聚乙烯材料的结构特点和应用发展

魏立

摘 要：第二次工业革命后，世界工业化程度日渐提高，世界科技水平也在日益提高，在上述世界发展背景下，我国工业生产进入了新的发展阶段，科学技术也日新月异，新材料层出不穷，其中高分子材料的应用及生产均得到了显著发展，高分子材料中的聚乙烯是人们熟知的化工材料，其在诸多领域均有应用，这是由聚乙烯独特的结构特点和性质决定的。

关键词：结构特点；应用；发展

目前我国高分子材料市场日渐繁荣，高分子聚乙烯材料得到了较好的应用与推广。聚乙烯是多次聚合反应的产物，其在树脂材料中的产量较高，且价格低廉、制备简单，可以适应温度很低的环境，化学稳定性较好等，因此其应用领域较广泛.

一、聚乙烯材料的结构特点和聚合方式

聚乙烯材料是有大量乙烯在特殊的反应条件下，经过加成反应和聚合反应生成的一种高分子聚合物，在高分子材料中，可以说聚乙烯是最简单的，但同时也是应用最广泛的高分子材料，聚乙烯作为一种线形聚合物，其结构是由多个重复的-CH2-单元构成，类似于烷烃结构的高分子物质，属于非极性高分子物质中的一种，分子量通常的在四万到十二万之间，有的甚至高达上百万。

根据聚乙烯高分子材料的密度、聚合度、分子量、特性等，可将聚乙烯分为低压聚乙烯、高压聚乙烯、线型低密度聚乙烯等。其中高压聚乙烯化工材料的密度非常小，并且质地也很柔软，经常被用在制作日常生活中的塑料袋之类的软塑料，低压聚乙烯的抵抗化学药剂的能力比较的强和对环境的敏感度比较的弱，所以低压聚乙烯广泛的应用在注塑等硬塑料领域，线型低密度聚乙烯是由-CH2-构成，有时也有a-烯烃的参与，线型低密度聚乙烯的性能比低压聚乙烯的性能好，只不过就是透明度比较的小，高聚乙烯属于结晶热塑性树脂。

二、聚乙烯的特性分析

聚乙烯是白色蜡状半透明材料，手感似蜡，柔而韧，比水轻，无臭、无毒，介电性能优越；具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀，常温下与一般溶剂不互溶，吸水性小，电绝缘性能优良，但聚乙烯对环境应力较敏感，耐热老化性差。易燃烧且离火后继续燃烧，透水率低，但有机蒸汽的透过率较大。聚乙烯的透明度随结晶度的增加而下降。在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高，高密度聚乙烯熔点范围为132-135℃，低密度聚乙烯熔点较低（112℃）且范围宽，温度在70℃以上时可少量溶解于甲苯、三氯乙烯等溶剂中。

三、聚乙烯的应用

（一）加工聚乙烯中空制品。聚乙烯树脂成型中空制品，应用较多的有低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯等。低密度聚乙烯树脂成型中空制品，主要成型中小型低密度聚乙烯容器。高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品，用吹塑法制成瓶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。选择聚乙烯原料时，应注意不同密度和不同熔体流动速率树脂对中空制品性能的影响。

（二）生产聚乙烯（PE）薄膜。PE膜的透气性较大，但随密度的增加，其透气性是下降的。PE膜具有防潮性，透湿性小。聚乙烯薄膜根据制造方法与控制手段的不同，可制造出低密度、中密度、高密度的聚乙烯、超高密度聚乙烯与交联聚乙烯等不同性能的产品。低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，该薄膜的透明性和抗拉强度良好，广泛用于食品、医药、化肥、工业品的包裝材料以及农用薄膜。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。

（三）交联聚乙烯（CLPE）。发达国家中交联聚乙烯管的应用已经十分普遍，与其它塑料管相比，其耐腐蚀性能较好，其强度和耐温性能优越，尤其是其蠕变强度，其强度随使用时间的变化不显著，寿命可达五十年之久。由于它较其它的聚乙烯产品有更高的耐热性、拉伸强度、热收缩率和阻隔性，其用途在进一步的扩大，目前大多用作热收缩包装薄膜用。

（四）聚乙烯纤维。聚乙烯纤维强度和伸长与丙纶相接近，吸湿能力与丙纶相似，在通常大气条件下回潮率为0，具有较稳定的化学性质，有良好的耐化学药品性和耐腐蚀性；耐热性较差，但耐湿热性能较好，其熔点为110-120℃，较其它纤维低，抗熔孔性很差，有良好的电绝缘性，但耐光性较差，在光照下易老化。乙纶价格较低，适合于制作鬃丝、扁丝或膜裂纤维，用来制造绳索、包装布等。

（五）聚乙烯管板材。挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工。也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料。

四、聚乙烯的发展

目前，在我们的日常生活和工作中聚乙烯的应用无处不在，由于聚乙烯的诸多优点，使其在诸多领域均有应用。薄膜的发展为我们的生活和工作带来了非常多的便利，聚乙烯材料的低密度、高强度、抗化学药剂等性质，可以制作防弹衣、建筑材料、汽车部件等。聚乙烯的性能虽然非常的多，但还存在一定不足制约着聚乙烯的发展，聚乙烯材料的分子链非常长，造成很难解决的缠绕问题，其耐高温能力较弱等，根据聚乙烯的结构特性可知聚乙烯属于非极性聚合物，很难与无机材料和极性分子材料融合，因而其质量较低，需要对其进行改性来提高它的耐热性、相容性、易塑性等特性。

五、结语

综上所述，虽然聚乙烯具有较多的优点，在实际生产和生活中的应用较普遍，但是还存在耐热性较差、在光照条件下易老化等需要改进的地方，所以为使聚乙烯更好的满足人们的现实需求，需要在不改变聚乙烯原有优良性质的基础上，对其进行改性，以推动聚乙烯材料市场的进一步发展。

参考文献：

[1]盛仲夷，朱杭琦，毛明忠，郑宏杰.聚氯乙烯的凝胶化与结晶[J].塑料助剂，2016，05：12-16.endprint