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第二章 通用塑料 通用热塑性塑料： 2.1 聚乙烯PE 2.2 聚丙烯PP 2.3 聚氯乙烯PVC 2.4 聚苯乙烯类PS 2.5 ABS 柔韧性大、脆性低、加工性能好，但刚性、耐热性、尺寸稳定性较差。 结构、性能 加工性能 改性 成型加工 2.1 聚乙烯（PE） 2.1.1 聚乙烯的结构 线性聚合物，高分子长链脂肪烃，分子链空间呈平面锯齿形排 布，分子对称 分子式：—[—CH2——CH2—]n— 按聚合物密度分类 高密度PE （HDPE） 低密度PE（LDPE） 线性低密度PE分子链（LLPDE） 生产方法和工艺决定了PE的结构和性能 2.1.2 聚乙烯的生产方法和工艺 比较项目 高压法 中压法 低压法 聚合压力 MPa 98.1-245.2 2-7 ＜2 聚合温度 ℃ 150-330 125-150 60 引发剂 微量氧或有机过氧化物 金属氧化物 Zieger-Natta引发剂 转化率，% 16-27 接近100 接近100 反应机理 自由基型 配位离子型　 配位离子型 实施方法 气相本体聚合 液相悬浮聚合 液相悬浮聚合 大分子支化程度 高 介于两者之间 大分子排列整齐 相对密度 低（0.910-0.925） 居中(0.926-0.940) 高（0.941-0.970） 纯度 高 基本与低压法相同 产品含有引发剂残基 热变形温度 ℃ 50℃ ，较软 基本与低压法相同 78℃，较硬 产物品种 LDPE MDPE HDPE HDPE ★乙烯的结构与性质 　乙烯CH2＝CH2，略带芳香气味的无色可燃气体。 分子结构对称、无极性（偶极矩为零）的化合物，无诱导共轭效应，因此，只有在高温高压的苛刻条件下才能进行自由基聚合，或在特殊的络合引发体系作用下进行离子聚合。 ★乙烯来源 一、主要原料 单体来源 主要来源：石油烷烃热裂解、分离精制。 次要来源 乙醇脱水 乙炔加氢 从中天然气分离 二、LDPE生产工艺 ★聚合原理 150～250MPa→→150-290 ℃→→微量氧或有机过氧化物 →→自由基聚合反应→→气相本体聚合→→高压聚合 氧分子本身不起引发剂的作用。但它与乙烯作用可能生成乙 烯过氧化氢（CH2=CHOOH），分解后产生自由基，引发自由 基聚合。 由于聚合温度高、链自由基活性大，易于发生链转移反应。 由于在反应体系中，一般无反应介质或链转移剂存在，只有 半单体、PE大分子和增长链，因此，向大分子或增长链进行链 转移的反应占较大比例，其结果是产生支化长链。 PE支链的多少、长短主要决定于聚合温度和其他条件，如 引发剂。 ★聚合主要工艺条件 1）乙烯纯度≥99.9% 2）引发剂 　 以氧为引发剂 or 以有机过氧化物为引发剂。 3）相对分子质量调节剂 　 主要加入丙烯、丙烷、乙烷等。 4）聚合温度 　 取决于引发剂的种类。氧—230℃ 以上；有机过氧物—150℃。 5）聚合压力 　 取决于聚乙烯生产牌号，压力越大产物相对分子质量越大。 6）聚合转化率与产率 　 单程转化率为16%-27%，经冷却循环使用，总产率为95%。 7）聚合产物的相对分子质量测定 一般通过熔融指数（MI）法测定 三、HDPE生产工艺 ★聚合原理 　　 配位阴离子型反应机理,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。　 0.1～1.5MPa→65～100℃内→采用Z/N型引发剂→配位阴离子聚合→液相悬浮 1）原料>99% 2）催化剂:Al(C2H5)3—TiCl4（插入到Al-C键）。 3）聚合温度:60-70℃ 　 4）聚合压力:0-981kPa 　　聚合压力对采用高活性催化剂影响较小，对采用低活性催化剂影响较大。 ★乙烯低压聚合工艺 ★乙烯中压聚合工艺　 工艺路线 其一，菲利浦法,载体Al2O3—SiO2上的氧化铬为引发剂。 其二，标准石油公司法，载体Al2O3 上的氧化钼为引发剂。 主要工艺条件 1）单体:重点控制对引发剂有害的杂质，也要不含其他烯烃。 2）引发剂:使用CrO3分散于Al2O3-SiO2组成的载体上的固体 引发剂。且要求载体的表面积要小，孔穴要大。　　 3）溶剂:采用C5-C12的石蜡烃或环烷烃。 4）温度:对引发剂而言，活性温度越高，产物相对分子质量 越低。最佳引发剂活化温度为550℃左右。 　5）聚合压力:聚乙烯的相对分子质量随压力的升高而增加。　　 四、UHMWPE 采用倍半铝或二乙基氯化铝及TiCl4（Al／Ti为80～100:1）为引发剂，使乙烯单体进行配位聚合，在50～65℃、0.7MPa的条件下反应2～4小时，