PE简介

PE简介1.分子结构特点聚乙烯（PE）是结构最简单的高分子聚合物，也是应用最广泛的高分子材料。

它是由重复的–CH2–单元连接而成的。

PE通过乙烯CH2=CH2加聚而成，PE的性能取决于它的聚合方式。

分子结构以线型结构为主，支链极少，密度高（0.941-03965g/cm3），结晶度达80～90% ，非极性的热塑性树脂，分子量在200,000到500000 ，软化点为125～135℃，脆化温度 -70℃，使用温度可达100℃，熔点约131℃。

不同的催化剂[2]被用于生产定制特殊性能聚合物。

断裂伸长率是聚乙烯树脂的一个重要质量指标，它不仅对挤塑加工性能有明显影响，对注塑、吹塑制品的使用性能也有一定影响。

HDPE基本的物性参数有：熔融指数（MFR）、密度（D）、分子量分布（MWD）、分子量（MW）和和添加剂。

其中前三项是影响HDPE断裂伸长率的主要因素。

各种等级HDPE的独有特性是这几种基本变量的适当结合，不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。

这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡。

在实际生产中，通过改变这几个基本物性参数来实现对其它使用特性的控制。

2.物理化学性能英文名称:Polyethylene（简称PE）比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% ，成型温度： 140-220℃。

特点：耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强.低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件.成型特性：1）结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.2）收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.3）加热时间不宜过长,否则会发生分解.4）软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.5）可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.3. 冲击性能3.1材料的强度及冲击理论强度是材料抵抗变形或破坏的能力；破坏现象泛指材料所产生的断裂、疲劳、磨损等物理力学性能的失效行为。

冲击破坏是材料在高速冲击下的断裂现象。

材料的抗冲击系能和它的韧性有关，韧性是指材料破坏前吸收外加能量的能力。

高分子材料由于结构和制备条件的不同，其抗冲击性能有较大差异。

为了提高高分子材料的抗冲击性能，人们一方面研究开发高韧性高强度的新型工程塑料，如聚砜、聚芳酯和聚芳醚酮等；另一方面采用各种方法提高通用塑料的韧性，例如提高分子量、共聚、共混和填充等技术。

材料抗冲击性能与其冲击过程所消耗的能量有关，包括裂纹引发和裂纹扩展所需的能量，所消耗的能量越大，韧性越好。

理论上应等于高速拉伸试验中应力-应变曲线下所包围的面积，可见冲击性能与拉伸强度和断裂伸长率有关。

冲击强度是量度材料在高速冲击下的韧性大小和抗断裂能力的参数，是标准试样在冲击断裂时单位面积上所消耗的能量（J/m2）,或断裂时单位切口所消耗的量（J/m），是一种广义的能量力，不是通常的断裂应力。

高分子材料的冲击强度是比较难于准确表征的力学参数之一，它除了依赖于高聚物本身的结构、测试样品的几何形状和环境条件以外，还依赖于冲击试验设备类型及加载频率等因素。

在使用标准式样及标准试验方法的情况下，实验结果仅具有特定条件下的相对比较价值。

测定冲击强度的试验方法有许多种，主要有悬臂梁（Lzod）冲击试验、沙尔皮（Charpy）冲击试验、落重冲击实验和高速拉伸试验等，其中最通用的是悬臂梁冲击试验和沙尔皮冲击实验。

它们的原理都是用重锤冲击样条试样，所用的仪器为摆锤冲击仪，不同之处是试样的规格和安装方法。

3.2影响材料冲击强度的因素影响高分子材料冲击强度的因素很多，主要是材料结构、切口和温度等。

从能量角度，试样断裂消耗能量的多少与分子链的键强度和运动单元的尺度大小（如链段、短支链、侧基等）有关。

柔性分子链的链段平均长度较小，链段运动较激烈，受冲击时通过链段运动将冲击能量分散到较大的体积内，并且易被链段运动所吸收转化为热能，故抗冲击性能较好。

刚性分子链的链段平均长度较大，链段运动较弱，受冲击时，难以将冲击能通过链段运动较快的转移分散，容易产生能量集中，并从弱键或损伤处断裂，故冲击强度较低。

可以采用共聚和共混技术，将柔性分子链引入刚性分子链中，能够显著提高材料的冲击强度。

1）填料与增塑剂填料的种类繁多，可粗略的分为无机非金属填料、有机填料和金属填料三大类。

有的填料能使高聚物的性能能明显提高，成为活性填料（填充剂）。

但是，通过填料的表面改性技术（如偶联剂或表面活性剂等），可以提高惰性材料的活性，所以活性材料填料与惰性填料并没有严格的区分界限。

合理的选用填料可以提高聚合物的性能。

填料对高聚物性能的影响主要取决于填料的粒径及分布、粒子的几何形态和粒子表面性质。

填料对高聚物强度的影响主要取决于填料的体积效应、化学吸附和物理吸附作用。

惰性填料由于物理吸附作用较弱，几乎没有化学吸附作用，只有在低用量填充时，可显示一定的增强作用。

对惰性填料表面进行改性处理，如接枝反应、利用偶联剂或表面活性剂等技术提高填料-高分子界面的黏附性，形成一定厚度的界面层，从而提高填料的物理吸附和化学吸附作用，提高材料强度。

关于填料增强作用的表征方法比较简单的表征参数是增强效率，定义为有机填料高聚物和无机填料高聚物的强度之比。

2）切口与应力集中物试样中有切口时，冲击强度较低，因为切口使冲击时应力集中，且切口端部的曲率半径越小，应力集中越厉害，冲击强度也越低。

冲击过程中消耗的能量包括裂纹的引发和裂纹的扩展两部分耗损，若钝切口时，冲击强度包括了裂纹的引发和裂纹扩展消耗的能量，还表明了材料对缺口的敏感性；若锐利切口时，相当于裂纹已经引发，冲击强度主要表征了材料在裂纹扩展阶段消耗的能量。

