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PE最通常的生產(chǎn)方法是通過淤漿或氣相加工法,也有少數(shù)用溶液相加工生產(chǎn)。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(yīng)。氫氣和一些催化劑用來控制分子量。
淤漿反應(yīng)器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環(huán)形反應(yīng)器,在其中料漿可以循環(huán)攪拌。當(dāng)乙烯和共聚單體(根據(jù)需要)和催化劑一接觸,就會(huì)形成聚 乙烯顆粒。除去稀釋劑后,聚乙烯顆?;蚍哿1桓稍锊磩┝考尤胩砑觿蜕a(chǎn)出粒料。
帶有雙螺桿擠出機(jī)的大型反應(yīng)器的現(xiàn)代化生產(chǎn)線,可每小時(shí)生產(chǎn)PE40000磅以上。新的催化劑的開發(fā)為改進(jìn)新等級(jí)HDPE的性能作出貢獻(xiàn)。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎(chǔ)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(chǎn)的HDPE有 中寬度分子量分布;鈦一烷基鋁催化劑 生產(chǎn)的分子量分布窄。
用復(fù)式反應(yīng)器生產(chǎn)窄MDW的聚合物所用催化劑也可用 于生產(chǎn)寬MDW品級(jí)。舉例來說,生產(chǎn)顯著不同分子量產(chǎn)品的兩個(gè)串聯(lián)反應(yīng)器可以生產(chǎn)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。
分子量
較高的分子量導(dǎo)致較高的聚合物粘度,不過粘度也與測(cè)試所用的溫度和剪切速率有關(guān)。用流變或分子量測(cè)量對(duì)材料的分子量進(jìn)行表征。HDPE的品級(jí)一般具有的分子量范圍是40 000~300 000,重均分子量大致與熔融指數(shù)范圍相對(duì)應(yīng),即從100~ 0. 029g/10min(230℃,2.16kg)。通常地,更高的Mw(更低的熔融指數(shù)MI)增強(qiáng)了熔體強(qiáng)度、更好韌性和ESCR,但是更高M(jìn)w使加工過程更難或且需要更高的壓力或溫度。
分子量分布(MWD):PE的WD根據(jù)使用的催化劑和加工過程而有從窄到寬的不同。
最常用的MWD測(cè)量指數(shù)是不勻度指數(shù)(HI),它等于重均分子量(Mw)除以數(shù)均分子量(Mn)。所有HDPE品級(jí)的這個(gè)指數(shù)范圍是4—30。窄MWD提供了在模塑過程中的低翹曲性和高沖擊性。中到寬MWD提供了對(duì)多數(shù)擠塑過程的可加工性。寬MWD也可改進(jìn)熔體強(qiáng)度和抗蠕變性。
添加劑
抗氧劑的加入可防止聚合物在加工過程中降解,并防止制成品在使用中氧化??轨o電添加劑用于許多包裝品級(jí)以減少瓶子或包裝物對(duì)灰塵和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加劑配方,例如與電線、電纜用途相關(guān)的銅抑制劑。
優(yōu)良的耐氣候性和抗紫外線(或日光)可通過添加抗UV添加劑。沒有添加抗紫外線或炭黑的PE,建議不要持續(xù)在戶外使用。高等級(jí)的炭黑顏料提供了優(yōu)良的抗UV性并可經(jīng)常在戶外應(yīng)用,如電線、電纜、槽池村層或管子。