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HDPE、LDPE及LLDPE樹脂材料性能比較

本文通過HDPE、LDPE及LLDPE三種樹脂的材料的生產(chǎn)原料、分子結(jié)構(gòu)、密度、結(jié)晶度、軟化點、耐腐蝕性、溫域、機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、抗環(huán)境應(yīng)力開裂（見表1）及工業(yè)生產(chǎn)原理、工藝及添加劑來分析三種材料的工程應(yīng)用范圍和各自的應(yīng)用的特點和適用工程范圍。

聚乙烯(Polyethylene)是五大合成樹脂之一，是我國合成樹脂中產(chǎn)能最大、進(jìn)口量最多的品種。目前，我國已是世界上最大的聚乙烯進(jìn)口國和第二大消費(fèi)國。聚乙烯是有乙烯單體聚合而成的，聚乙烯塑料是以聚乙烯樹脂為基材，添加少量抗氧化劑、滑爽劑等助劑后制成的塑料產(chǎn)品。聚乙烯主要分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)三大類。

1 高密度聚乙烯，英文名稱為“High Density Polyethylene”，簡稱為“HDPE”。

HDPE無毒、無味、無臭，密度為0.940～0.976g/cm3，它是在在齊格勒催化劑催化下，在低壓條件下聚合的產(chǎn)物，所以高密度聚乙烯亦成為低壓聚乙烯。
HDPE是一種由乙烯共聚生成結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態(tài)HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。其具有優(yōu)良的耐大多數(shù)生活和工業(yè)用化學(xué)品的特性，它能抗強(qiáng)氧化劑（濃硝酸）、酸堿鹽以及有機(jī)溶劑（四氯化碳）的腐蝕和溶解。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于防潮防滲用途。
不足之處是其耐老化性能和環(huán)境應(yīng)力開裂性不如LDPE，特別是熱氧化作用會使其性能降低，所以高密度聚乙烯在制成塑料卷材時添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來改善其不足之處。

2 低密度聚乙烯，英文名稱為“Low density polyethylene”，簡稱為“LDPE”。

LDPE無毒、無味、無臭，密度為0.910～0.940g/cm3，它是在100～300MPa的高壓下，用氧或者有機(jī)過氧化物為催化劑聚合而成，也成高壓聚乙烯。
低密度聚乙烯在聚乙烯樹脂中是質(zhì)量最輕的品種。與高密度聚乙烯相比，其結(jié)晶度（55%～65%）和軟化點（90～100℃）較低；有良好的柔軟性、延伸性、透明性、耐寒性和加工性；其化學(xué)穩(wěn)定性較好，可耐酸、堿和鹽類水溶液；有良好的電絕緣性和透氣性；吸水性低；易燃燒。性質(zhì)較柔軟，具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性（可耐-70℃）。
不足之處是其機(jī)械強(qiáng)度、隔濕性、隔氣性和耐溶劑性較差。分子結(jié)構(gòu)不夠規(guī)整，結(jié)晶度（55%-65%）低，結(jié)晶熔點（108-126℃）也較低。其力學(xué)強(qiáng)度低于高密度聚乙烯，防滲系數(shù)、耐熱性和抗日光老化性差，在日光或高溫下易老化分解而變色，導(dǎo)致性能下降，所以低密度聚乙烯在制成塑料卷材時添加了抗氧化劑和紫外線吸收劑來改善其不足之處。

3 線性低密度聚乙烯，英文名稱“Linear Low density polyethylene”，簡稱為“LLDPE”。

LLDPE無毒、無味、無臭，密度處于0.915～0.935g/cm3之間,是乙烯與少量高級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，常規(guī)LLDPE的分子結(jié)構(gòu)以其線性主鏈為特征，只有少量或沒有長支鏈，但包含一些短支鏈。沒有長支鏈?zhǔn)咕酆衔锏慕Y(jié)晶性較高。
LLDPE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，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。
綜上分析，上述三種材料在不同防滲工程類型中擔(dān)當(dāng)著各自重要的任務(wù)。HDPE、LDPE及LLDPE三種材料都具有很好的絕緣和防潮、防滲性能，無毒、無味、無臭的性能使其在農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、人工湖、水庫、河道上的應(yīng)用也極其的廣泛，并得到中國農(nóng)業(yè)部漁業(yè)局、上海水產(chǎn)科學(xué)研究院、漁業(yè)機(jī)械儀器研究所的大力推廣及普及應(yīng)用。
在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和有機(jī)溶劑的介質(zhì)環(huán)境中，HDPE和LLDPE的材質(zhì)性能可以得到很好的發(fā)揮和利用，尤其是HDPE在抗強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化性能和抗有機(jī)溶劑的特性方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他兩種材料，所以HDPE防滲防腐卷材在化工、環(huán)保行業(yè)得到了充分的利用。
而低密度聚乙烯也擁有很好的耐酸、堿、鹽溶液的特性，并且具有良好的延伸性、電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、加工性能和耐低溫性。所以在農(nóng)業(yè)、蓄水養(yǎng)殖、包裝，特別是低溫包裝和電纜材料上應(yīng)用較為廣泛。

表1 HDPE LDPE及LLDPE材料新能比較