低密度聚乙烯

低密度聚乙烯，也稱為高壓聚乙烯，通常縮寫為LDPE。呈乳白色，無味、無臭、無毒蠟狀顆粒，表面無光澤。密度為0.91g/cm3-93g/Cm3是最輕的聚乙烯樹脂。具有良好的柔軟性、延伸性、電絕緣性、透明性、可加工性和恒定的透氣性。具有良好的化學穩定性和耐堿性、耐一般有機溶劑。機械強度、透明度和抗老化性差。

低密度聚乙烯

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高壓低密度聚乙烯(High pressure   pressure-Low density   polyethylene, high pressure-LDPE，縮寫為LDPE)實現工業化已經70多年了盡管隨著烯烴聚合催化劑的發現和開發，聚乙烯的品種和產量都有了很大的進步，但高壓聚乙烯仍占據重要地位。乙烯在高溫高壓下通過自由基機理聚合成高分子量聚乙烯，具有以下特點：

1)乙烯聚合是一個強放熱過程。乙烯的聚合熱約為93.5kJ/mol(或3.3kJ/g), at 235 MPa、乙烯在150~300℃的比熱容為2.51~2.85J/g·℃)反應熱如果不及時排除，每1%乙烯的聚合會使溫度升高12~13℃。如果溫度過高，也會導致乙烯分解。

2)在高壓下，乙烯被壓縮到密度為0.5g/mL的密閉相態類似于不可壓縮液體，此時乙烯分子間的距離明顯縮短，從而增加了自由基與乙烯分子的碰撞幾率，因此容易發生聚合反應。

3)生長鏈在高溫下自由基活性高，容易發生鏈轉移反應所得聚合物具有多分支的線性結構。通常每1000個碳鏈原子有20~30個分支，結晶度為45%~65%，密度在0.910~0.925g/mL，質輕、柔韌且耐低溫、耐沖擊性較好。

低密度聚乙烯按聚合方法可分為高壓法和低壓法。根據反應器的類型，可分為釜式法和管式法。以乙烯為原料，送入反應器，在引發劑的作用下，通過高壓壓縮進行聚合反應從反應器出來的材料被分離器除去，然后被熔化擠壓造粒和干燥、摻合，送去包裝。

低密度聚乙烯和LLDPE都具有良好的流變性或熔體流動性。LLDPE具有較低的剪切敏感性，因為它具有窄的分子量分布和短的支鏈。在剪切過程中（例如擠塑）LLDPE保持較高的粘度，因此比具有相同熔融指數的LDPE更難加工。在擠出過程中，LLDPE較低的剪切敏感性使得聚合物分子鏈的應力松弛較快，因而物理性能對膨脹比的變化不太敏感。

在熔體延伸中，LLDPE在各種應變速率下通常具有低粘度。也就是說不會像LDPE一樣在拉伸過程中產生應變硬化。隨著聚乙烯變形速率的增加，LDPE表現出驚人的粘度增加，這是由分子鏈的纏結引起的。

在 LLDPE中沒有觀察到這種現象，因為LLDPE中缺少長支鏈使得聚合物沒有纏結。這一特性對于薄膜應用非常重要．因為 LLDPE膜在保持高強度和韌性的同時更容易制成更薄的膜。nLLDPE的流變性可總結如下“剪切時剛性”和“延伸時柔軟”當LLDPE 用于替代LDPE時，必須改進薄膜擠出設備和條件。LLDPE的高粘度需要擠出機提供更多的動力．并提供更高的熔化溫度和壓力。必須加寬模口間隙，以避免由于高背壓和熔體破裂而降低產量。

LLDPE的“延伸時柔軟”的特性是吹膜過程中的一個缺點。LLDPE的吹膜氣泡不如 LDPE的穩定。一般的單唇口風環對于 LDPE的穩定性來說已經足夠了．LLDPE獨特的氣泡需要更完美的雙唇氣環來穩定。用雙唇氣環冷卻內膜泡可以增加膜泡的穩定性，提高高生產率下的膜產能。除了更好地冷卻薄膜氣泡之外，許多薄膜制造商使用與LDPE的混合來提高LLDPE的溶解性事實上，當低密度聚乙烯共混物中LLDPE的濃度達到 50時，LLDPE的擠出可以在現有的低密度聚乙烯薄膜設備上完成%時。處理 100%當使用  LDPE或與富含  LDPE的LDPE共混料時，使用普通LDPE擠出機時，需要對設備進行改進。

