中石油吉林化工工程有限公司管道室 吉林省吉林市 130002
摘要：本文首先阐述了聚乙烯的生产工艺，接着分析了聚乙烯的分类，最后对聚乙烯产品的应用进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：聚乙烯；生产；工艺技术
引言：
聚乙烯是高分子材料中产量较高的产品，近年来全球年产量约100Mt，其中，高密度聚乙烯（HDPE）所占比例超过40%，线型低密度聚乙烯（LLDPE）所占比例超过30%，低密度聚乙烯（LDPE）所占比例超过20%。目前全球聚乙烯产能稳步增长，预计2022年全球产能将达到130Mt以上。目前，我国聚乙烯行业仍处于严重供不应求的状态。如2019年国内聚乙烯产能为17.93Mt，但1～11月的聚乙烯进口量高达10.38Mt，对外依存度约为38%。造成市场供不应求的原因为：首先，我国聚乙烯产能尚无法满足实际需求；其次，国内主要生产聚乙烯通用牌号，但在高端专用牌号方面仍依赖进口。不同聚乙烯品种通常采用的生产工艺不同，HDPE和LLDPE均采用低压聚乙烯工艺生产，聚合压力通常低于6MPa；而LDPE采用高压聚乙烯工艺生产，聚合压力通常高于200MPa。
1聚乙烯的生产工艺
目前，世界上聚乙烯的生产工艺技术很多。按聚合压力大小可分为：高压法、低压法、中压法三种。第一，高压法用来生产低密度聚乙烯，这种聚合方法是世界上最早开发生产聚乙烯的。但是随着生产工艺和催化剂技术的发展，其增长速度大大落后于低压法。高压法可分成高压管式法和高压釜式法两种。高压管式法主流代表有：LupotechT、SABIC公司的CTR、ExxonMobil工艺。高压釜式法代表有：Enichem釜式法、ExxonMobil釜式法、ICI高压釜式、LupotechA釜式法。第二，低压法就其聚合实施方法来说有：淤浆法、溶液法、气相法。淤浆法主要用于生产高密度聚乙烯。淤浆法按反应器不同可分为环管淤浆法和釜式淤浆法。环管淤浆法的主要代表有：ChevronPhillips工艺、Borealis公司的Borstar、Ineos公司的InnoveneS。而釜式淤浆法的主要代表有：LyondellBasell公司的Hostalen工艺、三井化学的CX、Equistar-Maruzen等。溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯，还可通过加共聚单体，生产中、低密度聚乙烯（线型低密度聚乙烯）。溶液法的主要代表有：Dow化学的Dowlex、SABIC公司的Compact工艺、NOVA的Sclairtech工艺。气相法的主要代表有：Unipol、BP公司InnoveneG、Spherilene、Evolue、中国石化SGPE。近年来，各种聚乙烯低压法工艺发展迅速。第三，中压法仅菲利浦公司至今仍在采用，生产的主要是高密度聚乙烯。
2聚乙烯的分类
2.1高密度聚乙烯
密度（0.940～0.976）g/cm3。是在齐格勒催化剂或铬催化剂作用、低压条件下聚合而成高结晶度、非极性的热塑性树脂，外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。
2.2低密度聚乙烯
密度（0.910～0.940）g/cm3。是在（100～300）MPa的高压下，用氧或者有机过氧化物为催化剂聚合而成，半透明，其结晶度较低。
2.3线性低密度聚乙烯
