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第一章 聚乙烯
聚乙烯是世界塑料品种中产量最大的品种，应
用广泛，约占世界塑料总产量的四分之一，目前
聚乙烯的产量已达到四千多万吨，已有60多年的
工业化历史，其中我国2006年的聚乙烯产量为700
万吨，其原料丰富，价格便宜，容易成型加工，
性能优良。1933年英国卜内门化学工业公司利用
高压聚合生成LDPE；1939年德国齐格勒用氯钛作
催化剂低压下合成了HDPE；1957年美国菲利浦石
油公司用氧化铬－硅铝胶作催化剂中压下合成了
LLDPE。
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聚乙烯根据合成的单体、方法、路线的
不同可分为低密度聚乙烯，高密度聚乙烯和
线性低密度聚乙烯等品种，
下面简单介绍其合成路线，基本性质，
成型加工性能，改性状况及用途。
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1聚乙烯的生产
聚乙烯的品种
低密度聚乙烯（LDPE）Low-Density Polyethylene
也叫做高压聚乙烯。是由浓度为%的乙烯单体
经高压自由基聚合而成，密度较低，为克/
立方厘米。
高密度聚乙烯（HDPE）high-density polyethylene
也叫低压聚乙烯，是由浓度为%的乙烯单体经
低压聚合而成，按离子聚合反应历程进行。密度较
高，为克/立方厘米。
聚乙烯
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线型低密度聚乙烯（LLDPE）Line low-Density
Polyethylene树脂
是乙烯与少量的α烯烃共聚（约含量8%），形成
在线型乙烯主链上，带有非常短小的共聚单体支链
的分子结构。结构与HDPE相似，密度与LDPE相似。
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很低密度聚乙烯（VLDPE）Very low-Density
Polyethylene
超低密度聚乙烯（ULDPE）Ultra low-Density
Polyethylene
VLDPE采用和LLDPE相似的聚合反应机理，
无长支链，均为线型结构，它是由乙烯与丁烯或
其他碳原子较多的α烯烃单体共聚而成。而
ULDPE是采用辛烯作为共聚单体的。这两种树
脂的突出特点是密度低，有更大的柔性、韧性和
耐环境应力开裂性，
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LDPE与HDPE的区别：
LDPE：结晶度为65%左右，分子结构上，支链多而
长，大分子排列不紧密、不规整，密度低-
，结晶度低，半透明，质软。
HDPE：结晶度为85-95%左右，分子结构规整，支链
少而短，大分子排列紧密，密度较高，
结晶度高，不透明，力学性能较LDPE高，但冲击及
断裂伸长率等较差一些。
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聚乙烯树脂的分类、型号和命名 GB1845-80
① 以20℃的聚乙烯树脂的密度分为五类
1、ρ≤ 2、~ 3、~ 4、
~
5、ρ≥
② 按产品用途分为十二类
B、中空成型 C、涂层 E、通用挤塑 F、薄膜 I、注射
J、电缆护套 K、电缆绝缘 L、单丝 P、管材 S、粉末
成型 Y、扁带 T、特殊用途
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③ 按熔体流动速率大小分为十八类： 略
④ 根据改性情况分为两类
A：本色，没有添加剂、填料或只有为了保证
造粒、贮存所必须数量的添加剂。
B：为满足各种用途和改性要求而加入规定的
添加剂体系，填料或颜色。
⑤ 乙烯共聚物用C表示，乙烯混合物用D表示。
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例如：，密度为~
中空成型用，熔体流动速率范围~
加有添加剂的共聚物的聚乙烯树脂
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2 聚乙烯性能
简单识别
聚乙烯为乳白色半透明，有蜡状滑腻感，敲
击声音绵软，燃烧容易，离火后继续燃烧；火
焰顶端黄色，底部蓝色（蓝芯），无烟，火焰
熄灭后，白烟，气味是类似石蜡气味，熔融滴
落。
化学稳定性较好，能耐一般酸、碱、盐的腐蚀，
但不耐发烟硫酸、浓硝酸。
常温下无溶剂，强化条件下，可溶于二甲苯
（60℃）和四氢化萘+氢化萘（100℃以上）。
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耐候性不佳（有叔碳原子）。
