聚乙烯PE的5种性能特点

聚乙烯是指由乙烯单体自由基聚合而成的聚合物，聚乙烯的英文名称是polyethylene，简写为PE，PE是通过石油裂解而合成的高分子材料。聚乙烯PE是一种质量轻、无毒、具有优良的耐化学腐蚀性、优良的电绝缘性以及耐低温性的热塑性聚合物，而且易于加工成型，因此它被广泛应用于电器工业、化学工业、食品工业、机器制造业及农业等方面。聚乙烯PE和多数聚烯烃一样容易燃烧，次磷酸铝，二乙基次膦酸铝，聚磷酸铵等在聚乙烯PE的阻燃效果不行，一般通过溴锑阻燃剂或阻燃母粒来提升阻燃效果。聚乙烯PE为线形聚合物，具有同烷烃相似的结构，属于高分子长链脂肪烃，由于-C-C-链是柔性链，且是线形长链，因而PE是柔性很好的热塑性聚合物。由于分子对称且无极性基团存在，因此分子间作用力比较小。由于分子链具有良好的柔顺性与规整性，使得聚乙烯PE的分子链可以反复折叠并整齐堆砌排列形成结晶。另外，聚乙烯PE相对分子质量的不同也会影响到其性能。相对分子质量越高，大分子间缠结点和吸引点也就越多。这样，其拉伸强度、表面硬度、耐磨性、耐蠕变性、耐老化和耐溶剂性都会有所提高，断裂伸长率则会降低。熔体流动速率用MFR来表示。其定义为：加热到190℃的PE熔体在2160g的压力下从一定孔径中每10min挤出的质量(g),单位为g/10min。聚乙烯PE的MFR越大,则其流动性就越好。聚乙烯PE的5种性能特点大致如下。下面我们逐步介绍。

1，耐化学药品性

聚乙烯PE属于烷烃类惰性聚合物，具有良好的化学稳定性。在常温下没有溶剂可溶解PE。聚乙烯PE在常温下不受稀硫酸和稀硝酸的浸蚀,盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、乙酸、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等对PE均无化学作用。但它不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硫酸和铬酸等。PE在60℃以下不溶于一般溶剂，但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃以后，可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氣乙烯、矿物油及石蜡中，温度超过100℃后，可溶于四氢化萘。

2，热性能

聚乙烯PE的耐热性不高，其热变形温度在塑料材料中是很低的，不同种类的聚乙烯PE热变形温度是有差异的，会随相对分子质量和结晶度的提高而改善。聚乙烯PE制品使用温度不高，低密度PE的使用温度在80℃左右。而HDPE在无载荷的情况下，长期使用温度也不超过121℃；而在受力的条件下，即使很小的载荷，它的变形温度也很低。PE的耐低温性很好，脆化温度可达-50℃以下，随相对分子质量的增大，*可达-140℃。PE的相对分子质量越高，支化越多，其脆化点越低。PE的热导率在塑料中属于较高的，(其大小顺序为HDPE>LLDPE>LDPE)，因此，不宜作为良好的绝热材料来选用。另外,PE的线膨胀系数比较大,*可达(20~30)x10-K-'。其制品尺寸随温度改变变化较大，不同品种的PE线膨胀系数的大小顺序为LDPE>LLDPE>HDPE。

3，电性能

由于聚乙烯PE无极性，而且吸湿性很低(吸湿率<0.01%），因此PE的电性能十分优异。PE的介电损耗很低，而且介电损耗和介电常数几乎与温度和频率无关，因此聚乙烯PE可用于高频绝缘。PE是少数耐电晕性好的塑料品种，介电强度又高，因而可用作高压绝缘材料。但是，PE在氧化时产生羰基，使其介电损耗会有所提高，如果作为电气材料使用时，在聚乙烯PE中必须加人抗氧剂。

4，力学性能

聚乙烯PE的力学性能一般，从其拉伸时的应力-应变曲线来看，PE属于一种典型的软而韧的聚合物材料。PE拉伸强度比较低，表面硬度也不高，抗蠕变性差，只有抗冲击性能比较好。这是由于聚乙烯PE分子链是柔性链，且无极性基团存在，分子链间吸引力较小，但是由于聚乙烯PE是结晶度比较高的聚合物，结晶部分的结晶结构，即分子链的紧密堆砌赋予材料一定的承载能力，所以PE的强度主要是结晶时分子的紧密堆砌程度所提供的。聚乙烯PE的力学性能受密度、结晶度和相对分子质量的影响较大，随着这几种指标的提高，其力学性能增大。密度增大，除冲击强度以外的力学性能都会提高。但PE的密度取决于结晶度，结晶度提高，密度就会增大，而结晶度又与分子链的支化程度密切相关，而支化程度又取决于聚合方法。因此，HDPE由于支化程度低，因此其结晶度高、密度大，各项力学性能均较高，但韧性较差。而LDPE则正好相反，由于其支化程度大，因此结晶度低、密度小，各项力学性能较低，但冲击性能较好。影响聚乙烯PE力学性能的另一个结构因素就是聚合物的相对分子质量，相对分子质量增大，分子链间作用力就相应增大，所有的力学性能，包括冲击性能都会有所提高。

5，环境性能

聚乙烯PE在许多活性物质作用下的应力开裂现象，称为环境应力开裂，是聚烯烃类塑料，特别是PE的特有现象。引起环境应力开裂的活性物质包括酯类、金属皂类、硫化或磺化醇类、有机硅液体、潮湿土壤等环境。产生这种现象的原因可能是这些物质在与PE接触并向内部扩散时会降低PE的内聚能。因此，聚乙烯PE不宜用来制备盛装这些物质的容器，也不宜单独用于制备埋人地下的电缆包皮。在耐环境应力开裂方向，LDPE比HDPE要好些，这是由于LDPE结晶度较小。显然，结晶结构对耐环境应力开裂是不利的。因此，改善P乃至聚烯烃塑料耐环境应力的方法之一是设法降低材料的结晶度。提高PE的相对分子质量，降低相对分子质量的分散性，使分子链间产生交联，都可以改善聚乙烯PE的耐环境应力开裂性。

聚乙烯PE无臭、无味、无毒，外观呈乳白色的蜡状固体。其密度随聚合方法不同而异，为0.91～0.96g/cm²。PE块状料是半透明或不透明状，薄膜是透明的，并随结晶度的提高而下降。PE膜的透水率低，但透气性较大，比较适合用于防潮包装。聚乙烯PE易燃，氧指数值仅为17%~19%，离火后继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端为蓝色，燃烧时低烟，有少量熔融物落滴，有石蜡气味。PE是易燃烧的塑料品种之一。