分析聚乙烯与聚氯乙烯相比的优劣RT

Question

分析聚乙烯与聚氯乙烯相比的优劣
RT

Answer 1

聚乙烯:
是最结构简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料.它是由重复的–CH2–单元连接而成的.聚乙烯是通过乙烯（ CH2=CH2 ）的加成聚合而成的.
聚乙烯的性能取决于它的聚合方式.在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE).这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万.如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的.
聚合压力大小：高压、中压、低压；
聚合实施方法： 淤浆法、溶液法 、气相法 ；
产品密度大小：高密度、中密度、低密度、线性低密度；
产品分子量：低分子量、普通分子量、超高分子量.

聚乙烯特性：
聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良；但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差.
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度.

聚乙烯的种类
（1） LDPE：低密度聚乙烯、高压聚乙烯
（2） LLDPE：线形低密度聚乙烯
（3） MDPE：中密度聚乙烯、双峰树脂
（4） HDPE：高密度聚乙烯、低压聚乙烯
（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯
（6）改性聚乙烯：CPE、交联聚乙烯（PEX）
（7）乙烯共聚物：乙烯-丙烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃（如辛烯POE、环烯烃）的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH）
分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE).超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣.

主要方法：
液相法（又分为溶液法和淤浆法）和气相法（物料在反应器中的相态类型）.我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法.

条件与过程描述：纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆.经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品.
我国聚乙烯消费结构分析
聚乙烯在我国应用相当广泛,薄膜是其最大的用户,约消耗低密度聚乙烯77%,高密度聚乙烯的18%,另外,注塑制品、电线电缆、中空制品等都在其消费结构中占有较大的比例.下面将分应用领域对聚乙烯消费市场进行分析.
国内低密度聚乙烯主要消费领域是薄膜（包括农膜）,占总消费量的75%-80%,其它应用于注塑及电线电缆等领域.在薄膜消费领域中,包装膜所占比重最大,约在70%左右；农膜约为30%.
包装薄膜是LDPE/LLDPE最大的应用领域,主要有扭结包装膜、收缩包装膜、缠绕包装膜、贴体包装膜、充气包装膜、高阻透性膜（阻气、阻光等）、高耐热性膜、选择渗透膜、保鲜膜、抗菌膜等.近年来,国内多层复合薄膜生产线越来越多,使得复合膜的产量逐步增加,其产量已占包装膜的13%.
农膜包括棚膜和地膜,农业为我国国民经济的基础,不但关系到12亿人口的生计而且关系整个国民经济的稳定健康发展,因此我国对农地膜的需求量很大.但由于棚膜中耐候功能膜的使用比例将由目前的20%增加到30%（耐侯功能膜的厚度较普通膜薄）,因此LDPE/LLDPE的需求量可能略有下降.
随着我国电力工业和电子信息化产业的发展,推动了电缆行业也得到了快速发展.2003年,我国电力电缆产量为302.4万公里,通讯电缆的产量约为4517.9万公里,电线1940.7万公里,其他绝缘制品的产量为34.7万吨.2003年对低密度聚乙烯的需求量达到23万吨.
我国HDPE的主要应用领域是中空吹塑、薄膜制品和注塑,2003年三者分别占我国高密度聚乙烯消费结构的19.5%、18.9%、18.2%.
薄膜制品中的高强度薄膜需求量很大,它包括背心袋、购物袋、垃圾袋、杂货袋、多层衬里膜、耐候膜等.目前, 高强度薄膜专用树脂使用的主要是HDPE树脂牌号,近年来,随着日本、西欧等国家包装袋加工业向我国和东南亚转移,我国在薄膜上的HDPE消耗量将继续稳定增长.
HDPE作为理想的注塑材料被广泛地应用于各个领域,如铁路、港口、远洋运输、工厂包装生产线、啤酒箱、饮料箱、食品箱等,规格型号逐渐系列化,应用领域有逐渐扩大的趋势,可大量替代钢材和木材.2003年消耗在注塑制品上的HDPE约69万吨.在国外,1100L的HDPE注塑容器大量进入垃圾市场,取代钢制垃圾箱.目前北京、上海已出现这一趋势,随着这一市场的逐步开发和扩大,毫无疑问,在幅员广阔的我国需求量将是很大的.
中空成型是世界上仅次于挤出成型与注射成型的第三大成型方法,也是聚乙烯发展最快的一种成型方法.其产品在农药、液体化学品（双氧水、各种酸、环氧丙烷、各种涂料）、洗涤用品（洗发水、浴液）、饮料（鲜奶、果汁等）、家庭日用品、食品包装以及中空箱包等方面都得到了广泛的应用.
HDPE适用于生产各类中空容器,如牛奶瓶、果汁瓶、化装品瓶、药瓶、洗涤剂及食品容器、工业瓶等.用于生产中空制品的HDPE密度一般在0.947-0.967g/cm3,MFR在0.01-1.0g/10min；而制造大型容器(200升以上)则需用高分子量HDPE（一般为30万-50万）,密度在0.945-0.955 g/cm3,HLMFR在2-15g/10min.
聚氯乙烯 PVC
本色为微黄色半透明状,有光泽.透明度胜于聚乙烯、聚苯烯,差于聚苯乙烯,随助剂用量不同,分为软、硬聚氯乙烯,软制品柔而韧,手感粘,硬制品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折处会出现白化现象.
常见制品：板材、管材、鞋底、玩具、门窗、电线外皮、文具等
聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料.
PVC的几种主要缩写及含义
1、化工领域指化合物聚氯乙烯.polyvinyl chloride.这是PVC使用最广泛的含义.
2、医学上指不规则心跳.premature ventricular contraction
3、在电子领域,指在ATM、X.25中的持久虚拟链路.permanent virtual circuit
材料性质
Polyvinyl chloride
密度 1380 kg/m3
杨氏弹性模量(E) 2900-3400 MPa
拉伸强度(σt) 50-80 MPa
Elongation @ break 20-40%
Notch test 2-5 kJ/m2
玻璃转变温度 87 °C
熔点 212 °C
Vicat B1 85 °C
导热率 (λ) 0.16 W/m.K
热膨胀系数 (α) 8 10-5 /K
热容 (c) 0.9 kJ/(kg·K)
吸水率 (ASTM) 0.04-0.4
Price 0.5-1.25 €/kg
聚氯乙烯的最大特点是阻燃,因此被广泛用于防火应用.但是聚氯乙烯在燃烧过程中会释放出氯化氢和其他有毒气体,例如二恶英.
聚氯乙烯的燃烧分为两步.先在240℃-340℃燃烧分解出氯化氢气体和含有双键的二烯烃,然后在400-470℃发生碳的燃烧.
物理和化学性质
稳定;不易被酸、碱腐蚀;对热比较耐受
聚氯乙稀具有阻燃（阻燃值为40以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点.但其耐热性较差,软化点为80℃,于130℃开始分解变色,并析出HCI.
工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包含一些结晶区域（约5％）,所以聚氯乙烯没有明显的溶点,约在80℃左右开始软化,热扭变温度（ 1.82MPa负荷下）为70-71 ℃,在加压下150℃开始流动,并开始缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色（由黄变红、棕、甚至于黑色）.工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万.而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万.硬质聚氯乙烯（未加增塑剂）具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品.硬质聚氯乙烯可以用增强材料