第9章通用塑料

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1、高分子合成工艺学高分子合成工艺学第9章通用塑料塑料：以合成树脂为主要原料，添加稳定剂、着色剂、润滑剂及增塑剂等得到的合成材料。各添加剂种类及用量因合成树脂种类不同而异。塑料性能机械强度：强度、坚韧性、刚性、抗蠕变性、抗疲劳性、耐磨性、硬度、摩擦系数；热性能：长时间使用的最低、最高温度限，热膨胀系数，导热系数；电性能：介电性及绝缘性；耐化学腐蚀与老化行为，透明性、透气性、燃烧性及其它特殊要求。通用塑料：生产成本低、性能多样化，主要用于生产日用品或一般工农业材料。聚乙烯(polyethylene,PE)聚丙烯(polypropylene,PP)聚苯乙烯(polys

2、tyrene,PS)聚氯乙烯(polyvinylene,PVC)酚醛树脂、氨基树脂、环氧树脂及塑料۞热塑性通用塑料(PE、PP、PS、PVC)9.1聚乙烯9.1.1概述聚乙烯重复单元数n=400~50000，主链存在长度1~8个碳或更长的支链。聚乙烯为部分结晶聚合物，结晶度不同，密度有差别，对机械强度有影响。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.1概述聚乙烯产品：(1)高压、低密聚乙烯(LDPE)密度0.915~0.930g/cm3的均聚物，及含有少量极性基团(醋酸乙烯酯、丙烯酸酯)的共聚物。均聚物主链有1~8个碳原子或更长的支链。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1

3、.1概述聚乙烯产品：(2)线形低密度和中密度聚乙烯(LLDPE)密度0.915~0.940g/cm3，为乙烯与α-烯烃(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯)的共聚物。有些用Phillips催化剂(PE密度为0.938~0.970g/cm3)，其余多用Ziegler催化剂。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.1概述聚乙烯产品：(3)高密度聚乙烯(HDPE)密度0.960~0.970g/cm3的均聚物及密度0.940~0.958g/cm3的乙烯与α-烯烃(1-丁烯、1-己烯)的共聚物。多用Ziegler催化剂和Phillips催化剂。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.1概

4、述聚乙烯产品：(4)超高分子量聚乙烯(HMW-PE)分子量为HDPE的10倍。(5)改性聚乙烯(HMW-PE)交联聚乙烯、硅烷接枝水解聚乙烯、氯化聚乙烯、含离子化羧基的聚乙烯、氯磺化聚乙烯及接枝聚乙烯等。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯(LDPE)—高压低密度聚乙烯密度0.910~0.930g/cm3，数均分子量2.5×104~5×104，质均分子量大于105。熔融指数(MI)：标准塑性计中，加热至一定温度(190℃)，使聚乙烯树脂熔融并承受一定负荷(2160g)，在10min经规定孔径(2.09mm)挤出树脂的克数。低密

5、度聚乙烯熔融指数与数均分子量对照表MIMnMIMnMIMn20.9240001.8320000.005530006.4280000.25480000.00176000热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—高压低密度聚乙烯乙烯高压聚合流程，采用釜式(Autoclave)、管式反应器(TubularReactor)。(1)原料乙烯：单程转化率低(15~30%)，单体要循环使用；分子量调节剂：丙烯、丙烷、乙烷等；添加剂：抗氧剂、润滑剂、开口剂、抗静电剂。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—高压低密

6、度聚乙烯(2)催化剂釜式反应器采用过氧化物，管式反应器可用氧为催化剂。氧为催化剂的优点：价格低、直接加入乙烯中；氧为催化剂的缺点：引发温度230℃以上，不便迅速以改变引发剂用量的方法控制反应温度。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—高压低密度聚乙烯(3)聚合过程高压下乙烯仍为气体，密度0.5g/cm3，增加了自由基与乙烯分子碰撞几率，易于聚合。应注意反应热的导出。聚合条件：130~350℃，122~303MPa，停留时间15s~2min。热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—高压低密度聚乙烯

7、高压聚乙烯分子中除长支链外，含有较多丁基和乙基短支链，可能是由于分子内转移引起。CH2CH2CH2CH3CHMmHCHCH2CHCH3mMCH2CH2CH2CH2MCH2CH2CH2CH2HCHCHCH2CH3CH2热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—高压低密度聚乙烯CH2CH3CH2HCH2CHCHCH2CH3CHCHCHCH23CH2CH2CH3CH2mMCHCH2CHMmCH2CH3热塑性通用塑料9.1聚乙烯9.1.2生产工艺9.1.2.1低密度聚乙烯—乙烯与极性单体的共聚物乙烯与醋酸乙烯酯(ethylene-viny

8、lacetate)、丙烯酸甲酯(乙酯)