有很多种,通常按工业化出现的年代来分有1939年工业化的{dy}代聚乙烯,即:高压法聚乙烯(低密度聚乙烯)、1953年工业化的第二代聚乙烯,即:低压法聚乙烯(高密度聚乙烯)、1977年工业化的第三代聚乙烯,即:线性低密度聚乙烯(LLDPE)、1984年工业化的第四代聚乙烯,超低密度聚乙烯(VLDPE),以及1958年工业化的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)和20世纪90年代出现的茂金属聚乙烯(MPE)。严格说来上述聚乙烯在生产过程中,有的添加了少量的4碳或8碳的α烯烃作为共聚单体,但由于α烯烃量很少,所以还保持了聚乙烯的不少特性。
(一)低密度聚乙烯(LDPE)
LDPE的特性是:(1)LDPE是密度为0.91~0.925g/cm3的白色蜡状颗粒状固体,无味无嗅xx;(2)LDPE是典型的结晶型聚合物,结晶度为55%~65%,熔点为105~126℃;(3)LDPE是非极性材料,易带静电,表面能低,因而在印刷、复合前应进行电晕处理,以提高表面能,加工过程中,应注意防静电,避免静电积累影响制品质量或电火花放电,引起火灾;(4)LDPE透明性优良,热封性优良,可广泛用于透明低温冷冻包装制品的生产;(5)LDPE阻湿性优良,是制作干燥或需要良好防潮物品包装的优质原料。但LDPE阻气性大,易透过各类气体;(6)LDPE虽有一定的耐油脂性,但其耐油脂性和耐有机溶剂性不如聚丙烯,因此,当厚度小时,不适宜长期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE时,{zh0}厚度应超过50mm;(7)LDPE具有易燃性,燃烧时,火焰无烟无色,且有烧滴现象并有蜡烛气,是鉴别的一个特点。
LDPE挤出吹膜时应选择熔融指数(MI)为2~6g/10min的吹膜级粒子,不仅有良好开口性,还有良好热封性。均化段温度在150~180℃,吹胀比2~3。牵引比应与吹胀比平衡。挤吹或注吹中空容器时,选择MI小于2g/10min的挤吹级或注吹级的LDPE粒子,大于2g/10min的粒子易产生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。挤出流涎LDPE膜时,一般选用8~15g/10min的MI,太高的MI膜强度太低,挤出温度视流涎膜用途而定,如果为热封用,则温度不要超过200℃,如果为复合用,为了提高PE同其它基材的挤复牢度,可提高到300℃甚至更高的温度,但超过315℃以上时,时间不能太长,避免分介加大,性能降低。
(二)中密度聚乙烯(MDPE)
中密度聚乙烯是密度为0.926~0.94g/cm3,与LDPE有相同性能的一种聚乙烯,由于密度的提高,MDPE的结晶度高达70%~80%,而密度和结晶度的提高,则提高了MDPE熔融温度、制品的硬度和强度。MDPE处于LDPE和HDPE之间。应当指出PE也有用压延方法成型成片材和的,但是由于LDPE熔融流动性太好,因此,压延加工都用于PE的填充改性材料中,如:片材用于真空吸塑包装制品时。
(三)高密度聚乙烯(HDPE)
高密度聚乙烯(0.94~0.965g/cm3)的刚性、强韧性、机械强度、耐溶剂性、耐应力开裂性都比LDPE好。由于MI<1g/10mm的HDPE有很高的强度,因此,用于垃圾袋是吹膜级HDPE的重要用途之一,熔点126~136℃,结晶度超过90%。回转成型用HDPE可以选用MI3~20g/10min的粒子或粉末,生产大型高强度的包装容器。注射可以用MI为30~50g/10min的HDPE。HDPE成型温度为180~250℃。HDPE特点是强度很高,透明性差。
(四)线性低密度聚乙烯(LLDPE)
LLDPE除了具有LDPE的一些特性外,它还有以下几个特点:(1)LLDPE具有极好的热封性,虽然LLDPE的熔融温度比LDPE要高5℃左右,但LLDPE的热封性具有良好的似离子性能,即:像离子型聚合物surlyn那样,热封面即使有严重的污染,仍旧有高度的热封强度;热封时温度只要高于起始热封温度就可有高热封强度,而一般的,如:LDPE热封温度愈高,热封强度愈大,因此,如用LLDPE为热封材料,可只需使用较低的热封温度就可达到高度可靠的热封强度,适宜于高速热合机使用;(2)LLDPE的熔融粘度相当地大,是LDPE的10倍,而且LLDPE的熔融粘度对温度不敏感,而对加工应力的敏感性则很强,这就是说LLDPE不能用提高温度的方法来降低粘度,而只能用提高加工的速度,即:提高剪切应力的方法来提高熔融流动性,因此,加工LLDPE的设计是特殊的,主电机的功率往往是LDPE的2倍以上。我们常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料来改善二者的性能,并使之可以在加工LDPE的设备上加工LLDPE。
