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乙烯單體可在高壓條件下聚合生成LDPE,這種方法又稱高壓法。聚合時壓力為150~250Mpa,溫度范圍是180~300℃,在微量氧的存在下,乙烯單體才能發生聚合反應。聚合機理是自由基聚合。氧分子本身不起引發劑的作用,但它與乙烯作用可能生成乙烯過氧化氫(CH2=CHOOH),分解后產生自由基,引發自由基聚合。聚合反應歷程遵循一般自由基聚合規律。由于聚合溫度高、鏈自由基活性大,易于發生鏈轉移反應。
圖 LDPE的合成工藝流程
HDPE的聚合
HDPE是通過離子型反應機理的聚合工藝生產的,根據其所用引發劑和反應壓力,分為低壓法和中壓法,所得產品分子量高,支鏈短而少,所以結晶度大,密度高。低壓法的聚合條件為:壓力0.1~1.5MPa,溫度在65~100℃內,采用Ziegler-Natta型引發劑:Al(C2H5)3-TiCl4。聚合反應機理是配位陰離子性質。
LLDPE的聚合
LLDPE是乙烯與含量約8%的高級α-烯烴(如1-丁烯、1-己烯和1-辛烯等)的共聚物,可通過低壓溶液法、低壓氣相法和高壓法生產。
表 不同公司LLDPE的合成工藝
制造工藝簡介 | 公司 | 共聚單體 | 密度 | 商品名稱 |
低壓氣相流化床法 | UCC | 丁烯—1 | 0.915~0.935 | G-Resin |
低壓液相漿狀法 | Phillips | 乙烯—1 | 0.930~0.945 | Marlex |
低壓液相溶液法
| Dupont | 丁烯—1 | 0.918~0.945 | Sclair |
Dow | 丁烯—1 | 0.917~0.935 | Dowlex | |
Dsm | 辛烯—1 4—甲基戊 | 0.920~0.935 | Stamylex | |
三井石化 | 烯—1 丁烯—1 | 0.920~0.935 | ||
高壓自由基法 | CDF | 丁烯—1 | 0.920~0.935 | Lotrex |
圖 美國聯碳公司(UCC)的Unipol氣相法工藝生產LLDPE
UHMWPE的聚合
采用倍半鋁或二乙基氯化鋁及TiCl4(Al/Ti為80~100∶1)為引發劑,使乙烯單體進行配位聚合,在50~65℃、0.7MPa的條件下反應2~4小時,用甲醇處理得到UHMWPE,其平均分子量為100~150萬,甚至可達成200~300萬。
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聚乙烯的結構可表示成 -〔-CH2--CH2-)n-,分子僅由碳、氫兩種原子組成,分子結構對稱無極性,分子間作用力小。當聚乙烯被拉伸后,大分子的構型呈鋸齒形,如圖1所示。C—C單鍵的鍵長為1.54×10-4um,鍵角為120°,齒鋸為2.53×10-4um。
圖 聚乙烯的結構
各類PE鏈結構的示意圖:
注:LCBPE是DOW plastic 采用活性中心引發劑體系生產的長鏈支化聚乙烯
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