LDPE 日本尤尼卡 DNDV0405R

低密度聚乙烯 英文： Linear Low Density Polyethylene
簡(jiǎn)稱：LLDPE,
按共聚單體類型，LLDPE主要?jiǎng)澐譃?種共聚物：C4(丁烯-1)、C6(己烯-1)和C8(辛烯-1)。其中，丁烯共聚物是全球生產(chǎn)量最大的LLDPE樹脂，而己烯共聚物則是目前增長(zhǎng)最快的LLDPE品種。在LLDPE樹脂中，共聚單體的典型用量為5%～10%重量分?jǐn)?shù)，平均用量大約為7%。茂金屬基的LLDPE塑性體(mLLDPE)具有傳統(tǒng)LLDPE 3倍多的平均共聚單體含量。
線性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯與少量高級(jí)α-烯烴(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化劑作用下，經(jīng)高壓或低壓聚合而成的一種共聚物，密度處于0.915～0.940克/立方厘米之間。但按ASTM 的D-1248-84規(guī)定，0.926～0.940克/立方厘米的密度范圍屬中密度聚乙烯(MDPE)。新一代LLDPE將其密度擴(kuò)大至塑性體(0.890～0.915克/立方厘米)和彈性體( <0.890克/立方厘米)。但美國(guó)塑料工業(yè)協(xié)會(huì)(SPI)和美國(guó)塑料工業(yè)委員會(huì)(APC)只將LLDPE的范圍擴(kuò)大至塑性體，不包括彈性體。上世紀(jì)80年代，unio Carbide和Dow Chemical公司將其早期銷售的塑性體和彈性體稱之為非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)樹脂。
常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征，只有少量或沒有長(zhǎng)支鏈，但包含一些短支鏈。沒有長(zhǎng)支鏈?zhǔn)咕酆衔锏慕Y(jié)晶性較高。通常，LLDPE樹脂用密度和熔體指數(shù)來表征。密度由聚合物鏈中共聚單體的濃度決定。共聚單體的濃度決定了聚合物中的短支鏈量。短支鏈的長(zhǎng)度則取決于共聚單體的類型。共聚單體濃度越高，樹脂的密度越低。此外，熔體指數(shù)是樹脂平均分子量的反映，主要由反應(yīng)溫度(溶液法)和加入鏈轉(zhuǎn)移劑(氣相法)來決定。平均分子量與分子量分布無關(guān)，后者主要受催化劑類型影響。
LLDPE在20世紀(jì)70年代由unio Carbide公司工業(yè)化，它代表了聚乙烯催化劑和工藝技術(shù)的重大變革，使聚乙烯的產(chǎn)品范圍顯著擴(kuò)大。LLDPE用配位催化劑代替自由基引發(fā)劑，以及用較低成本的低壓氣相聚合取代成本較高的高壓反應(yīng)器，在比較短的時(shí)間內(nèi)，便以其優(yōu)異的性能和較低的成本，在許多領(lǐng)域已替代了LDPE。目前LLDPE幾乎滲透到所有的傳統(tǒng)聚乙烯市場(chǎng)，包括薄膜、模塑、管材和電線電纜。 　　LLDPE產(chǎn)品無毒、無味、無臭，呈乳白色顆粒。與LDPE相比具有強(qiáng)度高、韌性好、剛性強(qiáng)、耐熱、耐寒等優(yōu)點(diǎn)，還具有良好的耐環(huán)境應(yīng)力開裂、耐撕裂強(qiáng)度等性能，并可耐酸、堿、有機(jī)溶劑等。
低密度聚乙烯按聚合方法，可分為高壓法和低壓法。按照反應(yīng)器類型可分為釜式法和管式法。以乙烯為原料，送入反應(yīng)器，在引發(fā)劑的作用下以高壓壓縮進(jìn)行聚合反應(yīng)，從反應(yīng)器出來的物料，經(jīng)分離器除去未反應(yīng)的乙烯之后，經(jīng)熔融擠出造粒，干燥、摻合，送去包裝。
LDPE和LLDPE都具有極好的流變性或熔融流動(dòng)性。LLDPE有更小的剪切敏感性，因?yàn)樗哂姓肿恿糠植己投讨ф湣?br /> 在剪切過程中（例如擠塑），LLDPE保持了更大的粘度，因而比相同熔融指數(shù)的LDPE難于加工。在擠塑中，LLDPE更低的剪切敏感性使聚合物分子鏈的應(yīng)力松弛更快，并且由此物理性質(zhì)對(duì)吹脹比改變的敏感性減小。
在熔體延伸中，LLDPE在各種應(yīng)變速率下通常都具有較低的粘度。也就是說它將不會(huì)象LDPE一樣在拉伸時(shí)產(chǎn)生應(yīng)變硬化。隨聚乙烯的形變率增加．LDPE顯示出粘度的驚人增加，這是由分子鏈纏結(jié)引起。
