通常我們所說的聚乙烯，其實一大類乙烯均聚物及共聚物的總稱。那么聚乙烯是什么材料？聚乙烯有那些分類呢？今天咱們就來聊一聊。

聚乙烯是什么材料？

聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。

聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達-100~-70°C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。

聚乙烯不存在惰性材料，除了強氧化劑的量小，腐蝕到許多耐化學(xué)品的，并且容易滋生。已知的鋼，鑄鐵管被塑料管代替不僅由于塑料管比其用水量。能耗低壽命，重量輕，流阻小，快速和容易安裝，成本低，壽命長。

具有較低保溫功能等，同時也由于塑料管的腐蝕，和優(yōu)異的易滋生的微生物鋼和鑄鐵管等性能。聚乙烯管材超過50年的壽命，它已被認(rèn)為不僅是多項國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進標(biāo)準(zhǔn)，并在實踐中已經(jīng)被證明。

聚乙烯膨脹的另一個原因是聚氯乙烯正承受著越來越大的保護環(huán)境的壓力。 首先是聚氯乙烯本身的衛(wèi)生性能問題，眾所周知，在正式和嚴(yán)格控制下生產(chǎn)的聚氯乙烯可以是衛(wèi)生的，允許用于飲用水。

然而，有人擔(dān)心，在管制松懈的地方可能會出現(xiàn)問題，例如，聚氯乙烯樹脂中含有氯乙烯單體，以及在配制供水聚氯乙烯時濫用有毒添加劑。 濫用聚氯乙烯及配件以排水至供水喉管及配件。

第二個問題是PVC管道的循環(huán)利用：PVC和聚乙烯一樣，都是熱塑性的，理論上可以使用。但各國證明，舊塑料制品回收的比例有限，主要處理方式是焚燒回收能源，PVC因為氯，焚燒時控制不好可能產(chǎn)生有害物質(zhì)，聚乙烯只含有氫氣、燃燒水和二氧化碳。

聚乙烯發(fā)展史

聚乙烯乃1922年由英國ICI合成，1939年開始工業(yè)生產(chǎn)，在美國正式工業(yè)性生產(chǎn)，大戰(zhàn)中為重要的雷達用絕緣材料和軍需用品，戰(zhàn)后，日本三井石油化學(xué)、住友化學(xué)（1958年）開始正式生產(chǎn)，1975年14年廠年產(chǎn)140.7萬噸，僅次于美國。

1933年，英國卜內(nèi)門化學(xué)工業(yè)公司發(fā)現(xiàn)乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工業(yè)化，通稱為高壓法。1953年聯(lián)邦德國K.齊格勒發(fā)現(xiàn)以TiCl4-Al(C2H5)3為催化劑，乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯(lián)邦德國赫斯特公司于1955年投入工業(yè)化生產(chǎn)，通稱為低壓法聚乙烯。

50年代初期，美國菲利浦石油公司發(fā)現(xiàn)以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑，乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。60年代，加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α-烯烴用溶液法制成低密度聚乙烯。

1977年，美國聯(lián)合碳化物公司和陶氏化學(xué)公司先后采用低壓法制成低密度聚乙烯，稱作線型低密度聚乙烯，其中以聯(lián)合碳化物公司的氣相法最為重要。線型低密度聚乙烯性能與低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生產(chǎn)中能量消耗低，因此發(fā)展極為迅速，成為最令人注目的新合成樹脂之一。

聚乙烯結(jié)構(gòu)式系為聚烯烴的第一代催化劑，催化效率較低，每克鈦約得數(shù)千克聚乙烯。1963年比利時索爾維公司首創(chuàng)以鎂化合物為載體的第二代催化劑，催化效率達每克鈦得數(shù)萬至數(shù)十萬克聚乙烯。

采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘渣的后處理工序。以后又發(fā)展了氣相法高效催化劑。1975年，意大利蒙特愛迪生集團公司研制成可省去造粒而直接生產(chǎn)球狀聚乙烯的催化劑，被稱作第三代催化劑，是高密度聚乙烯生產(chǎn)的又一變革。

聚乙烯是結(jié)晶熱塑性樹脂。它們的化學(xué)結(jié)構(gòu)、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依賴于使用的聚合方法。聚合方法決定了支鏈的類型和支鏈度。結(jié)晶度取決件分子鏈的規(guī)整程度與其所經(jīng)歷的熱歷史。

