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高密度聚乙烯HDPE管的特点
2024-5-28发布
  

HDPE是一种由乙烯共聚生成的热范性聚烯烃。 pe管材虽然HDPE在1956年就已推出,但这种塑料还没达到成熟水准。这种通用材料还在不断裂发其新的用场和市场。

HDPE是一种结晶度高、非极性的热范性天然树脂。原态HDPE的外表呈乳白色,在浅鲜剖面呈一定程度的半透明状。PE具备优越的耐多数生计和工业用化学品的特性。某些品类的化学品会萌生化学腐蚀,例如腐蚀性氧气化剂(浓硝镪水),芳馨烃(二甲苯)和卤化烃(四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具备好的防水蒸汽性,可用于包装用场。HDPE具备美好的电性能,出奇是绝缘介电强度高,使其很得用于电线电缆。中到高分子量等级具备极好的抗冲击性,在常温甚而在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种基本变量的惬当接合:密度、分子量、分子量分布和添加剂。不一样的催化剂被用于生产定制特别性能聚合物。这些变量相接合生产出不一样用场的HDPE品级;在性能上达到最佳的均衡。

这是表决HDPE特性的主要变量,虽然被提到的4种变量委实起到相互影响效用。乙烯是聚乙烯主要原料,少数的其他共聚单体,如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯,也常常用于改进聚合物性能,对HDPE,以上少数单体的含量普通不超过1百分之百-2百分之百。共聚单体的介入轻微地减小了聚合物的结晶度。这种变更普通由密度来权衡,密度与结晶率呈线性关系。美国普通分类按ASTM D1248规定, HDPE的密度在 0.940g/。C以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度范围0.926~0.940g/CC。其他分类法有时把MDPE归类于HDPE或LLDPE。均聚物具备无上密度、最大的刚度,优良的防渗透性和无上的熔点,但普通具备很差抗背景应力开裂(ESCR)。ESCR是PE抗由机械或化学应力所引动的开裂性的能力。更高的密度普通改进了机械强度性,例如拉伸强度、刚度和硬度;热性能如软化点温度和热变形温度;防渗透性,如透气性或水蒸气透过性。较低的密度改进其冲击强度和E-SCR。聚合物密度主要是受共聚单体介入的影响,但较少程度也受分子量影响。高分子量百分数使密度略有减低。 pe管材例如,在一个较宽分子量范围内均聚物具备不一样的密度。

PE最通常的生产办法是经过淤浆或气相加工法,也有少数用溶液相加工生产。所有这些加工过程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂体系(可能是不光一种化合物)和各品类型的烃类稀释剂参与的放热反响。氢气和一点催化剂用来扼制分子量。淤浆反响器普通为拌和釜或是一种更常用的大型环形反响器,在其中料浆可以循环拌和。当乙烯和共聚单体(依据需要)和催化剂一接触,便会形成聚乙烯颗粒。破除稀释剂后,聚乙烯颗粒或粉粒被干燥并按剂量介入添加剂,就生产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反响器的现代化生产线,可每钟头生产 PE40000磅以上。新的催化剂的开发为改进新等级HDPE的性能作出贡献。两种最常用的催化剂品类是菲利浦的铬氧气化物为基础的催化剂和钛化合物一烷基铝催化剂。菲利浦型催化剂生产的HDPE有 中宽度分子量分布;钛一烷基铝催化剂生产的分子量分布窄。用复式反响器生产窄MDW的聚合物所用催化剂也可用 于生产宽MDW品级。举例来说,生产显著不一样分子量产品的两个串联反响器可以生产出双峰分子量聚合物,这种聚合物具备全宽域的分子量分布。

PE管件

较高的分子量以致较高的聚合物粘度,然而粘度也与测试所用的温度和剪切速率相关。用流变或分子量勘测对材料的分子量施行表征。HDPE的品级普通具备的分子量范围是40 000~300 000,重均分子量大概与熔化指数范围相对应,即从100~ 0. 029/10min。通常地,更高的MW(更低的熔化指数MI)增强了熔体强度、更好韧性和ESCR,不过更高MW使加工过程更难或且需要更高的压力或温度。

分子量分布(MWD):PE的WD依据使役的催化剂和加工过程而有从窄到宽的不一样。

最常用的MWD勘测指数是不匀度指数(HI),它等于重均分子量(MW)除以数均分子量(Mn)。所有HDPE品级的这个指数范围是4—30。窄MWD 提供了在模塑过程中的低翘曲性和高冲击性。中到宽MWD提供了对多数挤塑过程的可加工性。宽MWD也可改进熔体强度和抗蠕变性。