(五)茂金属聚乙烯(mPE)
mPE同以上的各类PE不一样,它不是用一般的ziegler-Natta催化剂聚合而成的,而是用二茂基氯锆和甲基铝氧化物组成的新型催化剂生成的。特点是具有LLDPE同样的性能,同时也可以用提高温度,或提高剪切力的方法来提高流动性。它在塑料包装上一问世就得到广泛的应用。
(六)超高分子量聚乙烯(UHMWPE)
UHMWPE是分子量超过100万的一种聚乙烯,由于分子量特别高,其熔融流动性几乎为零,不适宜一般设备来加工,而只适宜于采用热压法或者冷压烧结法加工,现在利用其加入其它PE的掺混法用挤出法也可挤出,目前除了使用于包装容器外,还很少作其他用途。
在聚乙烯的配方设计上应注意以下几点:(1)各类聚乙烯及其乙烯共聚物。如:乙烯同醋酸乙烯酯(EVA)、乙烯同乙烯醇的共聚物等均有良好的相容性,因此可以共混改性以改善共混物的性能;(2)同一种产品型式,例如:薄膜,可以用多种生产工艺制造。同一种原料,因生产工艺的不同,制得的产品性能上是会有很大差异的;即使同一种产品同一种原料和生产,使用的工艺参数不同,产品的性能也会有差异,因此,在注意生产配方、工艺外还应注意到生产中的温度,剪切应力,拉伸比等参数;(3)当使用橡胶与塑料共混改性时,{zh0}使用粉末状的橡胶,或者应使用双辊炼胶机充分与塑料混炼,后切粒再生产,否则橡胶不易分散入塑料中,而在使用功能性材料如:填充剂,抗氧剂,抗静电剂等改性时,{zh0}使用母料,以达到更加均匀的添加效果;(4)配方的重要原则是在全面满足制品使用要求的情况下使用价格{zpy},生产方法最简单的工艺。
塑料的改性有化学改性和物理改性,共混配方是一种物理改性,层合(Lamination)也是一种改性。即使是二种xx相容的材料,也应当充分混合均匀才能有良好效果。共混物的性能是二个xx相容的物质的性能同它在共混物中的重量百分数的乘积之和。
基本概念
PE管目前中国的市政市场,塑料管道正在稳步发展,PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地,其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个{zd0}的应用市场。
PE树脂,是由单体乙烯聚合而成,由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同,可得出不同密度的树脂,因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同类型PE管材时,根据其应用条件的不同,选用树脂牌号的不同,同时对挤出机和的要求也有所不同。
国际上把聚乙烯管的材料分为PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五个等级,而用于燃气管和给水管的材料主要是PE80和PE100。我国对聚乙烯管材专用料没有分级,这使得国内聚乙烯燃气管和给水管生产厂家选择原材料比较困难,也给聚乙烯管材的使用带来了不小的隐患。
因此国家标准局在GB/T13663-2000新标准中作了大量的修订,规定了给水管的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度,并且去掉旧标准中的拉伸强度性能,而增加了断裂伸长率(大于350%),即强调基本韧性。
PE给
给水用PE管材是传统的钢铁管材、聚氯文字乙烯饮用水管的换代产品。
给水管必须承受一定的压力,通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂,如HDPE树脂。LDPE树脂的拉伸强度低,耐压差,刚性差,成型加工时尺寸稳定性差,并且连接困难,不适宜作为给水压力管的材料。但由于其卫生指标较高,LDPE特别是LLDPE树脂已成为生产饮用水管的常用材料。LDPE、LLDPE 树脂的熔融粘度小,流动性好,易加工,因而对其熔体指数的选择范围也较宽,通常MI在0.3-3g/10min之间。
