聚烯烃

概述

聚烯烃材料是指以由一种或几种烯烃聚合或共聚制得的聚合物为基材的材料。聚烯烃塑料是通用塑料的一种，它主要包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和POE、EVA、MMA等高级烯烃聚合物。

聚乙烯(PE)又分为高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。聚烯烃塑料即烯烃的聚合物，是一类产量最大、应用最多的高分子材料；其中以聚乙烯、聚丙烯最为重要。

由于原料丰富、价格低廉、容易加工成型、综合性能优良等特点，在现实生活中应用最为广泛，其在汽车上应用也越来越重要，并有逐步扩大之趋势。用于制造薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等。

特性

(1)密度小。聚烯烃塑料的密度通常在0.83~0.96g/cm3之间，是除木材外较为轻质的材料，当将其制成泡沫时，其密度更低，可达0.010~0.050g/cm3之间，而钢的密度为7.8g/cm3，铝的为2.7g/cm3，玻璃2.6g/cm3，陶瓷4.0g/cm3。每100kg的塑料可替代其他材料750~850kg，可减少汽车自重，增加有效载荷。

(2)物理、化学等综合性能良好。手感好，耐磨，对电、热、声都有良好的绝缘性能，透明度高、透气率高，可被广泛地用来制造电绝缘材料，绝缘保温材料；耐化学腐蚀性好，对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有抵抗能力。

(3)着色性好。可按需要制成各种各样的颜色，有黑、灰、白、桃木纹等。

(4)加工性能好。可通过挤出、吹塑和注射等工艺加工成管、板、薄膜及纤维，复杂的制品可次成型，能采用各种成型法大批量生产，生产效率高，成本较低，经济效益显著，如果以单位体积计算，生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10。

(5)环保、节约能源。可回收利用，是满足人类可持续发展战略可大力推广的材料，每100km节油在0.5L以上。

(6)价格低廉。目前，市场上PP的价格是8000元/t，而其他塑料一般都不低于10000元/t，有些塑料材料的价格甚至已达40000～50000元/t以上。

(7)缺点：收缩率大，吸水性强，尺寸稳定性差，难以制得高精度制品，易燃，燃烧时产生大量黑烟和有毒气体，长期使用易老化、易变形；但通过改性可降低其缺陷。

种类

由于原料丰富，价格低廉，容易加工成型，综合性能优良，因此是一类产量最大，应用十分广泛的高分子材料。其中以聚乙烯、聚丙烯最为重要。主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物，还有聚丙烯和一些丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、环烯烃聚合物。

聚合物

产量较小的高级烯烃聚合物如：聚1-丁烯，1-丁烯的聚合物。主要以气相聚合制备。熔融温度135℃，密度0.91克/厘米3，常温放置能发生晶型转变。可用挤出、吹塑和注射等工艺加工成管、板、薄膜及纤维。由于其耐蠕变和耐应力开裂性能突出，常作－25～100℃下使用的管道材料。

聚4-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯的聚合物。以定向聚合方法制备。熔融温度约240℃，密度0.83克/厘米3，为最轻的高分子，透明度高，绝缘性、耐腐蚀性好，透气率高（为聚乙烯的10倍），但耐冲击、应力开裂和光氧老化性能较差。

可用注射和挤出方法加工。用于制造光学仪器、化学和医疗器具、电子器件和绝缘材料、气体分离膜和包装材料、纤维等。

生产应用

聚烯烃的生产方法有高压聚合、低压聚合(包括溶液法、浆液法、本体法、气相法)。

聚烯烃具有相对密度小、耐化学药品性、耐水性好；良好的机械强度、电绝缘性等特点。可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等。在农业、包装、电子、电气、汽车、机械、日用杂品等方面有广泛的用途。

​分类介绍

聚乙烯

英文名称：polyethylene

简称PE，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂。在工业上，也包括乙烯与少量α－烯烃的共聚物。聚乙烯无臭，无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良。

但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的，耐热老化性差，可以通过添加相应的助剂来改善其性能。聚乙烯的性质因品种而异，主要取决于分子结构和密度。采用不同的生产方法可得不同密度(0.91～0.96g/cm3）的产物。聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。

用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料。随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4。1983年世界聚乙烯总生产能力为24.65Mt，在建装置能力为3.16Mt。