应力集中物是指材料中存在的不均一性缺陷，包括裂纹、缺口、杂质、嵌件和空穴、气泡等。

这些存在于材料表面和内部的应力集中物与材料设计、加工工艺和使用过程有关。

它们的存在会使冲击强度明显下降。

由统计理论可知，在材料内许多缺陷中，总有最致命的一个以初期裂纹的形成产生断裂的起点，强度主要取决于致命缺陷的扩展。

Griffith的理论指出，材料的断裂破坏不是由于应力平均分布于材料而引起的，而是在缺陷的区域内产生大大超过平均应力值的最大应力，缺陷（裂纹）愈锐利，应力集中系数愈大，裂纹扩展愈容易。

裂纹的曲率半径愈小，裂纹尺寸愈大，拉伸强度愈低。

应力集中物是造成高分子材料实际强度与理论强度之间巨大差别的主要原因之一。

3）环境因素环境因素引起的强度逐渐下降的现象称为环境侵袭作用，可粗略分为表层侵蚀、局部侵蚀和力化学侵蚀三种情况，表层侵蚀是化学因素和物理因素使材料表面层劣化，逐步纵深化致使强度下降；局部侵蚀是材料表面存在的缺陷，如空穴、划痕及异质界面，在环境因素作用下，逐步深化形成裂纹，使强度下降，局部侵蚀说明表面裂缝等缺陷对降低材料强度的作用；力化学侵蚀实质上是应力（或应变）下活化了裂纹处的化学断链反应，使裂纹沿着弱键（或应力集中链）的断裂方向发展，使强度下降。

力化学侵蚀的典型例子是橡胶的臭氧老化。

另外，热塑性塑料的冲击强度对温度有很大的依赖性，在玻璃化温度附近，冲击强度随温度升高而显著提高。

形变速率对高分子材料强度的变化也有很大的影响。

高聚物分子量的增加，冲击强度有所提高，但分子量增至某一值后，分子量基本上与冲击强度无关；冲击强度随结晶度的增加或球晶的增大而降低；取向结构对冲击强度也有影响。

如果冲击力与分子链取向方向平行，冲击强度较高，如果冲击力与取向方向垂直，则冲击强度较低。

4.分类及应用HDPEHDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。

原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。

PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。

某些种类的化学品会产生化学腐蚀，例如腐蚀性氧化剂（浓硝酸），芳香烃（二甲苯）和卤化烃（四氯化碳）。

该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性，可用于包装用途。

HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。

中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F 低温度下均如此。

有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯（HDPE）。

这种条件下聚合的PE 分子是线性的，且分子链很长，分子量高达几十万。

HDPE在管材方面的应用：HDPE作为导气管的材料，近年来在竞争中取代了钢管。

在联邦德国、新设备总数中约有50%在为地方配气站生产HDPE导气管。

起决定性的乃是与钢管相比HDPPE管的安装费用低得多。

在地板暖气管方面,以前主要使用PP共聚物,现在则转为使用交联HDPE（VPE）,而尤其趋于使用辐射交联。

LDPE化学名为：低密度聚乙烯。

无毒、无味、无臭、成半透明球形或圆柱型颗粒，优良的耐低温性，化学药品性，但湿性差、易燃。

密度：0.910—0.94081/CM2 ，适于挤出、吸塑、注塑、真空，模压，和转成型等加工方法。

LLDPE线型低密度聚乙烯（LLDPE），是乙烯与少量高级α-烯烃（如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等）在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，密度处于0.915～0.940克/立方厘米之间。

LLDPE的主要应用领域是农膜、包装膜、电线电缆、管材、涂层制品等。

线型低密度聚乙烯主要用于制造薄膜。

二、HDPE改性研究在改善和提高聚合物的性能中，主要包括冲击韧性、加工性能、拉伸强度、弹性模量、热变形稳定性、燃烧性能、热稳定性、尺寸稳定性等，获得高的冲击韧性、高的拉伸强度和良好的加工性能位居前三位，成为聚合物材料改性的主要目标。

作为结构材料的高分子，强度和韧性是两项最重要的力学性能指标。

以往的研究表明，橡胶能有效地增韧，但造成强度、刚度较大幅度下降；无机填料能有效地增强，但往往造成冲击韧性明显下降。

因此，如何获得兼具高强高刚高韧综合性能优良的高分子材料，实现同时增韧增强与增刚改性一直是高分子材料科学研究中的一个重要课题和应用研究热点。

1． HDPE的增强改性2． HDPE增韧改性影响增韧的因素聚合物的韧性表征材料在突然受到外加载荷时吸收、消耗能量的能力。

影响聚合物共混物韧性的因素很多，主要分为以下两大类：本征参数1.各组份的分子特征参数（分子量及其分布、结晶度和晶体尺寸等）2.分散相的含量及其在基体中的分散形态（形状、尺寸及尺寸分布等）3.两相间的界面相互作用非本征参数1.加工条件2.测试条件（测试温度、速度）3.测试方法4.试样的几何尺寸3．增强材料的表面改性4 .改性方法4.1物理方法（如共混）4.2化学方法（如接枝等）三、无机刚性粒子增韧HDPE1. 常用无机刚性粒子1.1纳米碳酸钙1.1.1纳米碳酸钙简介纳米碳酸钙又称超微细碳酸钙。