這種現(xiàn)象在 LLDPE中觀察不出，因?yàn)樵贚LDPE中缺少長(zhǎng)支鏈?zhǔn)咕酆衔锊焕p結(jié)。這種性能對(duì)薄膜應(yīng)用極重要．因?yàn)?LLDPE薄膜在保持高強(qiáng)度和韌性下召易制更薄薄膜。nLLDPE的流變性可概括為“剪切時(shí)剛性”和“延伸時(shí)柔軟”。
當(dāng)用LLDPE 替代LDPE時(shí)薄膜擠塑設(shè)備和條件必須做修改。LLDPE的高粘度要求擠塑機(jī)有更大的功率．并提供更高的熔體溫度和壓力。
模口隙距必須加寬以避免由于產(chǎn)生高背壓和熔體斷裂而降低產(chǎn)量。 LDPE和 LLDPE的一般模口隙距尺寸分別是O． 024～0． 040 in．和 0． 060－0． 10in。
LLDPE的“延伸時(shí)柔軟”的特性在吹膜過程中是一個(gè)缺點(diǎn)。LLDPE的吹塑薄膜膜泡不象 LDPE的那么穩(wěn)定。
一般的單唇風(fēng)環(huán)對(duì) LDPE的穩(wěn)定足夠使用．LLDPE的特有的膜泡要求更完善的雙唇風(fēng)環(huán)來穩(wěn)定。用雙唇風(fēng)環(huán)冷卻內(nèi)部膜泡可增加膜泡穩(wěn)定性，同時(shí)在高生產(chǎn)率下提高薄膜生產(chǎn)能力。除了膜泡的更好冷卻外，很多薄膜生產(chǎn)廠采用與LDPE共混方法以增強(qiáng)LLDPE溶道理上，LLDPE的擠塑可以在現(xiàn)有LDPE薄膜設(shè)備上完成，當(dāng)LDPE的共混物中 LLDPE的濃度達(dá) 50％時(shí)。加工 100％ LLDPE或富含 LLDPE的與LDPE共混材料時(shí)，采用一般的LDPE擠塑機(jī)，必需改進(jìn)設(shè)備。
根據(jù)擠塑機(jī)的壽命，要求改進(jìn)的可能是加寬模口隙距，改良風(fēng)環(huán)，修改螺桿設(shè)計(jì)以更好擠出，必要時(shí)應(yīng)增加電機(jī)功率和轉(zhuǎn)矩。對(duì)于注塑應(yīng)用，一般不需改進(jìn)設(shè)備，但加工條件需達(dá)最佳化。
滾塑加工要求LLDPE研磨成均勻顆粒（35篩孔）。加工過程包括用粉末狀LLDPE填滿模具，加熱并雙軸向地旋轉(zhuǎn)模具使LLDPE均勻分布。冷卻后產(chǎn)品從模具中移出。

結(jié)晶性能聚乙烯是結(jié)晶性聚合物：
不同密度的聚乙烯結(jié)晶度也不相同。結(jié)晶度與密度呈線性關(guān)系，它們對(duì)聚乙烯的許多性能有顯著影響。
鑒于聚乙烯短支鏈的存在會(huì)干擾主鏈的結(jié)晶，因此增加短支鏈就會(huì)破壞結(jié)晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有極少的短支鏈，所以它的結(jié)晶度高，密度也高。

LLDPE與HDPE雖同屬線型聚乙烯，但LLDPE完全是乙烯與α-烯烴共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚單體比高密度的共聚物多，因而LLDPE的線型主鏈上有很多的短支鏈，致使其結(jié)晶度和密度都低；再因其短支鏈的類別和數(shù)目是隨不同的共聚單體而異，若共聚單體的碳原子數(shù)多，在共聚物中含量也多，則該共聚物的密度下降也大。
熱性能：
聚乙烯受熱以后，隨著溫度的升高，結(jié)晶部分逐漸減少，當(dāng)結(jié)晶部分完全消失時(shí)，聚乙烯就融化，此時(shí)的溫度即為熔點(diǎn)。聚乙烯的密度升高，結(jié)晶度升高，其熔點(diǎn)也隨之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔點(diǎn)也不同。LLDPE的熔點(diǎn)為120～125℃，介于H P-LDPE與HDPE之間。不同共聚單體的LLDPE，其熔點(diǎn)高低隨其共聚單體的碳原子的增減而變動(dòng)，碳原子數(shù)增多熔點(diǎn)升高。由于LLDPE的熔點(diǎn)比H P-LDPE高，故其模型制品可在較高溫度下脫模，而且又快又干凈。因LLDPE的熔點(diǎn)范圍比H P-LDPE窄，故LLDPE的薄膜熱封性能好，熱合強(qiáng)度也高。
