聚乙烯 （缩写PE , 过时的聚乙烯 ，偶尔也有聚乙烯 称为) 是由乙烯 [C 聚合而成的 H 2 =C H 2 ] 用简化的链结构式制造热塑性塑料
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聚乙烯属于聚烯烃组。
知名商品名称有：Alaton、Dyneema、Hostalen、Lupolen、Spectra、Trolen、Vestolen .
历史信息
聚乙烯于 1898 年由化学家 Hans von Pechmann 发现，并于 1933 年 3 月 27 日由 Reginald Gibson 和 Eric Fawcett 在英格兰的 ICI 实验室在约 1400 bar 的压力和 170 °C 的温度下首次工业化生产，其中它在高压釜内壁上形成白色蜡状涂层。直到 1940 年才开发出经济上可行的制造工艺。 1953年，德国人卡尔·齐格勒和意大利人朱利奥·纳塔研制出齐格勒-纳塔催化剂，使乙烯即使在常压下也能聚合。科学家们因此获得了 1963 年的诺贝尔化学奖。茂金属催化剂是齐格勒-纳塔催化剂的现代替代品。这些在 1950 年就已为人所知，但直到 1973 年才取得突破，当时 Reichert 和 Meyer 将少量水添加到二茂钛和烷基氯化铝系统中。与齐格勒-纳塔催化剂相比，茂金属催化剂生产的聚乙烯分子量分布更窄，共聚单体掺入更均匀。
自 1957 年以来，聚乙烯在商业上已大量使用，主要用于供气和供水的管道系统、电缆绝缘以及收缩包装等包装材料。
在航空航天领域，聚乙烯因其高比辐射吸收能力而适用于粒子辐射防护。自第一次航天飞机任务以来，NASA 一直在使用这种塑料。
PE 类型
| 属性 | PE-LD | PE-HD | LLDPE |
|---|---|---|---|
| 结晶度% | 40-50 | 60-80 | 10-50 |
| 密度 g/cm³ | 0.915-0.935 | 0.94-0.97 | 0.87-0.94 |
| 23 °C 时的弹性模量，单位为 N/mm² | ~200 | ~1000 | 60-600 |
| 微晶熔点范围（°C） | 110 | 135 | 115-125 |
| 耐化学性 | 不错 | 更好 | 好 |
| 屈服点应力 N/mm² | 8.0-10 | 20.0-30.0 | 10.0-30.0 |
| 屈服点伸长率 % | 20 | 12 | 16 |
| K线膨胀系数 | 1.7*10 | 2*10 | 2 * 10 |
| 允许的永久温度°C | 80 | 100 | 30-90 |
| 介电常数 | 2.4 | - | - |
| 软化点°C | 110 | 135 | 115-125 |
有以下区别：
- PE-HD (HDPE)：弱支化聚合物链，因此密度介于 0.94 g/cm 和 0.97 g/cm 之间（“HD”代表“高密度”）。
- PE-LD (LDPE)：高度支化的聚合物链，因此密度低，介于 0.915 g/cm 和 0.935 g/cm 之间（“LD”代表“低密度”）。
- LLDPE（LLDPE）：聚合物分子只有短支链的线性低密度聚乙烯。这些支链是由乙烯和高级α-烯烃（通常是丁烯、己烯或辛烯）共聚产生的（“LLD”代表“线性低密度”）
- PE-HMW：高分子量聚乙烯。聚合物链长于 PE-HD、PE-LD 或 PE-LLD，平均摩尔质量为 500-1000 kg/mol。
- PE-UHMW：超高分子量聚乙烯，平均摩尔质量高达 6000 kg/mol，密度为 0.93–0.94 g/cm。
属性
未着色的聚乙烯呈乳白色且无光泽。摸上去是蜡质的，可以刮花。它燃烧着滴落的明亮火焰，并在移开火焰后继续燃烧。化学上，它由高分子量烷烃形式的氢和碳组成。它的性能可以通过适当的共聚来特别改变。聚乙烯对酸、碱和其他化学品具有很高的耐受性。
聚乙烯是半结晶的。较高的结晶度会增加密度以及机械和化学稳定性。
聚乙烯几乎不吸水，它漂浮在水面上。气体和水蒸气的渗透性低于大多数塑料；另一方面，它可以让氧气、二氧化碳和芳香物质轻松通过。
可用性受限于它在高于 80 °C 的温度下会软化这一事实。未经适当预处理的聚乙烯不能印刷或粘合，或者很难印刷。 PE 暴露在阳光下会变脆，因此通常使用炭黑作为紫外线稳定剂。
属性一览
- 低密度（0.87-0.965 g/cm³）
- 高韧性和断裂伸长率
- 良好的滑动性能、低磨损（尤其是 PE-UHMW）
- 耐温从–85°C到+90°C（取决于结晶度，越低越耐高温。对于结晶度在20%左右的型号，耐温上限在30-50 °C)
