聚乙烯PE塑胶原料介绍

聚乙烯英文名为：Polythylene或Polythene，简称PE。

聚乙烯PE为乳白色半透明至不透明的热塑性树脂。按密度的大小可分为：

⑴低密度聚乙烯（LDPE），密度为0.910～0.925g/cm3，因其为高压法（ICI）聚合所得的聚乙烯，也称为高压聚乙烯；

⑵高密度聚乙烯（HDPE），密度为0.941～0.965g/cm3；因其为低压聚合（齐格勒法）所得的聚乙烯，也称为低压聚乙烯，也可以采用中压法（菲利普法）制得，密度在0.965g/cm3以上；

⑶中密度聚乙烯（MDPE），密度为0.916～0.940g/cm3；

⑷此外还有线型低密度聚乙烯（LLDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMW-PE），甚低密度聚乙烯（VLDPE）等。

当前，世界聚烯烃聚合物的产量有35000万吨，其中聚乙烯占65%，而占总塑料产量的30%以上。为最大的通用塑料产品之一。聚乙烯的各种性能与其密度、分子量分布和熔融指数有着密切的关系。一般说来，它的物理机械性能优良，可用多种加工方法和成型设备生产不同用途的制件。但不同的聚乙烯品种应用的领域也有所不同。

聚乙烯PE的分子结构式和简要特性见表1：

表1：聚乙烯PE的分子式及特性
结构式	-[-CH2-CH2-]-n
比重	LDPE：0.910~0.925
	MDPE：0.926~0.940
	HDPE：0.941~0.965
优点	⒈柔软、无毒
	⒉易染色
	⒊耐冲击（-40℃~90℃）
	⒋耐湿性
	⒌耐化学性
缺点	⒈热膨胀系数高
	⒉不易粘合
	⒊耐高温性差
	⒋机械强度不高
用途	家庭日用品、绝缘体、容器、塑胶管、塑胶布、薄膜等

1．低密度聚乙烯

低密度聚乙烯分子链上有长短支链，结晶度较低，分子量一般在5～50万，一种乳白色呈半透明的腊状固体树脂，无毒，软化点较低，柔韧性好，抗冲击韧性，耐低温性很好，可在-60℃～-80℃下工作，电绝缘性优秀。LDPE的机械强度较差，耐热性不高，抗环境应力开裂性、粘附性、印刷性较差，需经过表面处理改善其性能。LDPE的吸水性很低，几乎不吸水，化学稳定性优秀，如对酸、碱、盐、有机溶剂都较稳定。对二氧化碳、有机臭气渗透性大，但对水蒸气、空气渗透性差。易燃烧，燃烧有石蜡味，在日光和热作用下容易老化降解而变色。

LDPE主要的用途是用于薄膜产品，如农业用薄膜、地面覆盖薄膜，农膜，蔬菜大棚膜；包装用膜如糖果、蔬菜、冷冻食品等包装；液体包装用如吹塑薄膜；重包装袋，收缩包装袋、一般工业包装薄膜和食品袋等等。还可用于注塑制品；挤塑管材、电线电缆；吹塑中空容器。

LDPE适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好，如注塑、挤塑、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热封焊、热焊接等。

2．中密度聚乙烯

中密度聚乙烯（MDPE），密度在0.916～0.940g/cm3，结晶度75%，刚性、耐磨性，透气性介于LDPE和HDPE之间，拉伸强度较HDPE差。MDPE用途不如LDPE和HDPE广泛，适合挤塑管材，蒸煮袋的内衬薄膜和包装等制品。

3．高密度聚乙烯

高密度聚乙烯（HDPE）呈乳白色半透明的蜡状固体，HDPE支链化程度最小，分子能紧密地堆砌，故密度大，结晶度高。HDPE有较高的耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性及抗环境应力开裂性，电绝缘性、抗冲击性及耐寒性都很好。HDPE在强度和老化性能优于PP，工作温度比PVC、LDPE高。HDPE吸水性极微小，无毒，化学稳定性极佳，薄膜对水蒸气、空气的渗透性小。

