PE 根据不同的聚合方法,可分为低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)等系列产品。不同 PE 在性能上的区别主要为:
类型 | HDPE | LDPE | LLDPE |
密度 | 0.940 – 0.976g/cm³ | 0.910 – 0.940g/cm³ | 0.915 – 0.935g/cm³ |
结晶度 | 85 – 65% | 45 – 65% | 55 – 65% |
软化点 | 125 – 135℃ | 90 – 100℃ | 94 – 108℃ |
分子结构特点 | 仅包含碳 – 碳与碳 – 氢结合键,需较多能量才能断裂 | 聚合物分子量较小,需较少能量即可断裂 | 线性结构、支链短链较少,需较少能量即可断裂 |
机械强度 | 强度高、韧性好、刚性强 | 强度相对较低,柔韧性好 | 强度高、韧性好 |
拉伸强度 | 高 | 较高 | 较高 |
伸长率 | 较低 | 高 | 较高 |
隔湿性、隔气性 | 对水、水蒸气、空气的渗透性好,吸水性低,具有良好的防渗透性 | 隔湿性、隔气性较差 | 对水、水蒸气、空气的渗透性好,吸水性低,具有良好的防渗透性 |
耐化学腐蚀性 | 耐酸、碱、盐溶液腐蚀,但耐溶剂性较差 | 可耐酸、碱和盐类水溶液,化学稳定性较好 | 可耐酸、碱、有机溶剂等 |
耐热耐寒性 | 好 | 较好,可耐 – 70℃ | 好 |
低温脆化温度 | -90℃以下 | -70℃以下 | -90℃以下 |
不同PE牌号在加工性能上有哪些区别?
不同 PE(聚乙烯)牌号在加工性能上的区别与它们的分子结构、密度、熔体流动速率等因素密切相关,以下是 LDPE、HDPE、LLDPE 在加工性能方面的具体差异:
流动性
- LDPE(低密度聚乙烯)
- LDPE 分子链含有较多的短支链,分子链间的排列较为疏松,分子链的运动相对容易。因此,它具有良好的流动性,在较低的温度和压力下就能够顺利地在加工设备中流动。
- 例如在吹塑薄膜加工中,LDPE 可以在相对较低的加工温度(约 160 – 200℃)下快速均匀地通过模头,形成厚度均匀的薄膜。
- HDPE(高密度聚乙烯)
- HDPE 分子链排列紧密,结晶度高,分子链之间的相互作用力较大,导致其流动性相对较差。
- 加工时需要较高的温度(一般在 200 – 280℃)和压力才能使物料充分流动。比如在注塑加工中,为了使 HDPE 能够充满模具型腔,需要使用较大功率的注塑机,并且提高注塑压力。
- LLDPE(线性低密度聚乙烯)
- LLDPE 的分子链呈线性结构,短支链较为规整且分布均匀。其流动性介于 LDPE 和 HDPE 之间。
- 在加工时,所需的温度和压力条件也介于两者之间,一般加工温度在 180 – 240℃。
熔体强度
- LDPE
- 具有较高的熔体强度。这是因为其分子链的支链结构可以在熔体中形成一定的缠结,增强了熔体的内聚力。
- 在吹塑薄膜过程中,高熔体强度使得 LDPE 能够承受较大的拉伸力而不破裂,容易形成稳定的泡管,适合生产较厚的薄膜。
- HDPE
- 熔体强度相对较低。由于其分子链排列紧密,结晶度高,在熔体状态下分子链的缠结程度相对较小。
- 在挤出吹塑大型中空制品时,需要特别注意控制加工工艺参数,否则容易出现熔体破裂等问题。
- LLDPE
- 熔体强度一般低于 LDPE,但比 HDPE 要好一些。在加工过程中,需要适当调整工艺来保证熔体的稳定性。例如在吹塑薄膜时,可能需要增加一些助剂或者调整吹胀比来提高薄膜的质量。
热稳定性
- LDPE
- 热稳定性相对较差。由于其分子链中存在较多的不饱和键和支链,在高温下容易发生氧化、降解等反应。
- 在加工过程中,如果温度过高或者停留时间过长,会导致 LDPE 的颜色变黄、性能下降。因此,在加工 LDPE 时需要严格控制加工温度和时间。
- HDPE
- 热稳定性较好。其分子链结构相对规整,结晶度高,对热的抵抗能力较强。
- 可以在较高的温度下进行加工,并且在加工过程中不容易发生降解反应。例如在挤出管材等制品时,可以采用较高的加工温度来提高生产效率。
- LLDPE
- 热稳定性与 HDPE 相近,具有较好的热稳定性。能够在一定的高温范围内保持较好的性能,适合采用多种加工工艺进行加工。
成型收缩率
- LDPE
- 成型收缩率较大,一般在 1.5% – 5% 之间。这是由于其分子链的支链结构和较低的结晶度,在冷却过程中分子链的收缩程度较大。
- 在注塑成型时,需要考虑较大的收缩率对制品尺寸精度的影响,可能需要对模具尺寸进行适当的调整。
- HDPE
- 成型收缩率相对较小,通常在 1.2% – 3% 之间。由于其高结晶度和紧密的分子链排列,在冷却过程中收缩相对较为均匀和稳定。
