聚乙烯材料的結構特點和應用發展

魏立

摘 要：第二次工業革命后，世界工業化程度日漸提高，世界科技水平也在日益提高，在上述世界發展背景下，我國工業生產進入了新的發展階段，科學技術也日新月異，新材料層出不窮，其中高分子材料的應用及生產均得到了顯著發展，高分子材料中的聚乙烯是人們熟知的化工材料，其在諸多領域均有應用，這是由聚乙烯獨特的結構特點和性質決定的。

關鍵詞：結構特點；應用；發展

目前我國高分子材料市場日漸繁榮，高分子聚乙烯材料得到了較好的應用與推廣。聚乙烯是多次聚合反應的產物，其在樹脂材料中的產量較高，且價格低廉、制備簡單，可以適應溫度很低的環境，化學穩定性較好等，因此其應用領域較廣泛.

一、聚乙烯材料的結構特點和聚合方式

聚乙烯材料是有大量乙烯在特殊的反應條件下，經過加成反應和聚合反應生成的一種高分子聚合物，在高分子材料中，可以說聚乙烯是最簡單的，但同時也是應用最廣泛的高分子材料，聚乙烯作為一種線形聚合物，其結構是由多個重復的-CH2-單元構成，類似于烷烴結構的高分子物質，屬于非極性高分子物質中的一種，分子量通常的在四萬到十二萬之間，有的甚至高達上百萬。

根據聚乙烯高分子材料的密度、聚合度、分子量、特性等，可將聚乙烯分為低壓聚乙烯、高壓聚乙烯、線型低密度聚乙烯等。其中高壓聚乙烯化工材料的密度非常小，并且質地也很柔軟，經常被用在制作日常生活中的塑料袋之類的軟塑料，低壓聚乙烯的抵抗化學藥劑的能力比較的強和對環境的敏感度比較的弱，所以低壓聚乙烯廣泛的應用在注塑等硬塑料領域，線型低密度聚乙烯是由-CH2-構成，有時也有a-烯烴的參與，線型低密度聚乙烯的性能比低壓聚乙烯的性能好，只不過就是透明度比較的小，高聚乙烯屬于結晶熱塑性樹脂。

二、聚乙烯的特性分析

聚乙烯是白色蠟狀半透明材料，手感似蠟，柔而韌，比水輕，無臭、無毒，介電性能優越；具有優良的耐低溫性能，化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕，常溫下與一般溶劑不互溶，吸水性小，電絕緣性能優良，但聚乙烯對環境應力較敏感，耐熱老化性差。易燃燒且離火后繼續燃燒，透水率低，但有機蒸汽的透過率較大。聚乙烯的透明度隨結晶度的增加而下降。在一定結晶度下，透明度隨分子量增大而提高，高密度聚乙烯熔點范圍為132-135℃，低密度聚乙烯熔點較低（112℃）且范圍寬，溫度在70℃以上時可少量溶解于甲苯、三氯乙烯等溶劑中。

三、聚乙烯的應用

（一）加工聚乙烯中空制品。聚乙烯樹脂成型中空制品，應用較多的有低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯等。低密度聚乙烯樹脂成型中空制品，主要成型中小型低密度聚乙烯容器。高密度聚乙烯強度較高，適宜作中空制品，用吹塑法制成瓶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。選擇聚乙烯原料時，應注意不同密度和不同熔體流動速率樹脂對中空制品性能的影響。

（二）生產聚乙烯（PE）薄膜。PE膜的透氣性較大，但隨密度的增加，其透氣性是下降的。PE膜具有防潮性，透濕性小。聚乙烯薄膜根據制造方法與控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯、超高密度聚乙烯與交聯聚乙烯等不同性能的產品。低密度聚乙烯總產量的一半以上經吹塑制成薄膜，該薄膜的透明性和抗拉強度良好，廣泛用于食品、醫藥、化肥、工業品的包裝材料以及農用薄膜。也可用擠出法加工成復合薄膜用于包裝重物。

（三）交聯聚乙烯（CLPE）。發達國家中交聯聚乙烯管的應用已經十分普遍，與其它塑料管相比，其耐腐蝕性能較好，其強度和耐溫性能優越，尤其是其蠕變強度，其強度隨使用時間的變化不顯著，壽命可達五十年之久。由于它較其它的聚乙烯產品有更高的耐熱性、拉伸強度、熱收縮率和阻隔性，其用途在進一步的擴大，目前大多用作熱收縮包裝薄膜用。

（四）聚乙烯纖維。聚乙烯纖維強度和伸長與丙綸相接近，吸濕能力與丙綸相似，在通常大氣條件下回潮率為0，具有較穩定的化學性質，有良好的耐化學藥品性和耐腐蝕性；耐熱性較差，但耐濕熱性能較好，其熔點為110-120℃，較其它纖維低，抗熔孔性很差，有良好的電絕緣性，但耐光性較差，在光照下易老化。乙綸價格較低，適合于制作鬃絲、扁絲或膜裂纖維，用來制造繩索、包裝布等。

（五）聚乙烯管板材。擠出法可生產聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強度較高，適于地下鋪設。擠出的板材可進行二次加工。也可用發泡擠出和發泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺板和建筑材料。

四、聚乙烯的發展

目前，在我們的日常生活和工作中聚乙烯的應用無處不在，由于聚乙烯的諸多優點，使其在諸多領域均有應用。薄膜的發展為我們的生活和工作帶來了非常多的便利，聚乙烯材料的低密度、高強度、抗化學藥劑等性質，可以制作防彈衣、建筑材料、汽車部件等。聚乙烯的性能雖然非常的多，但還存在一定不足制約著聚乙烯的發展，聚乙烯材料的分子鏈非常長，造成很難解決的纏繞問題，其耐高溫能力較弱等，根據聚乙烯的結構特性可知聚乙烯屬于非極性聚合物，很難與無機材料和極性分子材料融合，因而其質量較低，需要對其進行改性來提高它的耐熱性、相容性、易塑性等特性。

五、結語

綜上所述，雖然聚乙烯具有較多的優點，在實際生產和生活中的應用較普遍，但是還存在耐熱性較差、在光照條件下易老化等需要改進的地方，所以為使聚乙烯更好的滿足人們的現實需求，需要在不改變聚乙烯原有優良性質的基礎上，對其進行改性，以推動聚乙烯材料市場的進一步發展。

參考文獻：

[1]盛仲夷，朱杭琦，毛明忠，鄭宏杰.聚氯乙烯的凝膠化與結晶[J].塑料助劑，2016，05：12-16.endprint