密度（0.915～0.935）g/cm3。是乙烯与少量高级α-烯烃（如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1等）在催化剂作用下，经低压聚合而成的一种半透明共聚合物；分子结构以线性主链为特征。随着聚乙烯技术的发展，产品精细化高端化的要求，应用领域的深入；聚乙烯除了以上三大类常用的外，还开发生产出超低密度聚乙烯（VLDPE）中密度聚乙烯（MDPE）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、改性聚乙烯等。
3聚乙烯产品的应用
3.1高密度聚乙烯
高密度聚乙烯主要应用于薄膜、注塑制品、吹塑、管材、单丝和编织等领域。薄膜集中在：购物袋、方便袋、服装袋、垃圾袋、餐馆用一次性手套等塑料袋。注塑制品主要用于：托盘、日用制品及瓶盖。吹塑主要用于：工业用桶、医药瓶、化妆品瓶、IBC桶和机油桶等方面。管材用于：市政和建筑给排水、燃气、供热采暖、家用节水灌溉等领域。单丝用于：制作丝绳、网、渔网、纱窗、篷布等方面。优点是具有优异的耐化学腐蚀性和耐强氧化剂（浓硝酸）、酸碱盐和有机溶剂（四氯化碳）的溶解性。具有不吸湿、防水蒸汽性能好、防潮防渗等特点。缺点是低密度聚乙烯的耐老化性能和环境应力开裂性能不如低密度聚乙烯好，而热氧化会降低低密度聚乙烯的性能，因此高密度聚乙烯添加了抗氧化剂和紫外线吸收剂来改善这些性能。
3.2低密度聚乙烯
低密度聚乙烯主要应用于膜料、吹注塑料、电缆料、涂覆料、发泡料等。膜料：包括农用塑料薄膜（如棚子塑料薄膜及地膜）、重质袋包装膜、货物运输薄膜、收缩薄膜、食品包装膜、高透明薄膜、化学品包装膜、医疗薄膜、建筑薄膜、垃圾袋薄膜、多层复合薄膜等。吹塑产品：如瓶子、罐、桶、盆子、大型工业中的储槽及电缆护套等。注塑产品：鲜花等。电缆料：线及电缆、电缆包皮、绝缘、交联材料以及电缆护套等。其具有良好的柔韧性、延展性、透明性、耐寒性和可加工性，良好的化学稳定性、耐酸、耐碱、耐盐水溶液，良好的电绝缘和透气性，吸水率低。性质柔软，具有良好的延伸性、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性（- 70 ℃）。缺点是其机械强度、水分、气体和耐溶剂性差。机械强度低于高密度聚乙烯，防渗系数、耐热性和抗日光老化，在日光或高温下，容易老化分解和变色，导致性能下降。
3.3线性低密度聚乙烯
线性低密度聚乙烯主要应用于薄膜、注滚塑、片材、电缆制品等领域。薄膜应用于饮料包装、速冻食品包装、蒸煮食品包装、快餐食品包装等食品包装，医药和化工等领域包装，农业大棚农膜等。注塑用于生产废物箱、玩具和冷藏器具等。滚塑用于生产儿童爬梯、滚塑废料容器、燃料箱和化学品槽罐等。片材用作废渣填埋和废物池衬垫。所述片材用作废渣填埋场和废水池衬垫。具有韧性好、耐热、耐寒、耐环境应力开裂、耐撕裂、耐酸、耐碱、耐有机溶剂等优点。硬度、拉伸强度、硬度等机械强度均高于低密度聚乙烯，但低于高密度聚乙烯。缺点是机械性能差、通风性能差、易变形、易老化、易脆化。低密度聚乙烯具有良好的酸、碱、盐溶液特性，并具有良好的伸长率、电绝缘性、化学稳定性、加工性能和耐低温性，尤其是低温包装和电缆材料应用更为广泛。而HDPE和LLDPE在强酸、强碱、强氧化剂和有机溶剂的介质环境中材质性能可以得到很好的发挥和利用。HDPE、LDPE、LLDPE三种材料具有各种优良的性能使其得到极为广泛的应用。
结束语
聚乙烯的生产工艺技术较多。聚乙烯树脂的结构决定着其性能，性能决定着其用途。随着社会经济的发展和现代工业化、信息化、城市化、农业现代化的深入推进，居民消费结构的不断升级和生活水平的提高，聚乙烯得到广泛的应用；促进着聚乙烯生产工艺、催化剂、产品性能检测方法等技术的不断创新发展。
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