超分子量聚乙烯生产工艺及加工成型

高密度聚乙烯技术进展HDPE简介1953年低压合成HDPE，与LDPE、LLDPE 比较,HDPE 支链化程度最小,分子能紧密地堆砌,密度最大(0. 941～0. 965 gPcm3 ) ,结晶度高。

HDPE 目前是世界生产能力和需求量位居第三大类的聚烯烃品种,其主要用于薄膜、吹塑、管材等技术进展催化剂工业生产中主要使用Ti系Z-N催化剂、Cr系催化剂。

生产工艺HDPE的生产技术主要有：浆液聚合、气相聚合和溶液聚合。

浆液聚合法此法是生产HDPE主要方法，工艺成熟，生产技术主要有Hostalen、Phillips、Innovene S、Equistar、Borieas、CX、Equistar 等。

1.搅拌釜式浆液聚合（Z-N催化剂己烷溶剂，双釜聚合工艺）basell：hostalen技术三井油化公司：CX技术很相似的工艺浆液法连续工艺：操作温度压力低；采用并联及串联不同形式生产单、双峰产品；原料要求不高问题：细粉问题和低聚物生成量高，装置安全生产周期短2.环管反应器工艺（Cr系催化剂异丁烷反应介质）Phillips：Phillips工艺(单环管) INNOS：Innovene S工艺（双环管）环管反应器工艺特点：设备较少，投资成本低；细粉少和颗粒形态好。

原料要求高气相聚合法典型代表：DOW化学公司的univation技术和INNOS公司的innovene技术工艺特点：操作温度、压力低；可生产全密度聚乙烯；催化剂体系包括Ti，Cr系；茂金属催化剂；原料需要精制；不需要溶剂。

溶液聚合法典型代表：NOVA公司的sclairtech工艺、DOW工艺和DSM公司的Compact工艺。

工艺特点：原料要求低；反应停留时间短，产品切换快；采用溶剂，转化率高。

双峰高密度聚乙烯双峰PE中高相对分子质量成分可赋予其良好的力学性能和耐环境应力开裂性能,而低相对分子质量成分起到润滑作用,改善其加工性能。

因此,双峰PE 与单峰产品相比,有更好的力学性能、耐环境应力开裂性能及良好的加工性能,综合性能优异。

学号：广东石油化工学院课程论文超高分子量聚乙烯生产工艺的评述学院：化工与环境工程专业：高分子材料与工程班级：高分子10-2学生：教师：完成时间：2013 年 6 月16 日超高分子量聚乙烯生产工艺的评述高分子10-2 杜龙飞学号：10014010216摘要：超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是一种线型结构的具有优异综合性能的热塑性工程塑料。

它的平均分子量约35万～800万，因分子量高而具有其它塑料无可比拟的优异的耐冲击、耐磨损、自润滑性、耐化学腐蚀等性能，卫生安全、抗冲击性能在所有塑料中为最高值，并可长期在-169至+80℃条件下工作，被称为"令人惊异"的工程塑料，而且，超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）耐低温性能优异，在-40℃时仍具有较高的冲击强度，甚至可在-269℃下使用。

关键词：超高分子量聚乙烯性能结构用途反应机理1 引言超高分子量聚乙烯是一种性能优良的工程塑料, 广泛应用于化学工业、食品和饮料加工机械、铸件、木材加工工业、散装材料处理、医疗上的人工移植器官、采矿加工机械、纺织机械及交通运输车辆、体育娱乐设备等领域。

它的分子结构与普通聚乙烯的基本相同, 但分子量却高达100万以上, 因而具有不同于普通聚乙烯的一些特殊性能, 其中最显著的应用特性就是能代替钢材, 用来制作管材、化工阀门、泵和密封填料、纺织机械的齿轮和皮结、输送机的蜗轮杆、轴承、轴瓦、煤块滑道、各种料斗和筒仓的衬里材料以及食品加工机械的料斗和辊筒、体育用品和溜冰场等, 超高分子量聚乙烯的耐磨性比钢材好, 价格却比钢材低川, 因而受到人们的关注和欢迎。