聚乙烯在溫度升高時(shí)的流動(dòng)性和在增加荷重時(shí)的變化，主要受分子量的影響。由于測(cè)定聚乙烯的熔體流動(dòng)速率比測(cè)定分子量容易，因而通常以熔體指數(shù)(MI)，或熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)來表示聚乙烯的分子量特性。在熔融狀態(tài)下，聚乙烯的熔體粘度是分子量的函數(shù)，它隨分子量的增高而加大。當(dāng)分子量相同時(shí)，溫度升高則熔體粘度降低。在常溫下聚乙烯隨密度的不同而有不同的柔韌性。在低溫下聚乙烯自然具有良好的柔韌性，其脆析溫度較低，這與其分子量有關(guān)。當(dāng)聚乙烯的分子量增高時(shí)，其脆化溫度下降，其極限值為-140℃。
在分子量相同的情況下，線型結(jié)構(gòu)的LLDPE與HDPE的熔體粘度要比非線型結(jié)構(gòu)的H P-LDPE大。在熔體指數(shù)相同的情況下，H P-LDPE的熔體粘度明顯低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工時(shí)的熔體流動(dòng)性明顯好于后兩者，螺桿負(fù)荷小，發(fā)熱量也小。
抗環(huán)境應(yīng)力開裂和抗蠕變性能：
從聚乙烯樹脂的實(shí)用性來看，抗環(huán)境應(yīng)力開裂(ESCR)性能是重要的物性指標(biāo)之一。聚乙烯 ESCR性能因支鏈的增加、密度的降低而得到大大的改善。在3種不同的聚乙烯樹脂中，LLDPE的許多性能介于H P-LDPE和HDPE之間，但其ESCR性能卻居三者之冠。碳6和碳8高碳α-烯烴共聚的LLDPE，因其支鏈的增加，其ESCR值明顯優(yōu)于碳4共聚的LLDPE。
另一個(gè)受短支鏈增加、密度降低影響的性能是抗蠕變性或承受荷重的能力。這個(gè)性能在聚合物的使用上同樣非常重要。只要密度稍稍下降一點(diǎn)，抗蠕變性就得到很大的改善。可以說，增加乙烯的短支鏈，降低乙烯的密度而得益最大的就是提高了ESCR性能和抗蠕變性。
熱氧老化和光氧老化性能：
聚乙烯由于其分子結(jié)構(gòu)上和聚合物中所含的微量雜質(zhì)等內(nèi)因，以及受大氣環(huán)境和成型加工條件等外因的影響，會(huì)產(chǎn)生熱氧老化和光氧老化。這些老化反應(yīng)按自由基鍵式反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，結(jié)果導(dǎo)致聚乙烯發(fā)生降解反應(yīng)為主的不可逆的化學(xué)反應(yīng)，而使其性能變壞乃至完全失去使用價(jià)值。
聚乙烯在氧氣的存在下受熱時(shí)易發(fā)生熱氧老化作用，這種熱氧老化過程具有自動(dòng)催化效應(yīng)，因此當(dāng)升高溫度時(shí)，氧化加速進(jìn)行，它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外，ESCR、伸長(zhǎng)率等性能也會(huì)降低，并且脆性增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)，例如將高密度聚乙烯制成的容器經(jīng)短時(shí)間受熱，其使用價(jià)值并無任何降低，如果將其制成的電纜在60℃長(zhǎng)時(shí)間受熱，則其電絕緣性能會(huì)顯著降低。
聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而發(fā)生光氧老化作用，這種光氧老化作用是在常溫下進(jìn)行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支鏈體型結(jié)構(gòu)。
因此，為了防止或減慢光氧老化的作用，應(yīng)在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩(wěn)定劑，如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在受熱成型加工過程中，特別是與大量空氣接觸的情況下，例如壓延過程中或擠出、注射成型時(shí)，由于受熱氧化而使聚乙烯的機(jī)械性能降低，加了抗氧化劑后雖可部分防止，但仍不能完全避免，因此改進(jìn)聚合工藝及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的穩(wěn)定性。
聚乙烯的介電性能：
純的聚乙烯不含極性基因，因此具有良好的介電性能。聚乙烯的分子量對(duì)其介電性能不發(fā)生影響，但聚乙烯中若含有雜質(zhì)，如催化劑、金屬灰分及分子中存在極性基團(tuán)(羥基、羰基)等，則對(duì)其介電性能如介電常數(shù)、介電耗損(介電損耗角正切)等會(huì)發(fā)生不良影響。