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聚乙烯化工材料的结构特点和应用途径研究

廉吉广

山东联塑科技实业有限公司,山东省临沂市,276024

摘要: 聚烯化工材料是一种结构较为简单的聚合物,但由于该材料加工方法存在差异,会导致合成材料性质发生变化,为实现对材料的高效开发与利用,本文介绍聚乙烯化工材料结构特点,并对不同聚乙烯化工材料应用途径加以分析,以期在提升聚乙烯化工材料应用价值的同时,扩大材料适用范围,希望通过本文研究,为材料学发展带来启发。
关键词: 聚乙烯化工材料;结构特点;低密度聚乙烯薄膜
DOI:10.12721/ccn.2023.158280
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引言:聚乙烯化工材料是一种以乙烯为基体材料,通过聚合反应生成的热塑性树脂材料,该材料在实际应用过程中,有化学性能稳定、耐酸碱腐蚀、无臭、无毒等特点,在化工领域被广泛应用。现阶段,为实现对聚乙烯化工材料应用价值的充分挖掘,需要对材料的结构特点详细分析,以便为材料应用范围的扩大提供支持。

一、聚乙烯化工材料的结构特点

从化学结构的角度看,聚乙烯化工材料主要是由多个“-CH2”单元所构成,但受不同材料合成条件存在差别的影响,即便是相对简单的化学单元结构,也会衍生出多品类的聚乙烯产品,且受到合成条件、原料种类等因素的影响,聚乙烯产品分子密度、分子结构强度之间存在较大的差异,使得产品在投入市场后表现出不同的性能。考虑到乙烯在聚合成为聚乙烯的过程中,受聚合方法不同的影响,聚乙烯产品的化学结构、聚合物性质等方面会产生较为明显的差异,且不同聚合反应条件下聚乙烯产品的分子量有所不同,现阶段较为常见的聚乙烯划分方式为,低密度聚乙烯与高密度聚乙烯,其中,低密度聚乙烯因有着密度较小、硬度偏低等特点,被广泛应用于地膜、塑料袋制造。高密度聚乙烯具有密度较大、耐热与耐油性较强等特点,被应用于注塑、吹塑产品制作。从物理性质角度看,聚乙烯是一种半透明材料,在水中大都可以漂浮,正常状况下,该材料不具有导电性。从化学性质的角度看,聚乙烯在正常状况下不溶于水,但当溶液温度达到70℃以上时,低密度的聚乙烯会溶于氯仿溶液或甲苯溶液。并且在受到紫外线照射时,聚乙烯材料可能会出现光氧化分解现象[1]

二、聚乙烯化工材料的应用途径

(一)聚乙烯薄膜

聚乙烯薄膜是一种利用吹膜机将乙烯原料加热熔化,然后对其进行吹膜处理得到的一种聚乙烯化工产品,这类产品有着良好的防潮、挡水性能,因此被广泛应用于农业地膜、挡雨膜等产品的生产制造工作当中。现阶段在生产制造聚乙烯薄膜时有着较为多样的生产制造方法,当前较为常见的聚乙烯薄膜产品包括低密度、中密度、高密度聚乙烯薄膜、交联聚乙烯薄膜等。由于上述薄膜的生产方式有所差别,因此其性能、应用领域均存在一定的差异。

1.低密度聚乙烯薄膜

低密度聚乙烯薄膜指的是密度不大于0.92g/cm3的聚乙烯薄膜,这类聚乙烯化工材料有着良好的透光性、风热性、防水性、隔热性,但需要注意的是,这类薄膜因本身较薄,因此材料抗张强度较低,在使用过程中极易出现褶皱,尤其是厚度在0.03mm及以下的薄膜,在受热情况下极易发生变形,因此这类薄膜的套色极为困难。从制造工艺的角度看,低密度聚乙烯薄膜可以分成吹塑聚乙烯薄膜、流涎聚乙烯薄膜、低发泡聚稀薄膜等,其中催促聚乙烯薄膜应具备良好的抗张强度与开口性能,被广泛应用于食品包装、袋服装袋等产品的生产活动当中。

2.中密度聚乙烯薄膜

中密度聚乙烯薄膜指的是密度在0.93—0.94g/cm3之间,利用烯烃共聚得到的薄膜,这类薄膜的主要性能介于低密度与高密度聚乙烯薄膜之间。中密度聚乙烯薄膜的生产方法包括吹塑、挤出、注射、旋转、粉末成型加工等,产品被广泛应用于管材、中空容器、薄膜等产品当中。