抗氧气剂的介入可避免聚合物在加工过程中降解,并避免制成品在使役中氧气化。抗静电添加剂用于好些包装品级以减损瓶子或包装物对灰尘和污物的粘贴。特定的用场需要特别的添加剂配方,例如与电线、电缆用场相关的铜制约剂。优越的耐气候学性和抗紫外线(或日光)可经过添加抗UV添加剂。没有添加抗紫外线或炭黑的 PE,提议不要持续在户外使役。高等级的炭黑颜料提供了优越的抗UV性并可常常在户外应用,如电线、电缆、槽池村层或管子。

PE可用很宽的不一样加工法制作。以乙烯为主要原料,丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体,在催化剂的效用下,采用淤浆聚合或气相聚合工艺,所达成的聚合物经闪蒸、离合、干燥、造粒等工序,得到颗粒平均的成品。涵盖诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑,吹塑、注塑和滚塑。

挤塑:用于挤塑生产的品级普通具备小于1的熔体指数和中宽到宽的MWD。在加工过程中,低的MI可得到相宜的熔体强度。更宽MWD品级更适于挤塑,因为它们具备更高的生产速度,较低的模口压力而且熔体断裂趋势减损。

PE有好些挤塑用场,如电线、电缆、软管、管材和型材。管材应用范围从用于自然气小剖面黄管到48in直径用于工业和城市管道的厚壁黑管。大直径中空壁管用作水泥制成的雨水排水管和其他下水道管线的替代物增长迅疾。

板材和热成型:好些大型野餐型冷藏箱的热成型衬里是由PE制成的,具备韧性、重量轻和耐用性。其他片材和热成型产品涵盖挡泥板、槽罐衬里、盘盆防护罩、搬运箱和罐。一种大量的增长迅疾的片材应用是地膜或池底村里,这是基于MDPE具备韧性、耐化学性和不渗透性。

吹塑:在美国销行的 HDPE1/3以上用于吹塑用场。这些范围从装漂白粉、机油、荡涤剂、牛奶和蒸馏水的瓶子到大型冰箱、汽车石油箱和筒罐。吹塑品级的特性指标,如熔体强度、ES-CR和韧性,与用于片材和热成型应用级相仿,故相仿品级可以采用。

注射-吹塑通常用于制作更小的器皿(小于16oz),用于包装药品、洗发液和化妆品。这种加工过程的一个优点是生产瓶子半自动去边角,不需象普通吹塑加工那样的后期修整步骤。尽管有某些窄MWD品级用于改进外表粗糙度,普通使役中宽到宽MWD品级。

注塑:HDPE有数不清的应用,范围从可重复使役的薄壁饮料杯到5-gsl罐,消费国内生产的HDPE的1/5。注塑品级普通熔体指数5~10,有具备韧性较低流动性品级和具备可加工性的较高流动性品级。用场涵盖日用品和食物薄壁包装物;有韧性、耐用的食物和漆片罐;高抗背景应力开裂应用,如小型发动因石油箱和90-gal垃圾罐。

滚塑:采用这种加工法的材料普通被粉碎成面子料,使其在热循环中熔化并流动。滚塑使役两类PE: 通用和可交联类。通用级MDPE/HDPE通常的密度范围从 0.935到 0.945g/CC,具备窄MWD,使产品具备高冲击性和最小的翘曲,其熔体指数范围普通为3—8。更高MI品级通常不得用,因为它们不具备滚塑制品期望的冲击性和抗背景应力开裂性。

高性能滚塑应用系利用其化学可交联品级的独特性能。这些品级在模塑周期的第一段,流动性好,而后交联以形成其卓然的抗背景应力开裂性、韧性。耐磨性和耐气候学性。可交联PE唯一得用于大型器皿,范围从500-gal搬运各种化学品储罐到20,000-gal农用储箱。

薄膜:PE薄膜加工普通用普通吹膜加工或平挤加工法。多数PE用于薄膜,通用低密度PE(LDPE)或线性低密PE(LLDPE)都可用。HDPE薄膜级普通用于要求优越的

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高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒,熔点约为130℃,相对密度为0.941~0.960。它具备优良的耐热性和耐寒性,化学安定性好,还具备较高的刚性和韧性,机械强度好。介电性能,耐背景应力开裂性亦较好。

HDPE是塑料回收市场增长最快的一局部。这主要因为其易再加工,有最小限度的降解特性和其在包装用场的大量应用。存贮时应远离火源,隔热,仓库内应保持干燥、整洁,禁止混入任何杂质,禁止日晒、雨淋。搬运应贮放在保洁、干燥有顶棚的车厢或船舱内,不得有铁钉等尖锐物。禁止与易燃的芳馨烃、卤代烃等有机溶剂混运。主要的回收利用是将 25百分之百的回收材料,例如后消费回收物(PCR),与纯HDPE经再加工后用于制作不与食品接触的瓶子。

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