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性能优势 一种好的,不仅应具有良好的经济性,而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点,同传统管材相比,HDPE管道系统具有以下一系列优点:
⑴连接可靠:聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接,接头的强度高于管道本体强度。
⑵低温抗冲击性好:聚乙烯的低温脆化温度极低,可在-60-60℃温度范围内安全使用。冬季施工时,因材料抗冲击性好,不会发生管子脆裂。
⑶抗应力开裂性好:HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力,耐环境应力开裂性能也非常突出。
⑷耐化学腐蚀性好:HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀,土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体,因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象;此外它也不会促进藻类、xx或xx生长。
⑸耐老化,使用寿命长:含有2-2.5%的均匀分布的的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年,不会因遭受紫外线辐射而损害。
⑹耐磨性好:HDPE管道与钢管的耐磨性对比试验表明,HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域,同钢管相比,HDPE管道具有更好的耐磨性,这意味着HDPE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。
⑺可挠性好: HDPE管道的柔性使得它容易弯曲,工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物,在许多场合,管道的柔性能够减少用量并降低安装费用。
⑻水流阻力小:HDPE管道具有光滑的内表面,其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力,同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。
⑼搬运方便:HDPE管道比混凝土管道、镀锌管和钢管更轻,它容易搬运和安装,更低的人力和设备需求,意味着工程的安装费用的大大降低。
⑽多种全新的施工方式:HDPE管道具有多种施工,除了可以采用传统的开挖方式进行施工外,还可以采用多种全新的非开挖技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工,这对于一些不允许开挖的场所,是{wy}的选择,因此HDPE管道应用领域更为广泛。
1、柔软性:由于PE-RT较为柔软。故施工时不需要特殊的工具,因此施工成本相对较低. 2、导热性:用于地板采暖的管材需要有好的导热性。PE-RT的导热性能较好,其导热系数为PP-R、PP-B管材的两倍。非常适合采暖使用。 3. 耐高温性:PE-RT耐高温可达到90℃,而PEX只能达到65℃。 4、低温耐热冲击性:PE--RT的耐低温冲击性能比较好。冬季施工时管材不易受到冲击而破裂,增加了施工安排的灵活性。 5、环保性:PE-RT及PP-R可以回收利用,不污染环境。而PEX不能回收会产生二次污染; 6、加工性能稳定性:PEX存在控制交联度和交联均匀度等问题,加工复杂且加工直接影响管材性能。而PE-RT、和PP-R加工简便,管材性能基本上由原料来决定,性能比较稳定。PE-RT是Polyethylene Raised Temperature的简称,它是由乙烯单体和1-辛烯单体共聚而成的,是专门为采暖系统而的中密度乙烯-辛烯共聚物,其具有分子量分布狭窄, 辛烯均匀分布在聚合物主链上的特殊分子结构,它既保留PE原有的卫生性能及加工性能等优点, 又强化了高温耐久性的一种新型管材专用料。用该原料生产的管材主要应用于建筑内的热水/采暖管领域,其耐久性能与建筑物的寿命相同,{zd1}可达50年,同时也具有良好的回收性,附加值极高。