超高分子量聚乙烯是乙烯等烯烃单体通过淤浆聚合工艺而成，其粘均分子量大于120万，产品外观为白色粉末。

2 超高分子量聚乙烯的生产方法和工艺目前世界各公司均在采用的低压聚合工艺,超高分子量聚乙烯是由乙烯聚合而成, 其合成反应式如下：超高分子量聚乙烯的生产过程与普通高密度聚乙烯的生产过程相类似, 都是采用齐格勒催化剂在一定条件下使乙烯聚合的。

超高分子量聚乙烯纤维制备中冻胶纺方法所用溶剂超高分子量聚乙烯（Ultra-high molecular weight polyethylene，简称UHMWPE）是一种具有非常高分子量（一般超过100万）的聚合物材料。

其具有优异的耐磨、耐冲击、耐腐蚀等特性，广泛应用于工程领域，如输送带、刮板、阀门、滑动轴承等。

而冻胶纺（Gel spinning）作为一种制备纤维材料的方法，在UHMWPE纤维制备中得到了广泛应用。

冻胶纺是一种将高分子聚合物母液或溶胶急冷固化成纤维的方法。

在超高分子量聚乙烯纤维制备中，常用的冻胶纺方法包括溶剂冻胶纺和凝胶冻胶纺两种。

其中溶剂冻胶纺方法是较为常用的一种。

溶剂冻胶纺方法的基本步骤包括溶液制备、纺丝成型、凝胶形成、冻胶处理和纤维拉伸等。

在溶液制备中，需要选择适合的溶剂以将UHMWPE溶解成均匀的溶液。

选择合适的溶剂对于纤维的性能和纺丝工艺具有重要影响。

常用的溶剂包括正庚烷、二氯甲烷、正己烷、甲苯、氯仿等。

这些溶剂具有对UHMWPE分子链较好的溶解性，能够将UHMWPE溶解成均匀的溶液。

在选择溶剂时需要考虑其溶剂力、挥发性、毒性、成本等因素，以及与纺丝设备和工艺的兼容性。

溶液制备好后，接下来是纺丝成型。

溶液经过纺丝设备喷丝孔流出，在空气中快速蒸发溶剂，形成纤维。

此过程中，纤维的结构和性能受到溶剂挥发速度的影响，因此需要合理控制纺丝温度和湿度等参数，以实现理想的纤维形态和性能。

凝胶形成是纤维形成的一个重要步骤。

在纺丝过程中，溶剂的挥发会引起UHMWPE分子链的排列和结晶，形成凝胶结构。

凝胶的形成对于纤维结构和性能的发展具有重要影响，可以通过调节纺丝温度和湿度等参数，来控制凝胶结构的形成。

冻胶处理是冻胶纺方法的关键步骤之一。

在冻胶处理过程中，通常采用低温（通常在-10℃附近）将纺丝后的纤维冻结。

冻结后的纤维会形成类似于凝胶结构的冻胶，为后续的拉伸工艺提供了条件。

纺维拉伸是冻胶纺方法的最后一个步骤，在拉伸过程中，通过施加拉伸力，使纤维发生拉伸和定向，进一步改善纤维的结构和性能。

超高分子质量聚乙烯的生产工艺及加工技术研究发布时间：2022-08-17T08:42:17.544Z 来源：《福光技术》2022年17期作者：宋健[导读] 超高分子质量聚乙烯(简称UHMWPE)是一类线性结构的热塑性工程塑料,它的相应化合物结构与一般聚乙烯基本相似,但一般聚乙烯的相应分子品质通常为4-12万,而UHMWPE则可以达100万以上。