电绝缘性能良好，不受温度和频率的影响（不
含极性基团）。
力学性能 聚乙烯的品种不同性能有所差别，
HDPE的熔点、拉伸强度及硬度较高，而LDPE的
断裂伸长率和冲击强度较高，韧性稍好。
热性能， Tm=110-135℃，最高使用温度：
≯100℃，最低使用温度≮-70℃，着火温度340℃
，
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3 聚乙烯应用领域
LDPE 50%以上用途用于薄膜。
LDPE主要用于制造农用膜、地膜，另外少部分用于各
种轻、重包装膜，如食品袋、货物袋、工业重包装袋、
复合薄膜或编织内衬、涂层、各种管材、电线绝缘层
等。
HDPE 主要用于注射、吹塑制品，鱼网丝。
HDPE的出现，大大开拓了聚乙烯的用途，不仅用于薄
膜和包装，还用于中空吹塑和注塑容器、鱼网丝、管
材、机械零件、代木产品等等。
超高分子量聚乙烯 用于工程塑料，加工困难。
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LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空制
品、复合薄膜及交联发泡制品，还可与一些橡胶或
其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进行掺混。
VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、瓶
、桶内衬、密封件、垫圈、电缆、玩具等；还可代
替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉伸包装膜等。
也可以作为抗冲击改性剂，提高其他材料的抗冲击、
耐穿刺和柔韧性。
ULDPE作为添加剂，可改善薄膜的抗冲击强度、抗
撕裂强度、柔软性、低温热封口性能。
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UHMWPE
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是指分子量
大于70万的高密度聚乙烯，密度介于-
之间，其具有突出的高模量、高韧性、高
耐磨、自润滑性优良、密度低、制造成本低廉
等特征，是目前发展中的高性能、低造价的工
程塑料。广泛应用于工程机械及零部件的制造，
超高分子量聚乙烯的熔体粘度极高，成型加工
较困难，常用冷压烧结的方法成型。
4 聚乙烯其他品种
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CPE
氯化聚乙烯树脂是高密度聚乙烯树脂经氯化
反应制得的一种橡胶性高分子材料。从分子结构
看， CPE 可看作是乙烯、氯乙烯和 1 ， 2 一二氯
乙烯的无规共聚物，它分子链饱和，极性氯原子
无规分布，因而具有优异的机械物理性能和化学
性能，广泛应用于机械、电气、化工、建材和矿
山工业。 CPE 耐热性、耐臭氧和耐气候老化优于
多数橡胶，耐油性优于丁腈橡胶（ NBR ）、氯丁
橡胶（ CR ），耐老化优于氯磺化聚乙烯（ CSM
），耐酸、碱、盐等腐蚀性介质，无毒、难燃、
无爆炸危险。
CPE 分通用型和橡胶型两大类，其中通用型主
要用于塑料改性，橡胶型主要用作弹性材料。
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mPE
茂金属聚乙烯是二十世纪90年代工业化生产的一
种新颖热塑性塑料，由于它是使用茂金属(MAO)
为聚合催化剂生产出来的聚乙烯，因此，在性能
上与传统的Ziegler－Natta催化剂聚合而成的PE有
显著的不同。
mPE有以下特性：
(a)mPE有比平常Zieglor－Natta催化剂生产的PE更
高的分子结构规整性，因而有更高的结晶度，强
度高、韧性好、刚性好；
(b)mPE比普通PE的透明性好，结晶度虽高，透明性
也好，而且树脂清洁度高；
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(c) mPE的分子量分布相当窄，Mw/Mn为2，而一般
的聚 乙烯的Mw/Mn为3～5，甚至更高；
(d) mPE的树脂嗅味比普通PE低，起始热封温度比
普通PE低，而热封强度高，随mPE中辛烯－1或
己烯－1含量的提高，密度降低，当辛烯－1含量
在10～20％时，mPE密度在～
(e) mPE树脂的耐应力开裂性优，可超过1000h，常
常用作其它聚烯烃的耐应力改性剂使用，例如：
在高分子量高密度聚乙烯燃气管道中，常用mPE
来提高HDPE的耐应力开裂性；
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(f) mPE中的长支链聚合物，熔体强度较好，加工性
