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聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)

聚乙烯(polyethylene ,简称PE)是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物。聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能,化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀。常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性优良。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图1)


聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图2)


聚乙烯是半结晶性高分子化合物,乙烯单体聚合有高压法、中压法、低压法。此外,尚有流化床气相法、浆料法、溶液法生产支链少的线性低密度聚乙烯。

按密度的不同,可分为超低密度聚乙烯(ULDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)等类型。

按聚合物合成方法分类,可分为高压聚乙烯(在101.3~354.6MPa下制得的聚乙烯)、中压(2.1~7.1MPa)和低压聚乙烯(0.1~2.1MPa)。

按相对分子质量的不同,可分为中等相对分子质量(5~25万,工业上常见,通用产品使用)、高相对分子质量(50万左右)、超高相对分子质量(100~150万),超低相对分子质量(1万左右,主要用作塑料成型的润滑剂、分散剂)等。

按聚合物分子链结构分类可分为线性聚乙烯(如HDPE、MDPE、LLDPE、VLLDPE、ULLDPE、MLLDPE、EPPE、UHMWPE)和支化聚乙烯(LDPE)等。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图3)


一、超低密度聚乙烯 ULDPE

超低密度聚乙烯,简称ULDPE,其聚合机理与LLDPE相似,都是线型结构,没有长链分支,所以又称第二代LLDPE。超低密度聚乙烯(ULDPE)的短支链数量高于LLDPE,而支链分支比LDPE短而且较规整,不存在长链分支。其分子量分布较窄,晶相结构和缠绕程度与LDPE不同,ULDPE薄膜中大量短链分支的存在,削弱了聚合物主链上结晶区的形成,且当形成结晶区时,结晶区会变形从而产生缺陷,在结晶相同的情况下,其结晶结构明显不同,这导致制品的物理力学性能截然不同。

ULDPE具有以下特性:

1. 具有优异的拉伸强度,冲击强度,撕裂强度,耐穿刺强度。

2. 热性能。由于VLPDE,ULDPE为短支链的线型结晶,相比长链分支的LDPE,其晶体结构的缺陷没有那么明显,故其熔点较高,约比EVA共聚物高20℃,这样其制品的使用温度也较高。

3. 模量。U/VLDPE的模量较小,比LDPE,LLDPE,HDPE都低,其薄膜韧性好,柔软,手感好。

4. 相溶性能。U/VLDPE与其他聚烃烯混合,有良好的相容性。

5. 其他性能。U/VLDPE具有优秀的减薄性能(达10-12.7um),良好的绝缘性,较好的光学性能,耐化学腐蚀性能,耐油性,密封性等。

在应用方面:

1.在国防军需装备方面,由于其耐冲击性能好,比能量吸收大,在军事上可以制成防护衣料、头盔、防弹材料,如直升飞机、坦克和舰船的装甲防护板、雷达的防护外壳罩、导弹罩、防弹衣、防刺衣、盾牌、降落伞等

2.在航天工程中,由于其轻质高强和抗冲击性能好,适用于各种飞机的翼尖结构、飞船结构和浮标飞机等

3.在民用领域,制成的绳索、缆绳、船帆和渔具适用于海洋工程,在自重下的断裂长度是钢绳的8倍,是芳纶的2倍。该绳索用于超级油轮、海洋操作平台、灯塔等的固定锚绳。

4.在工业应用中,可用作耐压容器、传送带、过滤材料、汽车缓冲板等;建筑方面可以用作墙体、隔板结构等,它在机械制造行业中得到广泛应用,可制作各种齿轮、凸轮、叶轮、滚轮、滑轮、轴承、轴瓦、轴套、削轴、垫片、密封垫、弹性联轴节、螺钉等机械零部件。

5.在体育用品上已经制成安全帽、滑雪板、帆轮板、钓竿、球拍及自行车、滑翔板、超轻量飞机零部件等。

6.在医学方面,用于牙托材料、医用移植物和整形缝合等领域,它的生物相容性和耐久性都较好,并具有高的稳定性,不会引起过敏,已作临床应用。还用于医用手套和其他医疗措施等方面。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图4)


二、低密度聚乙烯 LDPE

低密度聚乙烯(英文:linear low density polyethylene 简称:LDPE)是高压下乙烯自由基聚合而获得的热塑性塑料。低密度聚乙烯为乳白色圆珠形颗粒。无毒、无味、无臭,表面无光泽。密度为0.916~0.930g/cm³。性质较柔软,具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性(可耐-70℃),但机械强度、隔湿性、隔气性和耐溶剂性较差。分子结构不够规整,结晶度(55%~65%)低,结晶熔点(108~126℃)也较低。

LDPE综合了一些良好的性能:透明、化学惰性、密封能力好,易于成型加工。这决定了LDPE是当今高分子工业中最广泛使用的材料之一。

LDPE级别可以满足大部分热塑性的各种成型工艺。成型加工性好, 如注塑、挤塑、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热风焊、热焊接等。