高密度聚乙烯（HDPE）主要用途分为：

• 注塑制品：有周转箱、瓶盖、桶类、帽、食品容器、盘、垃圾箱、盒，以及塑料花。
  
• 吹塑制品：中空成型制品，如各种系列吹塑桶、容器、瓶类、盛放清洁剂、化学品、化妆品等，汽油箱、日用品等。还有吹膜制品如食品包装袋，杂品购物袋，化肥内衬薄膜等。
  
• 挤塑制品：管材、管件主要用在煤气输送，公共用水和化学品输送，如建材排水管、煤气管、热水管等；片材主要用于座椅、手提箱、搬运容器等。
  
• 旋转成型：注塑制品如大型容器、储藏罐、桶、箱等。
  
  

HDPE适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好，如注塑、挤塑、吹塑、旋转成型、涂覆、发泡工艺、热成型、热封焊、热焊接等。

4．线型低密度聚乙烯

线型低密度聚乙烯（LLDPE）实际上是乙烯与少量高级烯烃在催化剂下于高压或低压下聚合而成的共聚物。是聚乙烯的第三大类品种。线型低密度聚乙烯（LLDPE）具有HDPE的高度支化聚合物链组成的具有低密度的聚乙烯。在LLDPE中，存在短侧基的线型分子链，使其结晶度低，密度小。LLDPE透明性较差，表面光泽好，主链上有短支链，分子量分布窄，具有低温韧性，高模量、抗弯曲和耐应力开裂性，低温下抗冲击性比LDPE有较大的提高。

LLDPE适合于注塑、挤塑、吹塑、旋转成型、热熔焊接、涂覆等成型加工。加工性能良好，主要用于薄膜，有良好的撕裂强度，穿刺强度、拉伸强度、抗冲击性、耐热性、耐低温性都很好，可以用于各类各种的包装。LLDPE的另一种用途是可在掺混料，国内外各树脂生产厂家都有专用掺混料牌号。还有其他用途是管材、注塑容器、型材、旋转成型的容器制品，纸、布、织物涂覆制品、瓦楞板、军用帐篷等；一般日用品、打包带、编织袋、绝缘制品等。

目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多，拥有LDPE技术的有7家，LLDPE和全密度技术的企业有10家，HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况看，高压法生产LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法，釜式法和管式法工艺技术均已成熟，目前这两种生产工艺技术并存。发达国家普遍采用管式法生产工艺。此外，国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系，可降低反应温度和压力。高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。低压法生产HDPE和LLDPE，主要采用钛系和络系催化剂，欧洲和日本多采用齐格勒型钛系催化剂，而美国多采用络系催化剂。目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术用11种，现简单介绍如下：

（1）巴塞尔公司气相法Spherilene工艺：生产线性PE可从很低密度PE（ULDPE）到LLDPE，也可生产HDPE等。采用齐格勒-纳塔型钛基催化剂和Spherilene气相法工艺。在轻质惰性烃类存在下，催化剂和进料先进行本体预聚合，在缓和条件下发生本体聚合。浆液进入第一台气相反应器，采用循环气体回路冷却器散热，再进入二台气相反应器。生产产品密度从ULDPE（小于900kg/m3）到HDPE（大于960kg/m3），熔体流动速率（MFR）从0.01～100。因采用二台气相反应器，故可生产双峰级和特种聚合物。Spherilene工艺1992年推向市场以来，现已拥有生产能力180万吨/年。六套生产装置（美国1套、韩国2套、巴西2套、印度1套）己投入运转，另有二套（印度和伊朗各1套）在建设中，单线生产能力可从10万吨/年～30万吨/年。目前，中国没有这类技术的生产装置。

（2）北欧化工公司北星（Bastar）工艺：北星PE工艺可生产双峰和单峰LLDPE、MDPE（中密度PE）和HDPE。采用串联的回路、气相低压法反应器。PE密度为918～970kg/m3，熔融指数0.1～100。采用Z-N催化剂或SSC（单活性中心）催化剂。催化剂与丙烷稀释剂混入进入紧凑的预聚合反应器，同时送入共催化剂、乙烯、共聚单体和氢气。预聚合的浆液再进入第二台较大的浆液回路反应器，在超临界条件（75～100℃、5.5～6.5MPa）下操作。可生产双峰级产品。经闪蒸后的聚合物进一步送入流化床气相反应器，无需加入新催化剂，可得到均聚物，气相反应落操作条件为：75～100℃、2.0MPa。第一套工业化装置于1995年在芬兰投运，阿布扎比建设的二条生产线（45万吨/年双峰级产品）于2001年下半年投运。第5套25万吨/年装置（第二套双峰级）也在中国上海石化公司建成，成为中国最大的PE装置，该工艺单线最大的设计能力可达30万吨/年。