由于其生产工艺的进一步创新,该产品目前已在纺织、造纸、食品包装、石油化工、农产品、药品和体育等应用领域普遍获得了广泛应用,而且具有巨大的市场前景。

正基于此原因,本章重点就超高分子产品质量的聚乙烯生产工艺及其应用发展情况加以了研究论述。

联泓(山东)化学有限公司山东滕州 277599摘要:超高分子质量聚乙烯(简称UHMWPE)是一类线性结构的热塑性工程塑料,它的相应化合物结构与一般聚乙烯基本相似,但一般聚乙烯的相应分子品质通常为4-12万,而UHMWPE则可以达100万以上。

由于其生产工艺的进一步创新,该产品目前已在纺织、造纸、食品包装、石油化工、农产品、药品和体育等应用领域普遍获得了广泛应用,而且具有巨大的市场前景。

正基于此原因,本章重点就超高分子产品质量的聚乙烯生产工艺及其应用发展情况加以了研究论述。

关键词:超高分子质量;聚乙烯;生产工艺;应用进展1、前言在当今人类所能制造的所有工程塑料中,UHMWPE被普遍视为是质量最佳的综合性最好的工程塑料,也因此它在民用经济的方方面面中,均拥有广大应用:可用作纺织、造纸、食品加工、铁路、瓷器、煤炭等众多产业;因为它的分子结构和一般聚乙烯相同,而相对分子含量却高达一百万以上,因此它具有不同于一般聚乙烯的某些独特性质,而最突出的一个特点便是可作为材料,普遍用于生产管道、化工阀门、泵的密封填材、纺织机械的牙轮和皮结、物料运输的燃气涡轮棒、轴承、轴瓦、煤块滑道、各类料仓和筒仓的内衬材料,以及食品生产设备中的料仓和辊筒、运动器材等。

超高分子量聚乙烯的生产技术及应用杨洪江【摘要】Super-high molecular weight PE was the 3 rd generation of high performance fiber , which had excellent impact resistance , chemical corrosion resistance and self -lubricating property , etc.The present production situation of super-high molecular weight PE and its developing prospects were presented , meanwhile , its applications in various fields in detail were demonstrated , and some dominant application fields were proposed.%超高分子量聚乙烯是第三代高性能纤维，具有优良的抗冲击性、耐化学腐蚀性和自润滑性等性能。

文章综述了超高分子量聚乙烯的的生产现状，对其发展前景进行预测，同时对超高分子量在各个领域的用途进行了详细的论述，并提出了一些优势应用领域。

【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)011【总页数】3页(P20-21,49)【关键词】超高分子量聚乙烯;生产;用途【作者】杨洪江【作者单位】中石化齐鲁分公司塑料厂线性低密度车间，山东淄博 255411【正文语种】中文【中图分类】Q325.1+2超高分子量聚乙烯(简称UHMWPE)是指相对分子量在150万以上的聚乙烯产品，是继碳纤维/芳纶纤维之后出现的第三代高性能纤维，属于新型热塑性工程塑料，其分子结构和普通聚乙烯相同，其具有优异的耐磨损、耐低温、耐腐蚀、自身润滑、抗冲击等特性，可长期在-269～80℃条件下工作，被称为“令人惊异”的工程塑料［1］。

超高分子量聚乙烯加工技术超高分子量聚乙烯安阳超高工业技术有限责任公司20160629摘要：超高分子量聚乙烯英文简称UHMW-PE，它是一种来源丰富、价格适中、性能优异的一类热塑性工程塑料，由于具有耐冲击性、耐腐蚀、耐磨损、自润滑性、无毒性及极优良的耐低温性等优点，被应用在许多领域。

“性能卓越，加工困难”是UHMW-PE的一大特点，其原因就在于UHMW-PE的分子链极长，致使分子链互相缠结，很难呈规则排列，在引起聚集态变化的同时(如:结晶度偏低-65%~85%，密度偏低-0.93~0.94g/m3)，大分子链间的无规缠结又使UHMW-PE 对热运动反应迟缓，当加热到熔点以上时，熔体呈现橡胶状高粘弹体状，熔体粘度高达108Pa.s，熔体流动速率几乎为零，造成UHMW-PE临界剪切速率很低，易产生熔体破裂等缺陷。

