聚乙烯有哪些性能
一般特性
聚乙烯樹脂為無毒、無味的白色粉末或顆粒,外觀呈乳白色,有似蠟的手感,吸水率低,小于0.01%。聚乙烯膜透明,并隨結晶度的提高而降低。聚乙烯膜的透水率低但透氣性較大,不適于保鮮包裝而適于防潮包裝。易燃、氧指數為17.4,燃燒時低煙,有少量熔融落滴,火焰上黃下藍,有石蠟氣味。聚乙烯的耐水性較好。制品表面無極性,難以粘合和印刷,經表面處理有所改善。支鏈多其耐光降解和耐氧化能力差。
其分子量在1萬~10萬范圍內。分子量超過10萬的則為超高分子量聚乙烯。分子量越高,其物理力學性能越好,越接近工程材料的要求水平。但分子量越高,其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點為100~130℃其耐低溫性能優良。在-60℃下仍可保持良好的力學性能,但使用溫度在80~110℃。
常溫下不溶于任何已知溶劑中,70℃以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶劑中。
化學特性
聚乙烯化學穩定性較好,室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀等溶液。但不耐強氧化的腐蝕,如發煙硫酸、濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液。在室溫下上述溶劑會對聚乙烯產生緩慢的侵蝕作用,而在90~100℃下,濃硫酸和濃硝酸會快速地侵蝕聚乙烯,使其破壞或分解。聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外線作用下容易發生降解,炭黑對聚乙烯有優異的光屏蔽作用。受輻射后可發生交聯、斷鏈、形成不飽和基團等反應。
力學特性
聚乙烯的力學性能一般,拉伸強度較低,抗蠕變性不好,耐沖擊性好。沖擊強度LDPE>LLDPE>HDPE,其他力學性能LDPE結晶度和相對分子質量的影響,隨著這幾項指標的提高,其力學性能增大。耐環境應力開裂性不好,但當相對分子質量增加時,有所改善。耐穿刺性好,其中LLDPE最好。
熱學特性
聚乙烯的耐熱性不高,隨相對分子質量和結晶度的提高有所改善。耐低溫性能好,脆性溫度一般可達-50℃以下;并隨相對分子質量的增大,最低可達-140℃。聚乙烯的線膨脹系數大,最高可達(20~24)×10-5/K。熱導率較高。
電學特性
因聚乙烯無極性,所以具有介電損耗低、介電強度大的電性能優異,即可以做調頻絕緣材料、耐電暈性塑料,又可以做高壓絕緣材料。
環境特性
聚乙烯屬于烷烴惰性聚合物,具有良好的化學穩定性。在常溫下耐酸、堿、鹽類水溶液的腐蝕,但不耐強氧化劑如發煙硫酸、濃硝酸和鉻酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶劑,但與脂肪烴、芳香烴、鹵代烴等長期接觸會溶脹或龜裂。溫度超過60℃后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松節油、礦物油及石蠟中;溫度高于100℃,可溶于四氫化萘。
由于聚乙烯分子中含有少量雙鍵和醚鍵,日曬、雨淋都會引起老化,需要加入抗氧劑和光穩定劑改善。加工特性
因LDPE、HDPE的流動性好,加工溫度低,粘度大小適中,分解溫度低,在惰性氣體中高溫度300℃不分解,所以是一種加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高,需要增加電機功率20%~30%;易發生熔體破裂,需增加口模間隙和加入加工助劑;加工溫度稍高,可達200~215℃。聚乙烯的吸水率低,加工前不需要干燥處理。
聚乙烯熔體屬于非牛頓流體,粘度隨溫度的變化波動較小,而剪切速率的增加下降快,并呈線性關系,其中以LLDPE的下降最慢。
聚乙烯制品在冷卻過程中容易結晶,因此,在加工過程中應注意模溫。以控制制品的結晶度,使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收縮率大,在設計模具時一定要考慮。