（3）BP公司气相法Innovene工艺：可生产LLDPE和HDPE产品，采用Z-N钛基、铬基或茂金属催化剂。铬催化剂可生产宽分子量分布的产品，齐格勒-纳塔（Z-N）催化剂生产窄分子量分布的产品。床层反应器操作条件缓和，为75～100℃和2.0MPa。可采用丁烯或已烯为共聚单体。己有30套生产线投入运转、设计或建设中。能力范围为5万～35万吨/年。Technip公司与BP公司合作，在欧洲、前苏联、南美、中国和马来西亚拥介BP公司生产聚乙烯的Innovene工艺。BP公司Innovene PE能力现已超过800万吨/年，包括伊朗Bandar Iman、苏格兰格兰杰默斯、印度尼西亚梅拉克和马来西亚克尔蒂赫等的PE装置。中国独山子石化公司LLDPE/HDPE装置的二次扩建也采用Innovene工艺，从12万吨/年扩增到20万吨/年。赛科新建的60万吨聚乙烯将采用该技术。

（4）埃克森美孚公司管式和釜式反应工艺：采用高压自由基工艺生产LDPE均聚物和EVA（乙烯醋酸乙烯）共聚物。采用大规模管式反应器（能力13万～35万吨/年）和搅拌釜式反应器（能力约10万吨/年）。管式反应器操作压力高达300MPa，釜式反应器低于200MPa。高压工艺的优点是缩短停留时间，相同的反应器可从生产均聚物切换至共聚物。均聚物聚合物密度为912～935kg/m3，熔融指数为0.2～150。醋酸乙烯含量可高达30%。生产每吨聚合物的物耗、能耗为：乙烯1.008吨，电力800kwh，蒸汽0.35t，氮气5m3。已有23套高压法反应器投运，产能为170万吨/年。生产均聚物和各种共聚物。目前燕山新建的20万吨/年LDPE装置即采用该公司的管式法技术。

（5）三井化学公司低压浆液法CX工艺：可生产HDPE和MDPE，采用低压浆液法CX工艺。可生产双峰分子量分布的产品。乙烯、氢气、共聚单体和超高活性催化剂进入反应器，在浆液状态下发生聚合反应，聚合物性质自动控制系统可有效地控制产品质量，超高活性催化剂无需从产品中脱除。从浆液中分离出来的90%的溶剂，无需作任何处理就可直接循环至反应器。可生产窄或宽分子量分布的产品，密度为930～970kg/m3，熔融指数0.01～50。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯和共聚单体1010 kg，电力305 kwh，蒸汽340kg，冷却水190 t，氮气30m3。已有35条生产线投运或建设中，总能力360万吨/年。国内目前由于该技术的企业主要有大庆的22万吨装置、扬子和燕山的14万吨装置，兰州的7万吨装置。

（6）雪佛龙-菲利浦斯公司双回路反应器LPE工艺：用菲利浦斯石油公司LPE工艺生产线性聚乙烯（LPE）。采用极高活性催化剂在回路反应器和异丁烷浆液中进行聚合。产品熔融指数和分子量分布可由催化剂、操作条件和氢气来调节控制。共聚单体可用丁烯-1、已烯-1、辛烯-1等。高活性催化剂使之无需脱除催化剂，聚合时无石蜡或其他副产物生成，大大减少了对环境的逸散污染。乙烯、异丁烷、共聚单体和催化剂连续进入回路反应器，在低于100℃和约4.0MPa下发生反应，停留时间约1小时。乙烯单程转化率超过97%。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯1.007吨，催化剂和化学品2～10美元（对于不同产品），电力350kwh，蒸汽0.25t，冷却水185 t，氮气30m3。已有82条生产线投运和建设，占世界PE能力34%。上海金菲公司的13.5万吨装置就是采用该技术。茂名新建的35万吨/年的新装置也可能采用该技术。