根據擠出機的壽命，可能需要加寬模口間隙，改進空氣環，修改螺桿設計以更好地擠出，必要時增加電機功率和扭矩。對于注塑應用，一般不需要改進設備，但需要優化加工條件。旋轉模塑需要將LLDPE研磨成均勻的顆粒（35篩孔）加工過程包括用粉末狀LLDPE填充模具，加熱并雙軸旋轉模具以均勻分布LLDPE。將冷卻產品從模具中取出。

1)圍繞聚合裝置的一系列設備，如壓縮機、反應器、分離器、管道、泵等設備要求在100MPa以上的超高壓下使用，甚至在分離過程和回收過程中，有的要求在100 MPa-在350MPa以下操作，所以整個過程有很多難點，無論是設備還是操作。

2)乙烯的聚合熱比其他單體高得多。在聚合反應中，聚合速率瞬間達到10%20%，甚至30%40%因此，如何去除過程中的聚合熱成為工藝流程中的重要課題，也是為了提高單程轉化率、降低能耗的關鍵之一。

3)反應體系中聚合物產物的粘度很高，釜式工藝的釜式反應器和管式工藝的管式反應器內壁容易沉積聚合物。

4)在如何運輸熔融聚合物方面也存在一些困難。反應壓力和溫度都會影響產品的粘度，需要非常注意控制溫度和壓力。

5)如何從來自高壓分離器的循環乙烯中除去低分子量聚乙烯蠟也是一個問題圍繞解決這些問題，各個公司開發了各種生產工藝。按反應器類型可分為管式工藝和釜式工藝兩大類。管式反應器的主要特點是管內物料流動呈柱塞狀，不存在返混現象；反應溫度沿著反應管的長度變化，因此反應溫度具有最高的峰值，因此獲得的聚乙烯的分子量分布寬。在釜式反應器中，物料可以充分混合，所以反應溫度均勻，也可以分區域操作，使每個反應區有不同的溫度，從而得到窄分子量分布的聚乙烯。

管式聚合反應器的內徑通常為2.5~2.7cm細長高壓合金鋼管。為了提高單線生產能力，管徑增加到5.0~7.5cm。徑長比為1:250~1:40000，管式反應器長度為900~1500m。反應壓力約為200～350 MPa，溫度為250～330℃，流體流速為10～15m/s，單向轉換率為20%~34%最大單線產能10萬噸/年。

低密度聚乙烯的特點如下：

1)薄膜略帶乳白色，透明，柔軟。強度小于高密度聚乙烯，沖擊強度大于高密度聚乙烯。

2)耐寒、耐低溫和耐高溫。較厚的膜能經受住90℃熱水浸泡的滅菌過程。

3)防潮性能好，化學性能穩定，不溶于一般溶劑。

4)它具有很好的透氣性，所以當它用作易氧化的食品包裝時，其內容物的儲存期不應太長。

5)耐油脂性差，產品會慢慢膨脹。包裝油性食品時，長時間存放會使食品變味。

6)長期暴露在紫外線和高溫下會老化，影響其物理和介電性能。

7)熔點為110~115℃，加工溫度為150~210℃如果是在惰性氣體中，溫度可以達到300℃，仍然穩定。但是，當熔體與氧氣接觸時，很容易降解。

低密度聚乙烯的應用范圍：適用于調味料、糕點、糖、蜜餞、餅干、奶粉、茶葉、魚松和其他食品包裝。片劑、粉末和其他藥物包裝，襯衫、服裝、棉針織品化纖制品等纖維制品的包裝。洗衣粉、洗滌劑、化妝品和其他日用品的包裝。由于單層PE膜的力學性能較差，通常用作復合包裝袋的內層，即多層復合膜的熱封基材。