- 光学，乳白色（不透明），结晶度越低（因而密度越低），越透明。密度低于 0.9 g/cm³，PE 是透明的。
- 非常好的电气和介电性能（比体积电阻约为 10 Ohm/cm）
- 吸水率极低
- 非常适合机加工和非切削
- 燃烧良好；无残留：CO2 + H2 O 作为燃烧产物
- PE 可耐受几乎所有极性溶剂 (T <60 °C)、酸、碱、水、酒精、油、HDPE 和汽油
- 在室温下不溶，在高温下仅溶于少数溶剂，例如1,2,4-三氯苯、二甲苯或己烷中
从 PE 连接部件
由于大多数塑料粘合剂在溶剂（例如丙酮）的帮助下“溶解”塑料，因此它们通常不适用于聚乙烯。此外，非极性、疏水性表面防止了这种情况，这也使得在 PE 上打印非常困难。但是，在用激光、等离子（高压等离子（“电晕”）或低压等离子）或强酸（如硫酸铬）处理后，PE 可以粘合和印刷。
另一方面，聚乙烯制成的破损部件可以用可调式热风枪更好地焊接。
在供气中，PE-80、PE-100 和 PE-X 制成的管道仅使用电熔焊连接，或者较大直径（>DN 200）的 PE-80 和 PE-100 也使用对焊（蜘蛛焊）连接。使用插头配件的连接在饮用水供应中也很普遍。
制造
聚乙烯是通过聚合乙烯气体制成的。在高压过程 软聚乙烯 (PE-LD) 采用 低压工艺 生产 生产硬质聚乙烯（PE-HD）。在这两种制造过程中，它最初都是作为粘性液体出现的。如果在低压过程中使用负载型（非均相）催化剂，则聚乙烯以固体颗粒的形式出现。负载型催化剂（气相和淤浆工艺）几乎专门用于工业。溶解催化剂主要用于化学实验室的实验目的，产品以粘性溶液形式获得。
- PE-LD 由单体乙烯在 100 至 300 bar 的压力和 100 °C 至 300 °C 的温度下使用引发剂（自由基引发剂）（氧气或过氧化物）制成。
- HDPE 和 LLDPE 是使用 Ziegler-Natta 工艺在工业上生产的。该工艺的特点是低压（1 至 50 bar）和低温（20 °C 至 150 °C）。钛酯、卤化钛和烷基铝用作催化剂。或者，也可以在 85–180 °C 的温度和 30–45 bar 的压力下使用 Phillips 工艺和氧化铬催化剂获得 HDPE。
- PE-UHMW 可以使用改良的齐格勒催化剂生产。
单中心催化剂（也称为茂金属催化剂）也已经使用了很多年，与齐格勒-纳塔催化剂相比，它们的优点是对反应的控制更好，合成后的纯化需要更少。
聚乙烯约占 29% 的份额，是全球产量最高的塑料。 2001年生产5200万吨。
网络
PE大分子可以在三个维度上交联。交联提高了材料的耐温性。此外，冲击强度和抗应力开裂性增加。交联发生在加工过程中或加工后。交联聚乙烯称为PE-X。有四种不同的网格划分方法：
- 过氧化物交联 (PE-Xa)
- 硅烷交联 (PE-Xb)
- 辐射交联 (PE-Xc)
- 偶氮交联 (PE-Xd)
应用领域
- PE-LD和PE-LLD：该材料主要用于薄膜生产。典型产品是垃圾袋、收缩薄膜和农用薄膜。在较小程度上，PE-LD 和 PE-LLD 还用于制造电缆护套，作为同轴电缆中的电介质以及用于管道和空心体。
- PE-HD：最重要的应用领域是使用吹塑工艺制造的中空体，例如用于家用清洁产品的瓶子，以及容量高达 1000 升的大容量容器（所以-称为 IBC）。此外，PE-HD被加工成注塑件（主要是包装），聚乙烯制成的纤维、箔和管材采用挤压和真空工艺制造。用于水利工程和垃圾填埋场建设的薄膜也由 PE-HD 制成，以及用于垃圾填埋场建设或道路和路堤建设的土工格栅和土工纤维。另一个主要应用领域是燃气和饮用水供应。这里经常使用PE-80或PE-100型管道。很容易焊接，但如果铺设在地下，线必须埋在沙子里。
- PE-UHMW：例如，用于泵部件、齿轮、滑动衬套、植入物和内置假体的表面，在这些应用中，以尽可能低的磨损实现特别平稳的运行非常重要。根据它们的重量，由 PE-UHMW 制成的纤维是已知最强的人造纤维（Dyneema®，DSM）之一。它们用作手术缝合线。它们可能是迄今为止唯一被讨论用作太空电梯材料的纤维。
- PE-X：除其他外，用于热水管道和中高压电缆的绝缘材料。 PE-X 也经常用于燃气和饮用水供应。由于其高抗划伤性（划伤深度最大为壁厚的 20%），它特别适用于非开挖安装方法，例如泥浆钻孔法或用犁安装在地面上。 PE-X 的焊接性能很差，只能使用电熔焊进行焊接。
- 以 PE 为燃料的混合火箭。 （点击菜单“火箭”所有My_Rocket...都以PE为燃料运行