LDPE主要用途是作薄膜产品,如农业用薄膜、地面覆盖薄膜、农膜、蔬菜大棚膜等;包装用膜如糖果、蔬菜、冷冻食品等包装;液体包装用吹塑薄膜(牛奶、 酱油、果汁。豆腐、豆奶);重包装袋,收缩包装薄膜,弹性薄膜,内衬薄膜;建筑用薄膜,一般工业包装薄膜和食品袋等。LDPE还用于注塑制品,如小型容器、盖子、日用制品、塑料花、注塑拉伸吹塑容器。医疗器具,药品和食品包装材料、挤塑的管材、板材,电线电缆包覆,异型材、热成型等制品;吹塑中空成型制品,如食品容器有奶制品和果酱类,药物、化妆品、化工产品容器、槽罐等。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图5)


三、线性低密度聚乙烯 LLDPE

线性低密度聚乙烯( Linear Low Density Polyethylene),英文缩写为LLDPE。LLDPE通常在更低温度和压力下,由乙烯和高级的a烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚过程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布,同时具有线性结构使其有着不同的流变特性。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。

特性方面,线性低密度聚乙烯LLDPE是无毒、无味、无臭的乳白色颗粒,密度为0.918~0.935g/cm³。它与LDPE相比,具有较高的软化温度和熔融温度,有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点,还具有良好的耐环境应力开裂性,耐冲击强度、耐撕裂强度等性能。并可耐酸、碱、有机溶剂等而广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品等领域。。

应用方面,LLDPE的一些薄膜市场,例如生产袋子、垃圾袋、弹性包装物、工业用衬套、巾式衬套和购物袋,这些都是利用改进强度和韧性后这种树脂的优点。注塑和滚塑是LLDPE最大的两个模塑应用。这种树脂优越的韧性和低温、冲击强度理论上适于废物箱、玩具和冷藏器具。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图6)


四、中密度聚乙烯 MDPE

中密度聚乙烯(MDPE)其性能介于高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)两者之间,既保持了HDPE的刚性,又有LDPE的柔性、耐蠕变性,集两者优点于一身。MDPE,为乙烯-辛烯的共聚树脂,具有特殊的线型乙烯主链和辛烯支链,具有优越的韧性和杰出的长期耐水压性能。

MDPE的生产合成工艺采用LLDPE的方法。α烯烃常用丙烯、1-丁烯、1-己烯、l-辛烯等,其用量的多少影响着密度大小,一般烯烃用量为5%(质量分)左右。可用挤出、注射、吹塑、滚塑、旋转、粉末成型加工方法,生产工艺参数与HDPE和LDPE相似。

MDPE分子主链中平均每1000个碳原子中引入20个甲基支链,或13个乙基支链,其性能变化由支链多少及长短不同而定。共聚可使其晶体小的片晶之间的连接链增多。

MDPE的特点是耐环境应力开裂性及强度的长期保持性。MDPE的相对密度为0.926-0.953g/cm³,结晶度为70%-80%,平均分子量为20万,拉伸强度为8-24兆帕,断裂伸长率为50%-60%,熔融温度126-135℃,熔体流动速率为0.1-35克/10分钟,热变形温度(0.46兆帕)49-74℃。

MDPE可用于管材、薄膜、中空容器等。产品用于高速成型各种瓶类、高速自动包装薄膜、各种注塑制品、旋转成型品、电线电缆包覆层、防水材料、水管、燃气管等。

聚乙烯是什么材料对人体有害吗(聚乙烯是什么材料是塑料吗)(图7)


五、高密度聚乙烯 HDPE

高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,简称为“HDPE”),是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂,高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130℃,相对密度为0.941~0.960g/cm³。它具有良好的耐热性和耐寒性,化学稳定性好,还具有较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120~160℃。对于分子较大的材料,建议熔化温度范围在200~250℃之间。

HDPE是通过离子型反应机理的聚合工艺生产的,根据其所用引发剂和反应压力,分为低压法和中压法,所得产品分子量高,支链短而少,所以结晶度大,密度高。低压法的聚合条件为:压力0.1~1.5MPa,温度在65~100℃内,采用Ziegler-Natta型引发剂:Al(C2H5)3-TiCl4。聚合反应机理是配位阴离子性质。HDPE适合热塑性成型加工的各种成型工艺,成型加工性好,如注塑,挤塑,吹塑,旋转成型,涂覆、发泡工艺、热成型、热封焊、热焊接等。

它的主要优点是:耐酸碱,耐有机溶剂,电绝缘性优良,低温时,仍能保持一定的韧性。表面硬度,拉伸强度,刚性等机械强度都高于LDPE,接近于PP,比PP韧,但表面光洁度不如PP。主要缺点是机械性能差,透气差,易变形,易老化,易发脆,脆性低于PP,易应力开裂,表面硬度低,易刮伤。难印刷,印刷时,需进行表面放电处理,不能电镀,表面无光泽。

高密度聚乙烯HDPE的应用:

1、注塑制品:有周转箱、瓶盖、桶类、帽、食品容器、盘、垃圾箱、盒、以及塑料花。

2、吹塑制品:中空成型制品,如各种系列吹塑桶、容器、瓶类、盛放清洁剂、化学品、化妆品等,汽油箱、日用品等。还有吹膜制品如食品包装袋,杂品购物袋,化肥内衬薄膜等。

3、挤塑制品:管材、管件主要用在煤气输送,公共用水和化学品输送,如建材排水管、煤气管、热水管等;片材主要用于座椅,手提箱,搬运容器等。

4、旋转成型:注塑制品如大型容器、储藏罐、桶、箱等。

5、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。


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