- 在制造尺寸精度要求较高的制品时,HDPE 相对更容易控制尺寸公差。
- LLDPE
- 成型收缩率介于 LDPE 和 HDPE 之间,一般在 1.5% – 3.5% 之间。在加工过程中,其收缩特性也需要在模具设计和工艺控制中加以考虑。
聚乙烯(PE)薄膜的标准化
对于聚乙烯(PE)薄膜的标准化,各国有不同的标准和应用。以下是PE薄膜在不同国家的标准化情况:
1. 中国
标准体系:中国有多项国家标准(GB)涉及聚乙烯薄膜,如GB/T 22000-2006和ISO 22000:2005等,用于食品包装和其他应用。
牌号:常见的PE薄膜牌号包括用于购物袋、农膜等的薄膜级聚乙烯,如6070、9001等。
2. 欧洲
标准体系:欧洲有多项标准,如EN 17033,用于生物降解农膜的标准化,以确保环境可持续性。
牌号:欧洲的PE薄膜标准不特指某些牌号,但强调了生物降解性和可回收性。
3. 美国
标准体系:美国使用ASTM标准,如ASTM D2103-15,用于聚乙烯薄膜的分类和性能要求。
牌号:虽然没有特定的牌号,但ASTM标准确保了薄膜的质量和性能。
4. 其他国家
标准体系:许多国家参考ISO标准,但也会根据本国情况进行调整。例如,中国的标准虽然参考ISO,但也进行了本地化的调整。
综上所述,不同国家的聚乙烯薄膜标准化虽然有一定的差异,但大多数国家都参考或采用ISO标准体系,以确保产品的质量和安全性。同时,各国也在推动可持续性和可回收性方面进行努力。
常见的 PE 牌号汇总:
聚乙烯(PE)的牌号是根据其类型、用途和性能进行分类的一组序号。以下是一些中国常见的 PE 牌号汇总:
HDPE
国内品牌
- 5200B:大庆生产,吹塑中空级,用于大容器和工业容器,如化学品、汽油桶、大玩具等。
- 2200J:大庆生产,注塑级,抗冲击性和刚性高,用于周转箱(水果、食品、啤酒),工业部件、瓶等。
- 5301AA:独山子生产,挤出级,可用于绳索和网用单丝,也可用于中空制品、管材等。
- 6070:独山子生产,薄膜级,用于包装购物袋,薄壁袋等。
- 2908:抚顺生产,注塑级,用于家具、一般容器、薄壁容器、周转箱、托盘、体育设施、安全帽、鱼箱等。
- 5070:盘锦生产,挤出级,可用于绳索和网用单丝,也可用于中空制品、管材等。
- 6098:齐鲁生产,拉丝级,生产单丝、扁丝、制鱼网、绳等。
- 5502:上海金菲生产,吹塑中空容器级,用于洗涤剂、化妆品瓶;工业化学品容器;电动机润滑油瓶等。
- TR480:上海金菲生产,用于燃烧气,上水管,工程管。
- 50100:上海金菲生产,用于 200 升桶、油箱、托板、大型部件、游艇等。
- 7000F:扬子生产,中空级,用于容器、大型玩具、漂浮物。
- 5306J:扬子生产,挤出级,用于制造日用品和各类工、农业用品,如薄膜、中空容器、管道、单丝。
- 5200B:燕山生产,吹塑级,适合中小型容器、聚乙烯网、薄膜。
国际品牌
- 53EA010:印度生产。
- M5018L:印度生产,注塑级。
- E52009:印度生产,拉丝级。
- 9001:中国台湾生产,薄膜级,用于购物袋、市场袋、贴断袋、垃圾袋、排水管。
- 8800:韩国 SK 生产,薄膜级,用于工业用,农业用,购物袋。
- F600:大韩油化生产,薄膜级,用于包装袋,一般用薄膜包装制品。
- TR144:韩国生产,薄膜级,渗性特强,适用于购物、产品、垃圾袋、内层衬袋。
- 7000F:韩国生产,薄膜级,用于一般薄膜,购物袋,农膜。
- 5502:韩国生产,注塑级,盛载漂白剂、工业化学品。
- 952:沙特生产,薄膜级,用于购物袋、杂物袋、薄型高强度薄膜。
- 6888:科威特生产,吹塑薄膜级,分子量分布宽,主要用于高强度杂货、帽袋。
- 5502:新加坡生产,吹塑中空容器级,硬度高,适用于化学品、漂白剂、清洁剂容器和工业配件等。
LDPE
- 2102TN26:齐鲁生产,薄膜级,用于轻包装膜,农、地膜。
- 2102TN00:齐鲁生产,薄膜级,用于电缆料。
- 2100TN00:齐鲁生产,用于重包装膜、收缩膜、土工膜、大棚膜、电缆料。
- Q200:上海生产,用于食品用轻包装薄膜。
- N220:上海生产,农用薄膜级。
- 1I50A:燕山生产,用于管材、板材。
- 1C7A:燕山生产,涂层级,流动性好,是通用涂层树脂。
- 1F7B:燕山生产,用于地膜,轻包装膜。
- LD605:燕山生产,用于超薄膜、注塑。
- LD163:燕山生产,用于热收缩膜,农用功能膜,中包装膜。
LLDPE
- LL0209AA:常用于农业膜和包装膜。
- 7042:广泛应用于食品包装和内衬袋。
以上只是部分常见的 PE 牌号,实际市场上还有许多其他牌号,以满足不同应用领域的特定需求。
如何根据加工要求选择合适的PE牌号?
