致，以免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，降低制品的力學(xué)性能。⑤由于結(jié)晶，PE熔體冷卻后收縮率較大，一般成型收縮率為1.5%～5.0%。⑥PE屬于化學(xué)惰性材料，印刷性能較差，為增加油墨與其表面的結(jié)合牢度，可對制品表面進(jìn)行電暈處理或火焰處理。聚乙烯PE可以擠出成型為板材、管材、棒材及各種型材，較常用于管材擠出。HDPE與LLDEP、LDPE擠出時，型材在離開口模時的冷卻速率應(yīng)有所不同。LDPE、LLDPE型材應(yīng)緩冷，若驟冷會使制品表面失去光澤，并產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，使強度下降。HDPE則需要迅速冷卻才能保證型材的良好外觀和強度。


耐高溫HDPE--PE受熱后，隨溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸熔化，無定形部分逐漸增多。顯然，熔點與結(jié)晶度和結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。HDPE的熔點約為125～137℃，LDPE的熔點約為105～120℃。LLDPE的熔點約為115～135℃，PE的Tg隨相對分子質(zhì)量、結(jié)晶度和支化程度的不同而異，而且因測試方法不同有較大差別，一般認(rèn)為在-50℃以下。PE的脆化溫度(Tb)約在- 60～- 70℃，隨相對分子質(zhì)量增大脆化溫度降低，如較高相對分子質(zhì)量聚乙烯的脆化溫度**-140℃。較低的Tg和Tb使得PE 具有優(yōu)異的耐寒性，在較低的溫度（- 50℃）下仍具有較好的韌些。但PE的使用溫度不高，受力情況下即使很小的載荷其變形溫度也會很低。一般，LDPE的連續(xù)使用溫度在60℃以下，LLDPE在70℃以下，HDPE在80℃以下。PE的比熱容，熱導(dǎo)率線脹系數(shù)隨溫度升高變化不大。但PE的熱容量比大多數(shù)熱塑性塑料都大，線膨脹系數(shù)也較大，在成型加工中應(yīng)予注意。


耐高溫HDPE--(1)透氣性  聚合物材料的透氣性是由溶解和擴散兩個過程引起的。氣體先溶解于塑料材料中，然后擴散到氣態(tài)物質(zhì)濃度較低的一面，并蒸發(fā)出去。材料的分子結(jié)構(gòu)、厚度、擴散介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和濃度，以及環(huán)境溫度等因素都會影響所透過的氣體量。PE的透氣性隨密度的增加而減小，HDPE、LLDPE的透氣性遠(yuǎn)**LDPE。與其他塑料品種比較，PE對O2、N2、CO2等的透氣率較大，但對水蒸氣的透過率低。因此，PE薄膜不適宜長時間包裝需保持香味的物品，但適合于防潮或包裝需防止水氣散失的物品。各種介質(zhì)對PE的透氣性與其在PE中的溶解度關(guān)系很大。非極性介質(zhì)的透過率大于極性介質(zhì)的透過率，**介質(zhì)的透過率大于無機介質(zhì)的透過率。用LDPE塑料瓶盛不同液體會不同程度地發(fā)生損失，因而，LDPE塑料容器不適宜長期貯存液體，尤其是化學(xué)藥品和油類物質(zhì)，不但易損失，而且還可能由于溶脹致使容器變形。(2)化學(xué)穩(wěn)定性 PE是非極性結(jié)晶聚合物，具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。室溫下它能耐酸、堿和鹽類的水溶液，如鹽酸、磷酸、醋酸以及各類鹽溶液，即使在較高的濃度下對PE也無顯著作用。但濃酸會緩慢侵蝕PE。溫度升高后，氧化作用較為顯著。PE在室溫下不溶于任何溶劑，但溶度參數(shù)相近的溶劑可使其溶脹。隨著溫度的升高，PE結(jié)晶逐漸被破壞，大分子與溶劑的作用增強，當(dāng)達(dá)到一定溫度后PE可溶于脂肪烴、芳香烴等。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、礦物油和石蠟中。但即使在較高溫度下PE仍不溶于水，甘油和植物油中。PE在**溶劑中的溶解度和溶脹程度隨相對分子質(zhì)量和結(jié)晶度的增大而減小。因而，HDPE比LLDPE、LDPE有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。