可以，但是短支链化的mPE由于熔体粘度大，而熔
体强度低，因而吹膜比较困难，容易发生膜泡破裂
或产生鲨鱼皮纹，因而在吹膜mPE时，口模间隙应
在～宽，比普通PE吹膜时稍宽，吹胀比应
小一点，一般在1:5左右较佳，虽然mPE同LLDPE
一样，可以用提高剪切速率的方法来降低熔体粘度，
但是，过大的吹膜速度会引起熔体破裂，同样，过
高的熔体温度也是不合宜的，mPE同LLDPE不同的
是，mPE的熔体粘度同温度和剪切速率都很敏感，
而LLDPE熔体粘度仅对剪切速率敏感，对温度的敏
感性很小。
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mPE的熔点随品种的不同在94～121℃之间，
加工时的熔体最大温度在210℃，使用加工LDPE
或加工LLDPE的设备均能顺利地加工mPE。为了
更好地加工mPE，可以在mPE中适当添加氟弹性
体、油酸酰胺、滑石粉或硅藻土等添加剂，添加
量仅～％，就可显著提高mPE的成型性。
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5 聚乙烯性能比较
LDPE HDPE
制造工艺 低压法 高压法
密度(g/cm3)
结晶度(%) 65-75 80-95
硬度(邵氏D) 40-50 50-65
结晶熔点(℃) 108-125 126-136
拉伸强度(MPa) 10-25 20-40
断裂伸长率(%) 100-600 100-700
缺口冲击强度(kJ/m2) 20-50 10-30
平均分子量 25,000 10,000-350,000
线膨胀系数(×10-5/℃) 20-24 12-13
击穿电压(KV/mm) 大于20 大于20
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加入助剂
共混 PE+PP LDPE+HDPE等
共聚 乙烯与醋酸乙烯共聚EVA，PE氯化CPE PE交
联
LDPE可通过化学或物理的方法进行改性，改善某些
性能，或是成为某些制品的专用料。通过辐射交联的
方法提高LDPE的耐热性和耐蠕变性；与高密度聚乙烯、
线性低密度聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、
天然橡胶、丁苯橡胶等进行共混改性，可提高某些性
能，如热封性、韧性、耐穿刺性、耐环境应力龟裂性、
弹性、机械强度等。
LDPE用硅烷进行交联，可制作电缆料。
6 聚乙烯改性
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聚乙烯不易吸湿，不须干燥，但制品收缩率很
大（％）（注塑制品应注意）。
加工温度范围：150~220℃
7 聚乙烯加工性能
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来源：
a大量的各种地膜、棚模（所谓的白色垃圾）洗涤
后造粒使用。
b 塑料加工行业产生的流道废料、注口废料、修
边角料、废品等可破碎后与原材料按一定比例混合
继续使用。
8 回收利用
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聚乙烯的应用
LDPE50%以上用途用于薄膜。
HDPE主要用于注射、吹塑制品，鱼网丝
超高分子量聚乙烯，用于工程塑料，加工困难。
LDPE主要用于制造农用膜、地膜，另外少部分用于
各种轻、重包装膜，如食品袋、货物袋、工业重包装
袋、复合薄膜或编织内衬、涂层、各种管材、电线绝
缘层等。
HDPE的出现，大大开拓了聚乙烯的用途，不仅用
于薄膜和包装，还用于中空吹塑和注塑容器、鱼网丝、
管材、机械零件、代木产品等等。
9 聚乙烯的应用领域
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LLDPE主要用于吹塑薄膜、编织袋、管材、中空
制品、复合薄膜及交联发泡制品，还可与一些
橡胶或其他塑料（如LDPE、HDPE、PP等）进
行掺混。
VLDPE目前可以代替热塑性聚氨酯、EVA做管、
瓶、桶内衬、密封件、垫圈、电缆、玩具等；
还可代替聚氯乙烯作医用软管、热收缩膜、拉
伸包装膜等。也可以作为抗冲击改性剂，提高
其他材料的抗冲击、耐穿刺和柔韧性。
ULDPE作为添加剂，可改善薄膜的抗冲击强度、
抗撕列强度、柔软性、低温热封口性能。
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1. 塑料定义？第一个塑料品种、第一个人工合
成塑料？
2.塑料的分类方法有几种？各如何分类？
3.塑料有哪些基本性能？
4.塑料有哪些用途？
5.聚乙烯有哪些品种？主要性能和应用领域有
那些？
6.用简单方法如何识别聚乙烯？
思考题