近年来在核物理，天体物理，反应堆运行中运用聚乙烯作为漫化剂来测量中子，对核物理的研究做出了自己的贡献。

聚丙烯

英文名称polypropylene（PP）

聚丙烯是一种性能优良的热塑性合成树脂，具有比重小、无毒、易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等有点，在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用。在五大通用塑料中，产量仅次于聚乙烯和聚氯乙烯，国内消费量仅次于聚乙烯位列第二位。

聚丙烯分子中不存在极性基因,材料表面吸附能力很差;表面张力小,难于粘接。据报道,目前适于聚烯烃的粘接剂有:EVA热熔胶、丙烯酸压敏胶、改性乙烯基橡胶类等近年来，随着聚丙烯生产技术的进步，世界各大公司不断加大应用研究力度，开发出一大批新的聚丙烯产品，大大拓宽了聚丙烯的应用范围，并开辟了新的应用领域。目前，开发的聚丙烯新产品主要包括高熔体强度、高透明、高结晶度、高流动性聚丙烯等，这些产品广泛应用于包装、汽车、家电和建筑等方面。

聚1-丁烯

1-丁烯的聚合物。熔融温度为134.7℃,密度约0.91克/厘米3。性质与聚乙烯、聚丙烯相似。可用齐格勒-纳聚烯烃塔催化剂将1-丁烯在汽油中聚合而成。

20世纪60年代开始工业生产，近年来开发了气相聚合的生产方法。其制品的耐蠕变性和耐应力开裂性优异。用它制作的管道,可在－25～100℃使用而不开裂。其晶型有两种:初成型的制品,结晶为螺旋4/1型,质较软且易变形；在常温下放置后,结晶逐渐变为螺旋3/1型，性能有所改善。

聚1-丁烯可用挤出、吹塑和注射等工艺加工成型。主要用途为制作管材。还用于制作板材、容器、透明薄膜、垫圈和单丝等。

聚4-甲基-1-戊烯

4-甲基-1-戊烯的聚合物。聚4-甲基-1-戊烯它是最轻的合成树脂。相对密度为0.83，熔融温度约240℃；透明度达90%；绝缘性好,体积电阻与聚四氟乙烯相仿；耐腐蚀,但耐光氧老化性差;耐冲击性和耐应力开裂性较低;透气率高,约为聚乙烯的10倍。其制法为定向聚合。其树脂可用注射和挤出工艺加工成型，用于制作化学仪器、医疗器具、耐热光学仪器、电子器件、绝缘材料、纤维和包装材料等。

研究

1.高分子物理研究方面的进展

高分子物理和微观结构表征在高性能聚烯烃新产品开发中十分重要，功能相当于我们人体的大脑和眼睛。开发高性能、低成本产品的难度比单纯开发高性能产品要大得多，需要对高分子物理具有更深入的理解和进行更深入的研究。

2.聚合工艺研究开发方面的进展

采用非对称加外给电子体工艺技术已使镇海炼化和青岛炼化等聚丙烯企业生产出了高性能均聚BOPP树脂产品，提高了产品的市场竞争力。高熔体强度聚丙烯、高性能聚丙烯涂覆树脂、高性能聚丙烯管材用树脂材料、低气味高抗冲聚丙烯材料等高性能、低成本新产品也已开发成功。

3.高性能低成本催化剂开发

催化剂是化学工业的灵魂，对聚烯烃工业更是如此。聚烯烃工业是随着催化剂的发展而发展起来的。催化剂的更新换代往往会引起聚烯烃工业的革命。例如，细粉含量大幅度降低的聚丙烯球形DQC催化剂、高活性低灰份聚丙烯球形催化剂、长寿命和高温聚合用聚丙烯催化剂、球形聚乙烯催化剂和各类单活性中心聚烯烃催化剂等。

4.高性能低成本助剂开发

多数聚丙烯产品中加入成核剂后性能均会得到改善，但成本也会有较大提高。已经商业化的2种聚丙烯复合成核剂为VP-B(α-成核剂)和VP-101T(β−成核剂)，已在茂名石化和扬子石化生产的高结晶聚丙烯、高抗冲聚丙烯和可直接生产汽车保险杠的专用聚丙烯树脂中得到应用。