耐高溫HDPE--從大分子鏈結(jié)構(gòu)來看，PE應(yīng)具有良好的耐老化性，尤其是具有線型結(jié)構(gòu)的HDPE較是如此。但實際上PE在大氣、陽光和氧的作用下易發(fā)生老化，具體表現(xiàn)為伸長率和耐寒性降低，力學(xué)性能和電性能下降，并逐漸變脆、產(chǎn)生裂紋，喪失使用的性能。PE支化產(chǎn)生的叔氫原子，分子鏈中的雙鍵結(jié)構(gòu)和聚合時殘留的雜質(zhì)等是使其易于老化的原因。為了防止PE的氧化降解，便于貯存、加工和應(yīng)用，一般使用的PE原料在合成過程中已加人了穩(wěn)定化助劑，可滿足一般的加工和使用要求。如需進(jìn)一步提高耐老化性能，可在PE中添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等。


耐高溫HDPE--PE是大分子鏈中僅含有碳、氫原子的聚合物，分子結(jié)構(gòu)中沒有極性基團(tuán)，因此具有優(yōu)異的電性能，PE的體積電阻率高，介電常數(shù)和介電損耗角正切值小，幾乎不受頻率的影響，因而適宜于制備高頻電絕緣材料。PE的電性能不受相對分子質(zhì)量的影響，隨密度的變化也不大。若含有雜質(zhì)（如催化劑殘渣、金屬灰分），或在聚合、加工、應(yīng)用中分子鏈上引入極性基團(tuán)（如羥基、羰基、羧基）時，對電性能則有不良影響。此外，在重要場合作為電絕緣材料應(yīng)用時為改善PE的力學(xué)性—能、耐老化件能和耐熱件常通過化學(xué)改性將PE制成XLPE使用。PE分子鏈主要由碳、氫構(gòu)成，本身毒性較低，被認(rèn)為是衛(wèi)生性的塑料品種之一。為了改善PE性能，在聚合、成型加工和使用中往往需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑等塑料助劑，可能影響到它的衛(wèi)生性。樹脂生產(chǎn)廠家在聚合時總是選用衛(wèi)生助劑，且用量較少，一般樹脂不會受到污染。PE長期與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴類物質(zhì)接觸容易引起溶脹，PE中有些低相對分子質(zhì)量組分可能會溶于其中。因此，長期使用PE容器盛裝食用油脂會產(chǎn)生一種蠟味，影響食用效果。


耐高溫HDPE--聚乙烯(PE)是樹脂中分子結(jié)構(gòu)較簡單的品種之一，它原料來源豐富，價格低廉，具有優(yōu)異的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，易于成型加工，品種較多，可滿足不同的性能要求。自問世以來發(fā)展迅速，是目前產(chǎn)量較大的樹脂品種之一，用途較為廣泛。乙烯的聚合可以在高壓、中壓、低壓下進(jìn)行，由此可把PE分成高壓聚乙烯、中壓聚乙烯和低壓聚乙烯。高壓聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)與中壓、低壓聚乙烯相比較，支鏈數(shù)目較多，結(jié)晶度和密度較低，而中壓和低壓聚乙烯的分子鏈接近線型結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度和密度較高。通常把高壓聚乙烯稱為LDPE、支鏈聚乙烯，LLDPE、線型低密度聚乙烯；中壓和低壓聚乙烯則稱為HDPE、線型聚乙烯。LDPE的密度為0.910～0.925g/cm3，LLDPE的密度為0.910～0.940g/cm3，HDPE的密度為0.941～0.965g/cm3，介于二者之間為中密度聚乙烯。

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