（7）Univation技术公司低压气相法Unipol工艺：用低压、气压Unipol PE工艺生产LLDPE～HDPE。采用浆液催化剂和气相、流化床反应器。用常规的和茂金属催化剂无需脱除催化剂步骤。投资和操作费用较低，对环境污染较少。乙烯、共聚单体和催化剂进入流化床反应器，操作条件为约100℃和2.5MPa。产品密度为915～970kg/m3，熔融指数0.1～200。根据催化剂类型可调节窄或宽分子量分布。已有89条生产线投运或建设。单线能力可为4万～45万吨/年。目前国内采用该技术的装置较多，主要为茂名、吉化、扬子、天津、中原、广州、大庆、齐鲁等。

（8）Stamicarbon公司COMPACT工艺：该工艺采用先进的Z-N催化剂利用COMPACT Solution技术生产密度为900～970kg/m3的PE。采用搅拌釜式反应器，聚合温度200℃。氢用于控制聚合物分子量。无需脱除催化剂步骤。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯和共聚单体1.016t，电力500kwh，蒸汽400kg，冷却水230m3，低压蒸汽（产出）330kg。有5套装置投运，总能力65万吨/年。

（9）巴塞尔聚烯烃公司Hostalen工艺：用搅拌釜的Hostalen工艺生产HDPE。采用并联或串联的二台反应器进行浆液聚合。生产每吨产品的物耗、能耗为：乙烯和共聚单体1.015t，蒸汽400 kg，电力350 kwh，冷却水165m3。已有31条生产线运转或设计中，生产能力近340万吨/年。目前在国内采用该技术的装置为辽化公司，生产能力只有4万吨。该技术目前单线最大生产能力可达到35万吨/年，可生产包括双峰在内的几乎所有产品，其中其薄膜、中空和管材等产品在世界上具有一定的知名度。

（10）埃尼化学公司高压法工艺：采用高压法釜式或管式工艺生产LDPE和EVA。LDPE密度为918～935kg/m3，EVA中VAM（醋酸乙烯单体）含量可从3%～40%。己有24条生产线运转或设计中，单线能力可高达20万吨/年。目前该装置投资费用和能耗相对较高，新建装置一般不采用该技术。

（11）Stamicarbon公司高压法工艺：利用高压管式反应器生产LDPE和EVA共聚体。生产每吨产量的物耗、能耗为：乙烯1.005t，电力800 kwh，高压蒸汽230kg，冷却水120m3，低压蒸汽（产出）650kg。1996年起，已有单线能力15万～30万吨/年装置多套投运，总能力超过180万吨/年。

聚乙烯是由乙烯单体经自由基聚合而成的聚合物，英文名为：Polythylene或Polythene，简称PE，俗称软胶。PE的合成原料来自石油，其产量从1965年超过PVC后就一直排第一。

聚乙烯的发展很快，其中最早工业化的品种是LDPE，在1951年首次实现万吨级工业规模生产。当前，世界聚烯烃聚合物的产量有35000万吨，其中聚乙烯占65%，而占总塑料产量的30%以上，为最大的通用塑料产品之一。聚乙烯的各种性能与其密度、分子量分布和熔融指数有着密切的关系。一般说来，它的物理机械性能优良，可用多种加工方法和成型设备生产不同用途的制件。但不同的聚乙烯品种应用的领域也有所不同。

聚乙烯PE为乳白色半透明至不透明的热塑性树脂。按其密度的大小可分为以下几种：

①低密度聚乙烯（LDPE），密度为0.910～0.925g/cm3，因其为高压法（ICI）聚合所得的聚乙烯，也称为高压聚乙烯。

②高密度聚乙烯（HDPE），密度为0.941～0.965g/cm3，因其为低压聚合（齐格勒法）所得的聚乙烯，也称为低压聚乙烯；也可以采用中压法（菲利普法）制得，密度在0.965g/cm3以上。

③中密度聚乙烯（MDPE），密度为0.916～0.940g/cm3。

④此外还有线型低密度聚乙烯（LLDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）、茂金属聚乙烯、甚低密度聚乙烯（VLDPE）等。

⑤改性品种有乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）、氯化聚乙烯（CPE）等。