因此，很难用常规的聚合物加工方法来成型UHMW-PE 制品，在一段时间内限制了UHMW-PE的推广使用，故研究UHMW-PE的成型加工显得尤为重要。

常用的成型方法有模压成型法（1965年前后）、挤出成型法（1970年前后）和注塑成型法（1975年前后）3种。

本论文首先简要介绍一下UHMW-PE的性能及成型方法，然后分别对它的单螺杆挤出成型工艺和双螺杆挤出成型工艺做详细介绍。

关键词：性能；加工性能；成型方法；单螺杆挤出成型法；双螺杆挤出成型法1 UHMW-PE概述1.1 UHMW-PE的发展简史超高分子量聚乙烯通常是指相对分子质量在150万以上的线型聚乙烯，其英文全称为Ultra High Molecular Weight Polyethylene，简称UHMW-PE。

UHMW-PE 在分子结构上与普通聚乙烯相同，其主链上的链节都是(-CH2-CH2-)，但普通聚乙烯的分子量较低，约在5-30万之间，即使是高分子量高密度聚乙烯(HMWHPE)，其重均分子量也仅为20-50万，而UHMW-PE的分子量高达巧于600万，德国甚至有分子量高达1000万以上的产品。

第六章超高分子量聚乙烯管生产加工技术要点绝大多数塑料管材输送介质主要以水质流体为主，而范围更广的各种固体颗粒、粉体、浆体的输送，由于处理量大，对管材的磨损和腐蚀比较严重，传统的金属管道难以满足使用要求，一般塑料管道更无法胜任。

超高分子量聚乙烯（!"#$%&’）管作为一种高耐磨、耐冲击、耐腐蚀、耐低温、自润滑的新型塑料管道，在固体颗粒、粉末的耐磨耗气力输送，浆体（固液混合物）的耐磨蚀水力输送以及各种腐蚀性流体、气体的输送方面，具有独一无二的优越性，是固体、液体、气体三态物质均可输送的高性能工程塑料管材。

由于其优异的综合使用性能却又成型困难的加工特性，成为近年来国内外研究开发的热点。

第一节生产工艺一、树脂性能根据美国菲利普石油公司的划分方法，粘均分子量在()*万以上的线形结构聚乙烯称为“超高分子量聚乙烯（!"#$%&’）”，为白色粉末状树脂。

极高的相对分子质量（普通聚乙烯的相对分子质量仅+,-*万）赋予其超凡的使用性能，成为一种来源丰富、价格适中、性能优良的新型热塑性工程塑料。

它几乎集中了各种塑料的优点，具有普通聚乙烯和其他工程塑料所无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不粘附、不吸水等综合性能。

目前还没有一种单纯的高分子材料兼有如此众多的优异性能。

(.耐磨性!"#$%&’的耐磨性居现有塑料之冠，比尼龙//、聚四氟乙烯高0倍，比高密度聚乙烯高1倍，而且大大超过普通金属，为碳钢的2倍、不锈钢的(*倍。

这样高的耐磨性，使用一般塑料磨耗实验法难以区分其耐磨程度，而需专门设计一种砂浆磨耗测试装置。

耐磨性与相对分子质量成正比，相对分子质量越高，耐磨性越好。

+.耐冲击性!"#$%&’的冲击强度名列现有塑料首位，是聚碳酸酯的+倍，比聚甲醛和&34高5倍，比聚四氟乙烯高1倍。

耐冲击性如此之高，使用通常的试验方法来测定其冲击强度时，难以使其断裂破坏。

超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维的基础理论，早在上世纪30年代就有人提出过，然而真正在技术上取得重大突破的是凝胶纺丝法。