聚乙烯的分類

根據(jù)分子結(jié)構(gòu)和密度的區(qū)別，聚乙烯大體分為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯以及線性低密度聚乙烯三種。雖然乙烯塑性體和彈性體也在大的聚乙烯范疇內(nèi)，但因為它們的性質(zhì)與常見的聚乙烯樹脂相差甚遠(yuǎn)，大部分時候都會單獨討論。

低密度聚乙烯

• 低密度聚乙烯，英文縮寫LDPE，是最早商業(yè)化生產(chǎn)的聚乙烯品種。在上世紀(jì)30年代，最先由ICI商業(yè)化生產(chǎn)。低密度聚乙烯是乙烯單體在極高的壓力下通過自由基聚合反應(yīng)合成的均聚物。由于反應(yīng)器內(nèi)的壓力很大。
• 所以國內(nèi)也稱其為“高壓聚乙烯”，雖然只有乙烯這一種單體，但由于反應(yīng)條件劇烈，低密度聚乙烯分子具有高度支化的結(jié)構(gòu)。大量的長支鏈結(jié)構(gòu)使得它具有非常好的擠出性能和熔體強度。
• 同樣受制于劇烈的反應(yīng)過程，反應(yīng)中可以控制的條件少，所以低密度聚乙烯的密度范圍很窄。常見的低密度聚乙烯密度大都在0.915~0.930之間。大部分低密度聚乙烯的熔點在105度左右。

高密度聚乙烯

• 高密度聚乙烯，英文縮寫HDPE，是第一種利用催化劑合成的聚乙烯品種。第一次商業(yè)化生產(chǎn)是在50年代。由于催化劑的引入，使得反應(yīng)條件不在那么苛刻。聚合反應(yīng)可以在較低的壓力下進行，所以國內(nèi)也稱其為“低壓聚乙烯”。
• 同樣由于催化劑的作用，聚合過程可以溫和有序地進行。從而得到規(guī)整的單鏈結(jié)構(gòu)，沒有任何長支鏈。在聚合過程中，只加入極少的共聚單體（丁烯或者己烯），甚至不加共聚單體，因此高密度聚乙烯的分子上只有極少的短支鏈結(jié)構(gòu)。
• 這使得它具有很高的結(jié)晶度，也就有較高的密度?，F(xiàn)在一般把密度超過0.940的聚乙烯都稱為高密度聚乙烯。當(dāng)然，典型的高密度聚乙烯大都有0.950或者更高的密度，熔點也都在130度以上。高結(jié)晶度給高密度聚乙烯帶來了很好的挺度以及水汽阻隔性，但也使其透明度和光澤度大幅下降。

線性低密度聚乙烯

• 隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展，在70年代利用齊格勒-納塔催化劑成功開發(fā)線性低密度聚乙烯（LLDPE）。顧名思義，線性低密度聚乙烯的特點是具有線性單鏈結(jié)構(gòu)的同時，有較低的密度。最常見的線性低密度聚乙烯的密度在0.920附近。
• 但實際上，可以通過控制聚合中共聚單體的含量，對線性低密度聚乙烯的密度進行很好的調(diào)控。理論上0.855到0.960之間的任何密度都可以生產(chǎn)。不過常見的規(guī)格都在0.915到0.940之間。
• 由于共聚單體的不同，線性低密度聚乙烯又可以分為四碳線性（丁烯共聚），六碳線性（己烯共聚）和八碳線性（辛烯共聚）。一般來說，共聚單體越大，物理性能越好。但目前國產(chǎn)線性絕大多數(shù)都仍然只是四碳線性。六碳和八碳線性主要仍然依靠進口。

線性低密度聚乙烯

• 隨著聚合工藝技術(shù)的發(fā)展，在70年代利用齊格勒-納塔催化劑成功開發(fā)線性低密度聚乙烯（LLDPE）。顧名思義，線性低密度聚乙烯的特點是具有線性單鏈結(jié)構(gòu)的同時，有較低的密度。最常見的線性低密度聚乙烯的密度在0.920附近。
• 但實際上，可以通過控制聚合中共聚單體的含量，對線性低密度聚乙烯的密度進行很好的調(diào)控。理論上0.855到0.960之間的任何密度都可以生產(chǎn)。不過常見的規(guī)格都在0.915到0.940之間。
• 由于共聚單體的不同，線性低密度聚乙烯又可以分為四碳線性（丁烯共聚），六碳線性（己烯共聚）和八碳線性（辛烯共聚）。一般來說，共聚單體越大，物理性能越好。但目前國產(chǎn)線性絕大多數(shù)都仍然只是四碳線性。六碳和八碳線性主要仍然依靠進口。