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一、高密度聚乙烯基本性質(zhì)
高密度聚乙烯(HDPE)也叫低壓聚乙烯，是在較低的壓力下，0.3-10兆帕壓力時，將乙烯單體進行聚合。若采用齊格勒一納塔催化體系，則用壓力偏低，常壓或0.3~0.4兆帕，若用金屬絡(luò)合物、金屬氧化物，如氧化相、則壓力常在10兆帕以下。
HDPE要求乙烯單體濃度也在99.95%，按離子聚合反應(yīng)歷程，工業(yè)上用溶液聚合法，調(diào)節(jié)劑采用氫，溶劉用汽油、反應(yīng)溫度一般在50-70℃。
低壓聚乙烯還可以再細分成中壓聚乙烯和低壓聚乙烯，一般中壓法生產(chǎn)較少。
HDPF生產(chǎn)時由于采用了新的高效催化劑之后，這樣就簡化或省去了脫去催化劑殘渣的工序，使投資費用大大降低，進一步完善了溶液聚合法，另外還有懸浮聚合法、氣相聚合法。
HDPE生產(chǎn)時的設(shè)備要求低，容易投產(chǎn)，催化劑的效率較高但缺點是催化劑不易制造，不易保存，后處理工序較多，這些正逐漸得以改善。
HDPE的平均分子量較高，支鏈短而且少，因此密度較高，為0.92-0.905克/立方厘米，結(jié)晶度也比較大80-95%,強度也大。
LDPE與HDPE的性質(zhì)對比如表1所示：
二、高密度聚乙烯應(yīng)用舉例
由于HDPE的出現(xiàn)，大大開拓了聚乙烯的用途，不僅用于薄膜和包裝，還用于中空吹塑和注塑容器、魚網(wǎng)絲，管材、機械零件、代木產(chǎn)品，如塑料周轉(zhuǎn)箱、瓦楞箱等。最近又開發(fā)了許多新產(chǎn)品，如HDPE微薄薄膜、單向拉伸薄膜,交叉復(fù)合薄膜、大塑中空容器、編織袋、網(wǎng)眼袋、背心袋、波紋管、纏繞管，煤氣管、輸油管護套管等。
例如微薄薄膜可用于類似紙包裝膜、各種規(guī)格包裝袋、工業(yè)用內(nèi)襯袋及超薄地膜等。
單向拉伸膜，也有叫HDPE扭結(jié)薄膜，代替玻璃紙用于糖果包裝。
交叉復(fù)合薄膜，即垂直正交復(fù)合重包裝膜，是采用管膜HDPE，切開單向拉伸、再正反面復(fù)合，這種薄膜縱、橫向強度都較高，可用于重包裝袋，其中間層為乙烯一醋酸乙烯 (即EVA)粘合層。
其他還有各種水果、.蔬菜保鮮膜、農(nóng)用耐老化膜、彩色膜、光降解膜、生物降解膜，無滴膜等。
HDPE用于管材方面有上水管、輸送熱水管、煤氣管、油田輸油管、航道輸泥管、抗沖礦用管、抗靜電礦用管、雙抗(指既抗沖擊又抗靜電)礦用管、雙壁管(指外管是一種波紋管，內(nèi)管是平滑管，兩種結(jié)構(gòu)相組合的管材)、纏澆管(指用兩種塑料材質(zhì)進行復(fù)合纏繞而成，這種管可用于排污管、通風管)。
HDPE還用于各種周轉(zhuǎn)箱、瓦楞箱、大型托盤、雞旦旦架、HDPE熱熔襯布、各種編織袋、網(wǎng)眼袋、交叉網(wǎng)塑料無紡布、復(fù)合班料水泥袋、漁網(wǎng)絲(代替尼龍絲)大、中、小型中空容器、工業(yè)零部件等。
下面具體說明HDPE成型加工時的往意要點。
1、 HDPE薄膜加工技術(shù)分析
從薄膜的機械強度、透氣率、抗溶劑滲透性等方面要求肴，HDPE的分子量越大越好，但是由于分子量高，熔休表觀粘度大，流動性差，造成擠出產(chǎn)量明顯下降。
例如在同樣擠出機、同樣配方、同樣擠出工藝參數(shù)條件下，不同分子量的HDPE，可用熔融指數(shù)表示，熔觸指數(shù)越低，則分子量越大，如熔融指數(shù)分別為0.05克/10分鐘與0.6克/10分鐘兩種HDPE，則擠出產(chǎn)量分別為6公斤/小時及8公斤/小時。
此外HDPE膜在加工時還受冷凝線高度、加工溫度、牽伸比、吹脹比、口模尺寸等工藝參數(shù)的影響。
2.、HDPE化肥包裝袋的生產(chǎn)
一般來說，普通級分子量的HDPE不易滿足內(nèi)襯袋所需
樹脂的要求，最好采用超高分子量級的HDPE，如選擇熔融指教為0.046、 0.053這種HDPE為好。
吹膜設(shè)備參數(shù)：螺桿直徑50毫米，長徑比25-30，壓縮比1.3，模頭口徑75毫米，?？陂g隙1.2毫米，模芯為螺旋型，擠出功率為15千瓦，最大擠出量45公斤/小時。
吹膜工藝參數(shù)：吹脹比8.5-13,螺桿轉(zhuǎn)速12-120轉(zhuǎn)/分，牽引速度12-70米/分，成型恤度200-230℃,冷凝線高度460-600毫米，卷繞速度15-65米/分，制袋焊接溫度200-240℃。內(nèi)襯膜厚度為0.025-0.04磨米，比用LDPE膜厚度減小一半，另外HDPE膜的開口性能也好。
