聚乙烯化工材料的結構特點以及應用發展研究

摘 要：在高分子中聚乙烯的結構最為簡單，但是其種類較多，不同加工方法材料性質不同，因此知識量比較大，學習比較困難。為了完全掌握這些內容，深入研究聚乙烯化工材料，掌握材料的結構特點，必須進行總結、對比，通過對比不同進行學習和記憶，提高學習效率。

關鍵詞：聚乙烯；化工材料；結構特點

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.228

1 分析聚乙烯結構特點

聚乙烯結構是通過-CH2-單元連接得到的，由于其品種較多，不同品種之間的性能也會產生很大的差距，產生差距的原因是分子的密度、結構不同。其主要使用利用乙烯CH2=CH2加成聚合得到，其屬于結晶熱塑性樹脂，當使用的聚合方法不同時，聚乙烯的聚合度、分子量、化學結構、其他性質就會發生變化。除此之外，聚合方式還會影響支鏈度和支鏈類型。根據分子質量的高低不同，還可以將其劃分為線性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯，對于低密度聚乙烯而言，其密度很低，材質很軟，可以加工為農用塑料薄膜、塑膠袋；對于高密度聚乙烯而言，其具有抗環境應力開裂性、耐蒸汽滲透性、耐油性、耐溫性等，另一方面，還具有很好的耐寒性、抗沖擊性，因此經常在注塑、吹塑等方面使用；對于 線型低密度聚乙烯而言，是乙烯與少量高級α-烯烴在催化劑存在下聚合而成之共聚物，具有抗彎曲、高模量的特點[1]。

2 分析聚乙烯材料的特點和優勢

對于聚乙烯而言，其屬于半透明材料，比水還輕，對人體沒有傷害，具有很好的介質性能，最低的使用溫度在70-100℃范圍，除此之外，其具有化學穩定性好的特點，一般不會溶于溶劑中，吸水性不好，具有很好的電絕緣性。當結晶度適合時，隨著分子的增大其透明度開始提高，其熔點在132-135 ℃之間，而低密度的聚乙烯材料熔點是在112℃以下，其在常溫下很難溶于其他溶劑中，如果將溫度控制在70 ℃以上，低密度聚乙烯可以在三氯乙烯溶液、甲苯溶液中溶解。聚乙烯材料具有很好的化學穩定性，在常溫下聚乙烯材料可以耐氫氧化鉀、胺類、磷酸、鹽酸的腐蝕，但是其會受到硫酸、硝酸的腐蝕；容易受到臭氧分解、熱氧化、光氧化等，如果在紫外線的作用下，其還會出現分解。一般將聚乙烯材料應用到塑料的加工中，選用成型加工方法，當選用加工方法不同時，得到材料的密度也不同，因此在研究中，必須熟練掌握其加工方法，清楚不同加工方法得到材料性質的不同，為以后的學習、研究提供有效的依據[2]。

聚乙烯具有很好的耐腐蝕性，可以氯化，可以增強玻璃纖維，低壓聚乙烯的剛性、熔點、強度、硬度都比較高，具有很好的耐輻射、導電性；對于高壓聚乙烯而言，主要用于制作薄膜；對于超高分子量聚乙烯而言，由于彈性較高，而且具有很好的耐磨性，因此都是作為加工零件的原材料。在學習這方面知識時，可以根據不同聚乙烯特點的不同進行記憶和研究，提高學習效果，通過其特點不同掌握不同聚乙烯材料的特點[3]。

3 聚乙烯材料當前主要的用途分析

3.1 聚乙烯中空制品

聚乙烯材料有很多種加工方法，例如包括注射、擠出、吹塑成型方式，在日雜、纖維、中空制品、薄膜中都有很廣泛的應用，下面就分析其在中空制品中的使用情況。對于高密度聚乙烯材料而言，其具有很高的強度，非常適合加工成中空制品。使用吹塑法將聚乙烯材料加工成槽、罐、桶、瓶等容器，還可以使用澆鑄的方式將聚乙烯材料加工成貯罐、槽車罐等。將聚乙烯樹脂加工成中空制品在市場中應用范圍最廣，為了提高中空制品的質量，必須注意對聚乙烯原材料的選擇，除此之外，在加工過程中，技術人員要掌握不同熔體流動速率樹脂對中空制品性能產生的影響，常用的中空制品包括低密度聚乙烯容器、高密度聚乙烯等。

3.2 分析聚乙烯纖維實踐應用情況

聚乙烯纖維的伸長和丙綸比較接近，其吸濕效果和丙綸類似，一般在大氣環境下其回潮率等于0，除此之外，聚乙烯纖維的化學性質非常穩定，具有很好的 耐腐蝕性、耐濕熱性、耐化學藥品性，但是該材料也有一定的缺點，例如耐熱性能較差，試驗得知其熔點在110～120℃范圍，和其它纖維熔點相比較低，因此抵抗熔孔的性能很差，該材料具有很好的電絕緣性。聚乙烯纖維在陽光的照射下容易發生老化。乙綸和聚乙烯纖維相比，其價格很低，因此在實踐中可以制作成膜裂纖維、扁絲、鬃絲，還可以將其制作成包裝布、過濾布等[4]。

4 分析聚乙烯材料以后的發展方向

4.1 分析聚乙烯的共混改性發展

主要是將線型低密度聚乙烯與低密度聚乙烯進行混合，然后進行薄膜、其他制品的加工，性能要比低密度聚乙烯好很多。除此之外，聚乙烯還可以和乙丙橡膠共同混合加工，得到熱塑性彈性體。

4.2 分析氯磺化聚乙烯的改進

對于氯磺化聚乙烯的加工而言，當聚乙烯和含有二氧化硫的氯發生反應后，在分子中有一部分的氫原子開始被氯、磺酰氯基團替代，最后就得到了氯磺化聚乙烯。在工業方面加工時主要使用懸浮法，其性能優勢比較明顯，例如耐光、耐臭氧、耐磨、抗拉強度較好、耐化學腐蝕、耐油、耐熱性好。

5 總結

通過以上對聚乙烯化工材料的結構特點、聚合方式、材料分類、應用發展進行分析，發現聚乙烯化工材料的種類眾多，不同加工成型方式得到的材料性能也有很大不同。因此在以后的學習中，為了掌握這方面的內容，要結合不同材料的特點進行記憶和學習，反向推理出材料的加工方法，材料的結構情況等，提高學習效率，避免在學習過程中出現遺漏。

參考文獻：

[1]李婷.聚乙烯化工材料的結構特點和應用發展[J].化學工業，2014，32（01）：20-24.

[2]高瑋，郝同輝，張作才等.不同發泡層數低密度聚乙烯雙層材料的制備及性能[J].高分子材料科學與工程，2016（06）：68-73.

[3]陳學連，梁文斌，牛艷華等.耐溫防腐鋼襯聚乙烯材料的性能研究[J].化工新型材料，2015（06）：54-56.

[4]白云翔，張軍，張春芳等.低密度聚乙烯/4A沸石共混微孔膜的熱致相分離法制備及其結構與性能研究[J].化工新型材料，2011，39（11）：97-101.

作者簡介：劉元恒（2000-），男，湖北武漢人，研究方向：化工材料。endprint