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产品特点 ■ 良好的卫生性能:PE管加工时不添加重金属盐稳定剂,材质xx性,无结垢层,不滋生xx,很好地解决了城市饮用水的二次污染。
■ {zy1}的耐腐蚀性能:除少数强氧化剂外,可耐多种化学介质的侵蚀;无电化学腐蚀。
■ 长久的使用寿命:在额定温度、压力状况下,PE管道可安全使用50年以上。
■ 较好的耐冲击性:PE管韧性好,耐冲击强度高,重物直接压过管道,不会导致管道破烈。
■ 可靠的连接性能:PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体,接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。
■ 良好的施工性能:管道质轻,焊接工艺简单,施工方便,工程综合造价低。
管道的连接:
■ 熔接性:采用专用电热熔焊机将直管与直管、直管与管件连接起来。一般多用于160mm以下管。
■ 热熔对接连接:采用专用的对接焊机管道连接起来,一般多用于160mm以上管。
■ 钢塑连接:可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。
■ 为方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。
如:旋转切刀一切割管材;旋转刮刀--刮除管子表面的氧化皮;爬壁刮刀--刮除大口径管子表面的化皮;断气--实现断气现场操作。 基本概念
PE管目前中国的市政管材市场,塑料管道正在稳步发展,PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地,其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个{zd0}的应用市场。
PE树脂,是由单体乙烯聚合而成,由于在聚合时因压力、温度等聚合反应条件不同,可得出不同密度的树脂,因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同类型时,根据其应用条件的不同,选用牌号的不同,同时对挤出机和模具的要求也有所不同。
国际上把的材料分为PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五个等级,而用于燃气管和给水管的材料主要是PE80和PE100。我国对聚乙烯管材专用料没有分级,这使得国内聚乙烯燃气管和给水管生产厂家选择原材料比较困难,也给聚乙烯管材的使用带来了不小的隐患。
因此国家标准局在GB/T13663-2000新标准中作了大量的修订,规定了给水管的不同级别PE80和PE100对应不同的压力强度,并且去掉旧标准中的拉伸强度性能,而增加了断裂伸长率(大于350%),即强调基本韧性。
PE给水管
给水用PE管材是传统的管材、聚氯文字乙烯饮用水管的换代产品。
给水管必须承受一定的压力,通常要选用分子量大、机械性能较好的PE树脂,如HDPE树脂。LDPE树脂的拉伸强度低,耐压差,刚性差,成型加工时尺寸稳定性差,并且连接困难,不适宜作为给水压力管的材料。但由于其卫生指标较高,LDPE特别是LLDPE树脂已成为生产饮用水管的常用材料。LDPE、LLDPE 树脂的熔融粘度小,流动性好,易加工,因而对其熔体指数的选择范围也较宽,通常MI在0.3-3g/10min之间。
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性能优势
一种好的管道,不仅应具有良好的经济性,而且应具备接口稳定可靠、材料抗冲击、抗开裂、耐老化、耐腐蚀等一系列优点,同传统管材相比,HDPE管道系统具有以下一系列优点:
⑴连接可靠:聚乙烯管道系统之间采用电热熔方式连接,的强度高于管道本体强度。