选择合适的 PE(聚乙烯)牌号需要综合考虑多个加工要求因素,以下是详细的选择方法:
根据加工工艺选择
- 吹塑工艺
薄膜吹塑:若注重薄膜的透明度、柔韧性和热封性,可选择 LDPE(低密度聚乙烯),例如燕山石化的 1F7B,常用于生产地膜、轻包装膜;若需要薄膜具有较高的强度和抗撕裂性,LLDPE(线性低密度聚乙烯)是不错的选择,如 7042 牌号,广泛应用于食品包装和内衬袋;对于需要兼具一定强度和透明度的薄膜,可使用 LDPE 与 LLDPE 的共混料。
中空吹塑:生产小型容器,对强度和刚性要求不是特别高时,可选用 LDPE;而生产大型容器、工业容器,如化学品桶、汽油桶等,需要较高的强度和耐环境应力开裂性能,HDPE(高密度聚乙烯)更为合适,像独山子石化的 5301AA,可用于制造中空制品。
- 注塑工艺
对于形状复杂、精度要求高的小型制品,要求 PE 有较好的流动性,可选择熔体流动速率较高的 PE 牌号。如注塑级的 HDPE 2200J,具有较高的抗冲击性和刚性,适合制造周转箱、工业部件等;如果制品需要有良好的柔韧性和耐环境应力开裂性,可考虑使用部分 LLDPE。
- 挤出工艺
管材挤出:生产给水管材,需要 PE 具有良好的耐静液压性能、耐环境应力开裂性能和卫生性能,一般选用 HDPE,如上海金菲的 TR480,常用于燃气管、上水管等;生产电线电缆绝缘层,要求 PE 具有良好的电绝缘性能和加工性能,LDPE 较为常用,如齐鲁石化的 2102TN00,可用于电缆料。
板材挤出:需要较高的强度和刚性,HDPE 是主要选择,例如一些 HDPE 厚板材可用于制造化工容器的内衬、建筑模板等。
根据制品性能要求选择
- 强度要求
当制品需要承受较大的外力,如工业托盘、垃圾桶等,应选择强度较高的 HDPE 牌号。其结晶度高、分子链排列紧密,具有较高的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度。
若对强度要求不是特别高,但需要一定的柔韧性,可选用 LDPE 或 LLDPE。
- 柔韧性要求
对于需要良好柔韧性的制品,如塑料袋、保鲜膜等,LDPE 是首选,它的分子链含有较多短支链,分子链间排列疏松,具有良好的柔韧性和延展性。
LLDPE 也具有一定的柔韧性,同时强度比 LDPE 高,可用于一些对柔韧性和强度都有要求的制品,如农用薄膜。
- 耐化学腐蚀性要求
当制品需要接触化学物质时,如化学品储存容器,应选择耐化学腐蚀性好的 PE 牌号。HDPE 对大多数酸碱等化学物质具有良好的耐受性,是较为合适的选择。
- 透明性要求
对于需要高透明性的制品,如食品包装薄膜、透明容器等,LDPE 具有较好的透明性,能满足这方面的需求。
根据加工设备和成本选择
- 加工设备
不同的加工设备对 PE 的加工性能有不同的要求。如果设备的塑化能力较弱,应选择流动性好的 PE 牌号,如熔体流动速率较高的 LDPE 或 LLDPE,以确保物料能够在设备中顺利流动和塑化。
若设备的压力和温度控制精度较高,可选择加工范围较窄但性能更优异的 PE 牌号。
- 成本
在满足制品性能和加工要求的前提下,应考虑成本因素。一般来说,LDPE 的价格相对较低,可用于对成本较为敏感的制品;而一些高性能的专用 PE 牌号价格可能较高,需要根据实际情况进行权衡。
总结
选择合适的 PE 等级需要仔细考虑加工方法、机械性能、耐化学性和成本因素。通过了解 HDPE、LDPE 和 LLDPE 之间的差异,制造商可以为他们的应用选择最合适的材料,确保最佳的产品性能和成本效益。