1975年荷兰帝斯曼公司(DSM)利用十氢萘做溶剂发明了凝胶纺丝法(Gelspinning)，成功制备出了UHMWPE纤维，并于1979年申请了专利。

此后经过十年的努力研究，证实凝胶纺丝法是制造高强聚乙烯纤维的有效方法，具有工业化前途。

UHMWPE凝胶纺丝过程简述如下:溶解UHMWPE于适当的溶剂中，制成半稀溶液，经喷丝孔挤出，然后以空气或水骤冷纺丝溶液，将其凝固成凝胶原丝。

在凝胶原丝中，几乎所有的溶剂被包含其中，因此UHMWPE大分子链的解缠状态被很好地保持下来，而且溶液温度的下降，导致凝胶体中UHMWPE折叠链片晶的形成。

这样，通过超倍热拉伸凝胶原丝可使大分子链充分取向和高度结晶，进而使呈折叠链的大分子转变为伸直链，从而制得高强度、高模量纤维。

经过二十几年的产业化与市场开发，目前国际上高性能聚乙烯纤维形成两大品牌:Dyneema(荷兰DSM公司)和Spectra(美国Honeywell公司)，相应代表了两条不同的生产工艺技术路线:一条是以Dyneema为代表的高挥发性溶剂(十氢萘)干法凝胶纺丝工艺路线，简称干法路线;一条是以Spectra为代表的低挥发性溶剂(石蜡油、煤油、矿物油、白油等)湿法凝胶纺丝工艺路线，简称湿法路线。

干法路线系采用高挥发性十氢萘溶剂制备超高分子量聚乙烯纺丝原液，纺丝原液自喷丝孔挤出后使十氢萘气化逸出,得到干态凝胶原丝，经高倍拉伸得高强高模聚乙烯纤维。

该路线溶剂直接回收而无需经过连续多级萃取剂萃取和热空气干燥及溶剂与大量萃取剂的分离回收等流程，且生产速度较高。

湿法路线系采用低挥发性溶剂(矿物油、白油等)制备超高分子量聚乙烯纺丝原液，纺丝原液自喷丝孔挤出后进入水浴(或水与乙二醇等的混合浴)凝固得到含低挥发性溶剂的湿态凝胶原丝。

将该湿态凝胶原丝用高挥发性和优良萃取性能的萃取剂(氟利昂或其它试剂)经连续萃取装置多级萃取，使低挥发性溶剂被置换出凝胶原丝(萃取剂、溶剂和水等的混合物收集后送至精馏装置分离回收)，置换入凝胶原丝中的萃取剂经连续多级干燥装置充分气化逸出，得干态凝胶原丝，经高倍拉伸得高强高模聚乙烯纤维。

聚乙烯生产工艺流程
《聚乙烯生产工艺流程》
聚乙烯是一种广泛应用于塑料制品、管道、包装薄膜等领域的重要化工产品。

它的生产工艺流程是一个复杂的过程，包括原料准备、聚合反应、分离和精制等多个环节。

首先，原料准备阶段。

聚乙烯的主要原料是乙烯，通常是通过石油裂解或乙烯裂解生产的。

乙烯经过净化、脱硫等处理后，作为聚乙烯的生产原料。

此外，还需要添加催化剂、稳定剂、抗氧化剂等辅助剂。

接着是聚合反应阶段。

在高压或低压反应器中，乙烯与催化剂经过聚合反应，生成聚乙烯分子链。

这个过程需要控制反应温度、压力、气体流速等参数，以保证产物的质量和产量。

然后是分离和精制阶段。

聚合反应后，产物中会存在一些杂质物质，需要通过蒸馏、结晶、萃取等分离技术进行精制。

在这个过程中，还需要去除残留的催化剂和辅助剂，以确保聚乙烯的稳定性和使用性能。

最后是成品制备和包装。

精制后的聚乙烯可以通过挤出、注塑、吹塑等工艺成型成各种塑料制品。

同时，还需要对成品进行包装，以确保产品的安全运输和保存。

总的来说，聚乙烯的生产工艺流程是一个复杂而精细的过程，需要在每个环节都严格控制条件和操作，以确保产品的质量和
稳定性。

同时，随着技术的不断进步，对生产工艺的节能减排、资源循环利用等方面也提出了新的要求，这将是未来聚乙烯生产工艺发展的方向。