聚烯烃科普

热熔胶生产企业和使用热熔胶的客户,很多时候经常会提到聚烯烃热熔胶,有很多的说法往往被曲解,为了使大家对聚烯烃这个概念以及相应产物的应用有一个明晰的见解,特汇整聚烯烃的常规知识如下,

聚烯烃是烯烃的聚合物。

化学结构基础

烯烃是含有碳 – 碳双键(C = C)的不饱和烃。例如乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)等。当这些烯烃分子在一定条件下发生聚合反应时,双键打开,彼此连接形成长链的聚合物,这就是聚烯烃。以聚乙烯为例,它是由众多乙烯单体聚合而成,化学通式为,其中 n 表示聚合度,即单体的数目,它可以从几百到几十万不等。

主要类型

聚乙烯(PE)

这是最常见的聚烯烃之一。根据聚合方法和分子结构的不同,又可以分为低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。

LDPE 通常是在高温高压条件下,通过自由基聚合反应生成的。它的分子链含有较多的长短不一的支链,分子链之间的排列相对疏松,所以密度较低,质地柔软,透明度高,主要用于制造塑料袋、保鲜膜等包装材料。

HDPE 是在低压条件下(一般为 1 – 10MPa)通过齐格勒 – 纳塔催化剂或铬系催化剂聚合而成。它的分子链支链较少,分子链之间排列紧密,密度较高,具有较高的强度和硬度,常用于制造管材(如给水管、排水管)、注塑产品(如垃圾桶、工业容器)等。

LLDPE 的性能介于 LDPE 和 HDPE 之间,它是通过乙烯与少量 α – 烯烃在催化剂作用下共聚而得,具有良好的拉伸性能和韧性,广泛应用于薄膜、注塑和滚塑等领域。

聚丙烯(PP)

聚丙烯是由丙烯聚合而成的聚烯烃。它有等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三种立体异构形式。

等规聚丙烯是最常见的一种,它的分子链中甲基(-CH₃)都排列在分子链的同一侧,具有较高的结晶度,使得它具有良好的耐热性、机械性能和化学稳定性。常用于制造汽车零部件、家电外壳、纤维(如丙纶)等。

间规聚丙烯分子链中甲基交替排列在分子链两侧,其性能也较为特殊,如具有良好的弹性等。

无规聚丙烯分子链中甲基无规则排列,它的性能相对较差,主要作为填充母料等的载体树脂等。

性能特点

物理性能

聚烯烃一般具有良好的柔韧性,尤其是低密度的聚烯烃,如 LDPE 制成的薄膜可以很容易地弯曲和折叠。它们的密度通常在 0.8 – 0.96g/cm³ 之间,比水轻。同时,聚烯烃还具有一定的透明度,像一些优质的聚乙烯薄膜透明度很高,可以清晰地看到包装内的物品。

化学性能

聚烯烃具有较好的化学稳定性。它们对大多数酸碱等化学物质有一定的耐受性,例如在一般的酸碱环境下(如 pH 值在 4 – 9 之间),聚烯烃材料不会发生明显的化学反应。这使得它们可以在多种化学介质存在的环境下使用,如在一些化学试剂瓶的制造中,采用聚烯烃材料可以防止试剂与容器发生化学反应。

机械性能

聚烯烃的机械性能因种类和分子结构而异。例如,HDPE 的拉伸强度较高,可以承受较大的拉力而不断裂,常用于需要较高强度的结构材料。而 PP 的抗冲击性能较好,即使在低温环境下,也能保持一定的韧性,不易脆裂,所以在一些需要承受冲击的场合(如汽车保险杠等)有应用。

生产方法

淤浆聚合

这种方法是将烯烃单体溶解在适当的溶剂中,在催化剂的作用下进行聚合反应。反应过程中,聚合物以悬浮颗粒的形式存在于溶剂中,像悬浮液一样。这种方法的优点是可以较好地控制聚合物的分子结构和性能,但是生产效率相对较低,而且需要处理大量的溶剂,成本较高。

气相聚合

气相聚合是将烯烃单体以气态形式在气相聚合反应器中,在催化剂的存在下进行聚合反应。这种方法生产效率高,不需要溶剂,成本较低。但是对反应条件(如温度、压力、气体流量等)的控制要求较高,而且生产的聚合物的分子结构可能相对较难精确控制。

溶液聚合

溶液聚合是把烯烃单体和催化剂溶解在合适的溶剂中进行聚合反应。它可以得到分子量分布较窄的聚合物,但是同样需要处理溶剂,而且聚合速度相对较慢,对设备的要求也较高。

应用领域

包装行业

聚烯烃在包装行业应用广泛。例如,各种食品包装、日用品包装等大量使用聚乙烯和聚丙烯薄膜。这些薄膜具有良好的阻隔性(如对氧气、水汽等有一定的阻隔作用)、柔韧性和透明度,可以有效地保护产品并展示产品内容。

建筑行业

在建筑行业,聚烯烃用于制造管材、隔热材料等。如 HDPE 管材用于供水、排水系统,其耐腐蚀性和耐用性可以保证管道系统长期稳定运行;聚烯烃泡沫材料可以作为隔热材料,起到节能保温的作用。

汽车工业

聚烯烃材料在汽车工业中的应用越来越多。例如,聚丙烯用于制造汽车内饰件(如座椅、仪表盘等),因为它具有良好的加工性能和舒适性;一些高性能的聚烯烃材料还用于制造汽车外饰件和零部件,如保险杠等,满足汽车对材料性能的要求。

热熔胶行业常用的聚烯烃

无规聚丙烯

无规聚丙烯也叫无定形无规聚丙烯,具有耐候性能好,开放时间长,耐温相对较高的特点,在防水、汽车等行业得到广泛的应用。

乙烯 – 醋酸乙烯共聚物(EVA)

虽然严格来说 EVA 不完全属于聚烯烃,但它是乙烯和醋酸乙烯的共聚物,在热熔胶行业中应用非常广泛,是起步早应用广泛的一种热熔胶材料。EVA 具有良好的柔韧性、弹性、粘接性和可加工性,其熔点较低,易于熔化和涂布。根据醋酸乙烯含量的不同,EVA 的性能也会有所差异,一般来说,醋酸乙烯含量越高,EVA 的柔韧性和粘接性越好,但耐热性和机械强度会相应降低。EVA 热熔胶广泛应用于书本装订、木器加工、包装、制鞋等行业。

聚烯烃弹性体(POE)

是一种采用茂金属催化剂的乙烯与高碳 α-烯烃(如 1-丁烯、1-己烯、1-辛烯等)实现原位聚合的无规共聚物弹性体。POE 具有优异的物理力学性能,如高弹性、高伸长率、较好的冲击强度,良好的耐低温性和加工流变性。在热熔胶中,POE 可以作为增韧剂和改性剂使用,能够提高热熔胶的柔韧性、耐低温性和抗冲击性能,常用于对性能要求较高的热熔胶产品中,如在汽车零部件、电子电器等领域的热熔胶应用中具有较好的效果。

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