LDPE。线型低密度聚乙烯在结构上不同于一般的低密度聚乙烯,因为不存在长支链。LLDPE的线性度取决于LLDPE和LDPE的不同生产加工过程。LLDPE通常在更低温度和压力下,由乙烯和高级的a烯烃如丁烯、己烯或辛烯共聚合而生成。共聚过程生成的LLDPE聚合物具有比一般LDPE更窄的分子量分布,同时具有线性结构使其有着不同的流变特性。LLDPE的熔融流动特性适应新工艺的要求,特别是用薄膜挤出工艺,可产出高质的LLDPE产品。LLDPE应用于聚乙烯所有的传统市场,增强了抗伸、抗穿透、抗冲击和抗撕裂的性能,使LLDPE适于作薄膜。它的优异的抗环境应力开裂性,抗低温冲击性和抗翘曲性使 LLDPE对管材、板材挤塑和所有模塑应用都有吸引力。 LLDPE最新的应用是作为地膜用于废渣填埋和废液池的衬层。

【生产和特性】

LLDPE的生产起始于过渡金属催化剂,特别是齐格勒(Ziegler)或飞利浦PhilliPS)类型。基于环烯烃金属衍生物催化剂的新工艺是LLDPE生产的另一个选择方案。实际的聚合反应可以在溶液和气相反应器中进行。

【加工】

LDPE和LLDPE都具有极好的流变性或熔融流动性。LLDPE有更小的剪切敏感性,因为它具有窄分子量分布和短支链。在剪切过程中(例如挤塑),LLDPE保持了更大的粘度,因而比相同熔融指数的LDPE难于加工。在挤塑中,LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子链的应力松弛更快,并且由此物理性质对吹胀比改变的敏感性减校在熔体延伸中,LLDPE在各种应变速率下通常都具有较低的粘度。也就是说它将不会像LDPE一样在拉伸时产生应变硬化。随聚乙烯的形变率增加.LDPE显示出粘度的惊人增加,这是由分子链缠结引起。这种现象在 LLDPE中观察不出,因为在LLDPE中缺少长支链使聚合物不缠结。这种性能对薄膜应用极重要.因为 LLDPE薄膜在保持高强度和韧性下召易制更薄薄膜。

在1984年末,当时的联碳公司引入了己烯共聚LLDPE的生产,紧随其后的是Exxon、Mobil等公司。Dow Chemical(陶氏化学公司)在其低压溶液工艺中几乎全部采用辛烯作为共聚单体,加拿大NOVA(诺瓦化工)也在其中压溶液工艺中大部分采用辛烯。辛烯共聚LLDPE树脂具有略好的强度、抗撕裂性能和加工性能,而己烯共聚和辛烯共聚树脂的性能差别不大。己烯LLDPE树脂的生产商主要有ExxonMobil Chemical(埃克森美孚化工公司)、Eastman Chemical(伊士曼化学公司)、Equistar(等星公司)和Chevron Phillips(雪佛龙菲利普斯化学公司)等。此外,Dow Chemical(陶氏化学公司)、Basell(巴塞尔公司)、Innovene(亿诺公司)、Samsung Total(三星(微博)道达尔公司)等也生产己烯LLDPE。

与通常使用的丁烯共聚单体相比,以己烯和辛烯作为共聚单体生产的LLDPE具有更为优良的性能。LLDPE树脂的最大用途在于薄膜的生产,以长链α-烯烃(如己烯、辛烯)作为共聚单体生产的LLDPE树脂制成的薄膜及制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等许多方面均优于用丁烯作为共聚单体生产的LLDPE树脂。自20世纪90年代以来,国外的PE生产厂商及用户均趋向于用己烯及辛烯替代丁烯。据悉,用辛烯作共聚单体,树脂性能不一定能比己烯共聚有更进一步的改善,且价格反而贵些,因此国外主要LLDPE生产商使用己烯来替代丁烯的趋势更为明显。

由于国内尚无大规模生产己烯、辛烯,且进口价格较贵,因此,现今国内生产的LLDPE树脂主要用丁烯作为共聚单体。国内有些企业在引进LLDPE生产装置时虽有用己烯作共聚单体的牌号,但终因国内无己烯生产而不得不放弃,仅在开车考核时进口少量己烯。我国进口的高档LLDPE多为此类产品。预计今后对以1-己烯为单体的LLDPE需求将有较大增长。

然而,LLDPE与LDPE的共混物将改进强度、抗穿透性和LDPE薄膜的刚度,而不显著影响薄膜的透明度。注塑和滚塑是LLDPE最大的两个模塑应用。这种树脂优越的韧性和低温、冲击强度理论上适于废物箱、玩具和冷藏器具。另外,LLDPE的高抗环境应力开裂性使其适用于注塑与油类食品接触的模塑盖子,滚塑废料容器、燃料箱和化学品槽罐。在管材和电线电缆涂敷层中应用的市场较小,在这里LLDPE提供的高破裂强度和抗环境应力开裂性可满足要求。LLDPE的 65%-70%用于制作薄膜。

LLDPE薄膜热封性良好,只要达到最低的起封温度就具有良好的热封强度,封口抗污染能力强。

熔融性能

熔融性能决定于相对分子质量、相对分子质量分布、长支链等因素。同样熔体流动速率胡LLDPE及LDPE与剪切速率的关系:LLDPE胡行为与相对分子质量分布窄的HDPE相似,比LDPE的熔融粘度高,所以挤出成型时挤出的载荷增大,发热量也增大。

LLDPE的熔融张力比LDPE低,且熔融应力的松弛时间短。可以观察到从"T"型机头挤出的融膜缩颈大,中空成型时型坯的垂伸度大。由于熔融应力松弛时间短,注射成型品内残留应力小,因此收缩率小,翘曲也小。

热性能

聚乙烯的熔点与结晶的完全程度、晶粒大小成比例,因此LLDPE胡熔点比LDPE高10-15摄氏度,此处即使同样的LLDPE,共聚物单体的碳数越多,其熔点越高。此规律同样适于维卡软化点。薄膜的热封性能与完全熔着的热封温度相应,LLDPE热封温度比LDPE高10-15摄氏度,而且LLDPE比LDPE熔点范围更窄,所以薄膜的热封性能良好。

LLDPE的耐寒性,就催化温度与熔体流动速率的关系来看,LLDPE脆化温度比LDPE,HDPE都低,这表明可耐更低的温度。

物理力学性能

LLDPE的拉伸性能与LDPE性比,拉伸数量、拉伸屈服强度大,特别是拉伸断裂强度和断裂伸长率大,一般可从应力-应变曲线面积求出断裂时所需要的能量,以此作为树脂刚性的指标。很明显,LLDPE的刚性好,这可认为是由于LLDPE分子中系链分子多的缘故。

刚性与密度的关系:密度越低,刚性越差(即更柔软)。就同一密度来说,LLDPE的耐冲击强度较大,比C4更多的C6、C8共聚单体聚合物冲击强度更高。

LLDPE薄膜的物理机械性能明显优于LDPE,其柔软性,韧性,耐寒性,耐穿刺性均优于LDPE。