3.高密度聚乙烯薄膜

高密度聚乙烯薄膜指的是密度在0.94—0.95g/cm3之间的薄膜,这是一种耐热性、强度、抗张性均高于低密度中密度聚乙烯薄膜的聚乙烯化工产品,一般情况下,高密度聚乙烯薄膜的厚度在0.03mm以上,但相对于上述两种薄膜来说,高密度聚乙烯薄膜的透光性较差,因此这类薄膜被广泛应用于内衬袋、购物袋等产品的生产工作中。

4.交联聚乙烯薄膜

交联聚乙烯是一种通过改变线性聚乙烯结构使其生成网状结构的聚乙烯化工产品,这一产品的主要生产方法为辐射法或应用化学试剂进行改性处理。现阶段较为常用的一种交联聚乙烯生产方法为有机硅交联法。交联聚乙烯薄膜是聚乙烯薄膜中耐热性拉伸强度最好的一种薄膜,并且这类薄膜有着良好的热收缩率与阻隔性能,因此相较于其他聚乙烯薄膜,交联聚乙烯薄膜有着更为广泛的应用范围[2]

(二)聚乙烯容器

聚乙烯容器大多是利用中空吹塑法制成的聚酯产品,较为常见的容器包括聚乙烯瓶子、聚乙烯桶、大型聚乙烯储存罐等,这类容器被广泛应用于食品、化工等行业当中。

(三)聚乙烯管材

相较于其他材料,高密度的聚乙烯管材不仅有着较高的材料强度,还有着耐腐蚀、耐高温等优势。因此,随着给排水、地下网线布设等工程项目的不断推进,聚乙烯管材得到了广泛的应用。

(四)聚乙烯纤维

聚乙烯纤维又被称为乙纶,这是一种加工低压聚乙烯得到的纤维产品,这一纤维被广泛应用于渔网、鱼线等渔业行业。同时超高强度的聚乙烯纤维不仅是防弹背心的主要材料之一,也是海上作业的重要原材料之一。

(五)聚乙烯杂品

除了较为常见的地膜、承装容器、管材等聚乙烯化工产品,聚乙烯材料也被广泛应用于人造花卉、自行车零部件等日常杂品当中,在满足人们实际需要的同时,给人们带来了美的享受。

二、改性聚乙烯化工材料的发展

尽管聚乙烯化工材料在当前的社会发展过程中,得到了人们的广泛应用,但是受聚乙烯本身分子链较长,在生产聚合时容易产生链结效应,若将其熔化成液体,那么溶体之间容易出现粘结、破裂等因素的影响,在某些场合,聚乙烯化工材料并不能满足人们的实际需要。现阶段为了扩展聚乙烯化工材料的应用范围,人们通过对聚乙烯化工材料进行改性处理的方式,在保证聚乙烯化工材料原有优良性能的同时,满足人们对于这一材料的多样化应用需求。

(一)氯化聚乙烯

氯化聚乙烯是一种利用氯原子替代聚乙烯中氢原子得到的氯化产品,一般情况下,工作人员可以在有光的条件下或者利用氧化物完成上述氯化操作。受产品结构、用途不同的影响,氯化聚乙烯实际生产过程中,可以分成树脂型氯化聚乙烯、弹性体氯化聚乙烯两大类型。其中,树脂型氯化聚乙烯除了可以单独使用外,还可以与聚氯乙烯,聚乙烯等材料共混使用。同时,在橡胶工业中,树脂型氯化聚乙烯作为一种高性能的特种橡胶,也可以与乙丙橡胶、丁基橡胶等其他橡胶混合使用。

(二)氯磺化聚乙烯

氯磺化聚乙烯是一种以聚乙烯、二氧化硫、氯作为原材料,生产得到的一种聚乙烯化工产品,在化学反应过程中,聚乙烯中的部分氢原子被氯以及少数的磺酰氯基团取代。相对而言,氯磺化聚乙烯不仅不易被化学药品腐蚀,还有着良好的表面耐磨性与抗拉扯性,因此,这一材料被广泛应用于食品制作设备当中。

结论:总而言之,聚乙烯因具备稳定的物理化学性质,在当前的社会发展中得到了广泛的应用,并且,随着科学技术的不断发展进步,聚乙烯化工材料得到了优化与升级,在满足不同行业对聚乙烯产品需求的同时,推动了化工行业的稳定可持续发展。

参考文献:

[1]刘亿浩.聚乙烯化工材料的结构特点以及应用发展问题探究[J].石油石化物资采购,2019(11):14-14.

[2]李涛.聚乙烯化工材料的结构特点以及应用发展研究[J].建材与装饰,2019,15(14):62-63.

作者简介:廉吉广(1995.02.18),男,汉族,籍贯:山东省费县,学历:本科,职称:讲师,研究方向:高分子化工,所学专业:本科:高分子材料与工程;专科:应用化工技术