3、HDPE硬管的生產(chǎn)
硬管要求HDPE的分子量較大，熔融指數(shù)小于1，最好在0.5左右。工藝溫度：機身一區(qū)170℃，二區(qū)180℃，三區(qū)190℃,四區(qū)200℃,模具分流梭處210℃，口模200℃。
擠出機螺桿直徑90毫米，長徑比20：1,螺桿轉(zhuǎn)速24-72轉(zhuǎn)/分，口模直徑112毫米或88毫米，牽引速度15-20米/小時，牽引為夾輥式無級調(diào)速。
硬管口徑不同，加工溫度也有所差異，如生產(chǎn)直徑為32，毫米農(nóng)用打井管和生產(chǎn)直徑為90毫米的農(nóng)用輸水管，則擠出機機筒三區(qū)溫度分別為:190-220-230℃,和180-190-200℃,也與設(shè)備型號、管璧厚度等有關(guān)。
4、HDPE泡沫塑料
HDPE泡沫塑料在擾抗張模量、撓曲模量、拉伸強度、斷裂伸長率等方面要優(yōu)于LDPE泡沫，從價格上低于聚氮酯泡沫，因此HDPE泡沫常用于城市集中采暖系統(tǒng)熱水管的保溫、空調(diào)設(shè)備的保溫、包裝材料，在鑄造工業(yè)中，用以代替木棋型，在電纜工業(yè)中，低發(fā)泡HDPE可作海底同抽電纜的護套、通訊電級的絕緣層;還可作為導(dǎo)電泡沫材料，用在電磁屏蔽中，還開發(fā)高吸水性泡沫材料，增大膨脹率，用作土壤調(diào)節(jié)劑;還可作為高速公路和建筑用嵌縫材料。
HDPE泡沫塑料作為絕熱保溫材料時，一般要求樹脂的密度大于0.935克/立方厘米，密度小時，制品的強度差。樹脂的熔融指數(shù)要小于30克/10分鐘，樹脂的熔點應(yīng)大于117℃為好。這樣得到的泡沫制品，其泡孔直徑為0.03-3毫米，表觀比重為0.0067-0.012;比抗張強度150公斤/平方厘米，壓縮25%時的回復(fù)率大于80%，加熱時收編率小于50%。
有時為改善HDPE泡沫的成型性能，可添加一些助劑來改性。例如加入0.1-8份分子量為1700的氧化乙烯一氧化丙烯嵌段共聚物，作為發(fā)泡阻緩劑來調(diào)整反應(yīng)速度。
有時添加0.005一3份粘土、滑石粉、二氧化硅、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅等作為泡沫調(diào)節(jié)劑。
有時添加云母、碳酸鹽、碳酸氫盆作為泡沫成核劑。
5、HDPE食品周轉(zhuǎn)箱
生產(chǎn)食品周轉(zhuǎn)箱有時加1%的色母料。注射機料筒溫度170-210℃，噴嘴溫度80℃,模具溫度50-60 ℃，注射壓力40兆帕，注塑保壓時間30秒、塑化時間110秒、成型周期150秒、螺桿轉(zhuǎn)速32轉(zhuǎn)/分，箱重2.7公斤。
塑料啤酒箱生產(chǎn)工藝與上述相近，只是料筒溫度稍高些如200-220℃,噴嘴溫度也高些為100℃。
一般選用注塑級HDPE應(yīng)盡量選用密度較高的、分子量分布較窄的，熔融指數(shù)多在4-8克/10分鐘之間。
6.、HDPE在多次成型加工中的穩(wěn)定性分析
通過試驗研究表明，在正常的加工條件下，HDPE可以經(jīng)受多次熱和機械的作用，說明HDPE是一種比較穩(wěn)定的材料，這無疑對HDPE的回收利用有一定的積極意義。
擠出時的工藝條件為：三段溫度分別為:140-150℃,160-180℃, 180-200℃，機頭沮度160-180℃，螺桿轉(zhuǎn)速30-50轉(zhuǎn)/分。注射時工藝條件:溫度分別為180-200℃,160-180℃, 140℃，注射壓力70兆帕，注射時間5一8秒、保壓時間5一6秒、冷卻時間7-10秒。
例如在反復(fù)便用6-10次過程中，隨著加工次教增加熔融指數(shù)下降，由原來的1左右降到0.6左右，繼續(xù)增加加工次數(shù)，熔融指數(shù)又交化不大，不影響住射過程。
由紅外先譜分析，在熱、氧和機械剪切作用下，HDPE沒有出現(xiàn)明顯的降解反應(yīng)。又從分子量大小及分子量分布看，也沒有明顯的變化。
從材料的強度和斷裂伸長率看，空化也不是太大，在這一點上和聚丙烯塑料差別談大。又從HDPE的結(jié)構(gòu)上看也無大變化，沒有發(fā)現(xiàn)交聯(lián)現(xiàn)象。
因此一般來說，HDPE可以反復(fù)加工10次基本上不損壞其性能。這樣又廢料回收具有明顯的經(jīng)擠效益。
