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LDPE产品性能

(1)结晶性能聚乙烯是结晶性聚合物

不同密度的聚乙烯结晶度也不相同。结晶度与密度呈线性关系,它们对聚乙烯的许多性能有显著影响。

鉴于聚乙烯短支链的存在会干扰主链的结晶,因此增加短支链就会破坏结晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有很少的短支链,所以它的结晶度高,密度也高。

LLDPE与HDPE虽同属线型聚乙烯,但LLDPE完全是乙烯与α-烯烃共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚单体比高密度的共聚物多,因而LLDPE的线型主链上有很多的短支链,致使其结晶度和密

低密度聚乙烯应用度都低;再因其短支链的类别和数目是随不同的共聚单体而异,若共聚单体的碳原子数多,在共聚物中含量也多,则该共聚物的密度下降也大。

(2)热性能

聚乙烯受热以后,随着温度的升高,结晶部分逐渐减少,当结晶部分完全消失时,聚乙烯就融化,此时的温度即为熔点。聚乙烯的密度升高,结晶度升高,其熔点也随之升高,所以密度不同的聚乙烯,其熔点也不同。LLDPE的熔点为120~125℃,介于H P-LDPE与HDPE之间。不同共聚单体的LLDPE,其熔点高低随其共聚单体的碳原子的增减而变动,碳原子数增多熔点升高。由于LLDPE的熔点比H P-LDPE高,故其模型制品可在较高温度下脱模,而且又快又干净。因LLDPE的熔点范围比H P-LDPE窄,故LLDPE的薄膜热封性能好,热合强度也高。

聚乙烯在温度升高时的流动性和在增加荷重时的变化,主要受分子量的影响。由于测定聚乙烯的熔体流动速率比测定分子量容易,因而通常以熔体指数(MI),或熔体流动指数(MFI)来表示聚乙烯的分子量特性。在熔融状态下,聚乙烯的熔体粘度是分子量的函数,它随分子量的增高而加大。当分子量相同时,温度升高则熔体粘度降低。在常温下聚乙烯随密度的不同而有不同的柔韧性。在低温下聚乙烯自然具有良好的柔韧性,其脆析温度较低,这与其分子量有关。当聚乙烯的分子量增高时,其脆化温度下降,其很限值为-140℃。

在分子量相同的情况下,线型结构的LLDPE与HDPE的熔体粘度要比非线型结构的H P-LDPE大。在熔体指数相同的情况下,H P-LDPE的熔体粘度明显低于LLDPE和HDPE,因此,前者加工时的熔体流动性明显好于后两者,螺杆负荷小,发热量也小。

(3)抗环境应力开裂和抗蠕变性能

从聚乙烯树脂的实用性来看,抗环境应力开裂(ESCR)性能是重要的物性指标之一。聚乙烯 ESCR性能因支链的增加、密度的降低而获得大大的改善。在3种不同的聚乙烯树脂中,LLDPE的许多性能介于H P-LDPE和HDPE之间,但其ESCR性能却居三者之冠。碳6和碳8高碳α-烯烃共聚的LLDPE,因其支链的增加,其ESCR值明显优于碳4共聚的LLDPE。

另一个受短支链增加、密度降低影响的性能是抗蠕变性或承受荷重的能力。这个性能在聚合物的使用上同样非常重要。只要密度稍稍下降一点,抗蠕变性就获得很大的改善。可以说,增加乙烯的短支链,降低乙烯的密度而得益大的就是提高了ESCR性能和抗蠕变性。

(4)热氧老化和光氧老化性能

聚乙烯由于其分子结构上和聚合物中所含的微量杂质等内因,以及受大气环境和成型加工条件等外因的影响,会产生热氧老化和光氧老化。这些老化反应按自由基键式反应机理进行,结果导致聚乙烯发生降解反应为主的不可逆的化学反应,而使其性能变坏乃至完全失去使用价值。

聚乙烯在氧气的存在下受热时易发生热氧老化作用,这种热氧老化过程具有自动催化效应,因此当升高温度时,氧化加速进行,它可使聚乙烯的电绝缘性能变坏。此外,ESCR、伸长率等性能也会降低,并且脆性增加,严重时还会发生特臭气味。氧化作用的影响与受热时间长短有关,例如将高密度聚乙烯制成的容器经短时间受热,其使用价值并无任何降低,如果将其制成的电缆在60℃长时间受热,则其电绝缘性能会显著降低。

聚乙烯受日光中紫外线的照射和空气中氧的作用,使其分子中的羰基含量增加而发生光氧老化作用,这种光氧老化作用是在常温下进行的,它可使聚乙烯分子解聚,并生成一部分支链体型结构。

因此,为了防止或减慢光氧老化的作用,应在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的稳定剂,如炭黑或紫外线吸收剂。聚乙烯在受热成型加工过程中,特别是与大量空气接触的情况下,例如压延过程中或挤出、注射成型时,由于受热氧化而使聚乙烯的机械性能降低,加了抗氧化剂后虽可部分防止,但仍不能完全避免,因此改进聚合工艺及成型加工方法,以及采用改性的方法,可提高聚乙烯受外因作用的稳定性。

(5)聚乙烯的介电性能

纯的聚乙烯不含极性基因,因此具有良好的介电性能。聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响,但聚乙烯中若含有杂质,如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团(羟基、羰基)等,则对其介电性能如介电常数、介电耗损(介电损耗角正切)等会发生不良影响。

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