⑵低温抗冲击性好:聚乙烯的低温脆化温度极低,可在-60-60℃温度范围内安全使用。冬季施工时,因材料抗冲击性好,不会发生管子脆裂。
⑶抗应力开裂性好:HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切强度和优异的抗刮痕能力,耐环境应力开裂性能也非常突出。
⑷耐化学腐蚀性好:HDPE管道可耐多种化学介质的腐蚀,土壤中存在的化学物质不会对管道造成任何降解作用。聚乙烯是电的绝缘体,因此不会发生腐烂、生锈或电化学腐蚀现象;此外它也不会促进藻类、xx或xx生长。
⑸耐老化,使用寿命长:含有2-2.5%的均匀分布的碳黑的聚乙烯管道能够在室外露天存放或使用50年,不会因遭受紫外线辐射而损害。
⑹耐磨性好:HDPE管道与的耐磨性对比试验表明,HDPE管道的耐磨性为钢管的4倍。在泥浆输送领域,同钢管相比,HDPE管道具有更好的耐磨性,这意味着HDPE管道具有更长的使用寿命和更好的经济性。
⑺可挠性好: HDPE管道的柔性使得它容易弯曲,工程上可通过改变管道走向的方式绕过障碍物,在许多场合,管道的柔性能够减少管件用量并降低安装费用。
⑻水流阻力小:HDPE管道具有光滑的内表面,其曼宁系数为0.009。光滑的表现和非粘附特性保证HDPE管道具有较传统管材更高的输送能力,同时也降低了管路的压力损失和输水能耗。
⑼搬运方便:HDPE管道比混凝土管道、和钢管更轻,它容易搬运和安装,更低的人力和设备需求,意味着工程的安装费用的大大降低。
⑽多种全新的施工方式:HDPE管道具有多种施工技术,除了可以采用传统的开挖方式进行施工外,还可以采用多种全新的技术如顶管、定向钻孔、衬管、裂管等方式进行施工,这对于一些不允许开挖的场所,是{wy}的选择,因此HDPE管道应用领域更为广泛。
1、柔软性:由于PE-RT较为柔软。故施工时不需要特殊的工具,因此施工成本相对较低. 2、导热性:用于地板采暖的管材需要有好的导热性。PE-RT的导热性能较好,其导热系数为PP-R、PP-B管材的两倍。非常适合地板采暖使用。 3. 耐高温性:PE-RT耐高温可达到90℃,而PEX只能达到65℃。 4、低温耐热冲击性:PE--RT的耐低温冲击性能比较好。冬季施工时管材不易受到冲击而破裂,增加了施工安排的灵活性。 5、性:PE-RT及PP-R可以回收利用,不污染环境。而PEX不能回收会产生二次污染; 6、加工性能稳定性:PEX存在控制交联度和交联均匀度等问题,加工复杂且加工直接影响管材性能。而PE-RT、和PP-R加工简便,管材性能基本上由原料来决定,性能比较稳定。PE-RT是Polyethylene Raised Temperature的简称,它是由乙烯单体和1-辛烯单体共聚而成的,是专门为采暖系统而设计的中密度乙烯-辛烯共聚物,其具有分子量分布狭窄, 辛烯均匀分布在聚合物主链上的特殊分子结构,它既保留PE原有的卫生性能及加工性能等优点, 又强化了高温耐久性的一种新型管材专用料。用该原料生产的管材主要应用于建筑内的热水/采暖管领域,其耐久性能与建筑物的寿命相同,{zd1}可达50年,同时也具有良好的回收性,附加值极高。
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产品特点
■ 良好的卫生性能:PE管加工时不添加重盐稳定剂,材质xx性,无结垢层,不滋生xx,很好地解决了城市饮用水的二次污染。
■ {zy1}的耐腐蚀性能:除少数强氧化剂外,可耐多种化学介质的侵蚀;无电化学腐蚀。
■ 长久的使用寿命:在额定温度、压力状况下,PE管道可安全使用50年以上。
■ 较好的耐冲击性:PE管韧性好,耐冲击强度高,重物直接压过管道,不会导致管道破烈。
■ 可靠的连接性能:PE管热熔或电熔接口的强度高于管材本体,接缝不会由于土壤移动或活载荷的作用断开。
■ 良好的施工性能:管道质轻,焊接工艺简单,施工方便,工程综合造价低。
管道的连接:
■ 电热熔接性:采用专用电热熔将直管与直管、直管与管件连接起来。一般多用于160mm以下管。
■ 热熔对接连接:采用专用的对接焊机管道连接起来,一般多用于160mm以上管。
■ 钢塑连接:可采用法兰、螺纹丝扣等方法连接。
■ 为方便施工和保证施工质量、还应准备相应的工具。
如:旋转切刀一切割管材;旋转刮刀--刮除管子表面的氧化皮;爬壁刮刀--刮除大口径管子表面的化皮;断气工具--实现断气现场。