高密度聚乙烯

高密度聚乙烯（HDPE），為白色粉末或顆粒狀產品。無毒，無味，結晶度為80%～90%，軟化點為125～135℃，使用溫度可達100℃；硬度、拉伸強度和蠕變性優于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性較好；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小，吸水性低；耐老化性能差，耐環境應力開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以樹脂中須加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下熱變形溫度較低，應用時要注意。

中文名高密度聚乙烯外文名High Density Polyethylene”別名低壓聚乙烯密度0.941 至 1.960 g/cm3特征白色粉末或顆粒狀產品類型合成樹脂

發展簡史

本世紀在管道領域發生了一場革命性的進步，即“以塑代鋼”。隨著高分子材料科學技術的飛躍進步，塑料管材開發利用的深化，生產工藝的不斷改進，塑料管道淋漓盡致地展示其卓越性能。在今天，塑料管材已不再被人們誤認為是金屬管材的“廉價代用品”。在這場革命中，聚乙烯管道倍受青睞，日益發出奪目的光輝，廣泛用于燃氣輸送、給水、排污、農業灌溉、礦山細顆粒固體輸送，以及油田、化工和郵電通訊等領域，特別在燃氣輸送上得到了普遍的應用。

HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴。雖然HDPE在1956年就已推出，但這種塑料還沒達到成熟水平。這種通用材料還在不斷開發其新的用途和市場。

我國國內高密度聚乙烯（這里的高密度聚乙烯不包括全密度聚乙烯裝置生產的高密度聚乙烯）的生產商有中石油、中石化、中海油三大企業，截至2006年年底，屬于中石油的高密度聚乙烯裝置有4套，即蘭州石化高密度聚乙烯裝置、大慶石化高密度聚乙烯裝置、遼陽石化高密度聚乙烯裝置、吉林石化高密度聚乙烯裝置。

高密度聚乙烯通常使用Ziegler-Natta聚合法制造，其特點是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應器中以乙烯為原料，用氧或有機過氧化物為引發劑引發聚合反應。

HDPE分子

高密度乙烯屬環保材質，加熱達到熔點，即可回收再利用。須知塑膠原料可大分為兩大類：“熱塑性塑膠”（Thermoplastic）及“熱固性塑膠”（Thermosetting），“熱固性塑膠”是加熱到一定溫度后變成固化狀態，即使繼續加熱也無法改變其狀態，因此，有環保問題的產品是“熱固性塑膠”的產品（如輪胎），并非是“熱塑性塑膠”的產品（如塑膠棧板注:棧板在港澳被稱為“夾板”)，所以并非所有“塑膠”皆不環保。

材料特性

【英文全稱】High Density Polyethylene

【英文縮寫】HDPE

【中文全稱】高密度聚乙烯

【常用俗稱】低壓乙烯

【組成單體】乙烯

【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為0.941~0.960，柔軟而且有韌性，但比LDPE略硬，也略能伸長，無毒，無味。

【燃燒特性】易燃，離火后能繼續燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍色，燃燒時會熔融，有液體滴落，無黑煙冒出，同時，發出石蠟燃燒時發出的氣味。

【主要優點】耐酸堿，耐有機溶劑，電絕緣性優良，低溫時，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強度，剛性等機械強度都高于LDPE，接近于PP，比PP韌，但表面光潔度不如PP。

【主要缺點】機械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發脆，脆性低于PP，易應力開裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時，需進行表面放電處理，不能電鍍，表面無光澤。

【應用場合】用于擠出包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網，水管；注塑低檔日用品及外殼，非承載荷構件，膠箱，周轉箱；擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。

【注塑工藝】HDPE有數不清的應用，范圍從可重復使用的薄壁飲料杯到5－gsl罐，消費國內生產的HDPE的1/5。注塑品級一般熔體指數5～10，有具有韌性較低流動性品級和具有可加工性的較高流動性品級。用途包括日用品和食品薄壁包裝物；有韌性、耐用的食品和涂料罐；高抗環境應力開裂應用，如小型發動機燃料箱和90－gal垃圾罐。

一般的HDPE熔點為142℃，分解溫度為300℃；注塑溫度的可調區間較大。注塑時，一般使用溫度為180℃-230℃；因是烯烴類塑料，它不吸水，生產時，不需烘干，但為了產品質量，可用60℃溫度烘干1hr，以排出浮水；聚乙烯的熔體粘度大，流長比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對較大；制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為16‰，溢邊值為0.05mm。

特征

高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。硬度、拉伸強度和蠕變性優于低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶于任何有機溶劑，耐酸、堿和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點應用時要注意

生產工藝

PE最通常的生產方法是通過淤漿或氣相加工法，也有少數用溶液相加工生產。所有這些加工過程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體系（可能是不止一種化合物）和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應。氫氣和一些催化劑用來控制分子量。淤漿反應器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環形反應器，在其中料漿可以循環攪拌。當乙烯和共聚單體（根據需要）和催化劑一接觸，就會形成聚乙烯顆粒。除去稀釋劑后，聚乙烯顆粒或粉粒被干燥并按劑量加入添加劑，就生產出粒料。帶有雙螺桿擠出機的大型反應器的現代化生產線，可每小時生產PE40000磅以上。新的催化劑的開發為改進新等級HDPE的性能作出貢獻。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎的催化劑和鈦化合物一烷基鋁催化劑。菲利浦型催化劑生產的HDPE有中寬度分子量分布；鈦一烷基鋁催化劑生產的分子量分布窄。用復式反應器生產窄MDW的聚合物所用催化劑也可用于生產寬MDW品級。舉例來說，生產顯著不同分子量產品的兩個串聯反應器可以生產出雙峰分子量聚合物，這種聚合物具有全寬域的分子量分布。