低密度聚乙烯

低密度聚乙烯，也称为高压聚乙烯，通常缩写为LDPE。呈乳白色，无味、无臭、无毒蜡状颗粒，表面无光泽。密度为0.91g/cm3-93g/Cm3是最轻的聚乙烯树脂。具有良好的柔软性、延伸性、电绝缘性、透明性、可加工性和恒定的透气性。具有良好的化学稳定性和耐碱性、耐一般有机溶剂。机械强度、透明度和抗老化性差。

低密度聚乙烯

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高压低密度聚乙烯(High pressure   pressure-Low density   polyethylene, high pressure-LDPE，缩写为LDPE)实现工业化已经70多年了尽管随着烯烃聚合催化剂的发现和开发，聚乙烯的品种和产量都有了很大的进步，但高压聚乙烯仍占据重要地位。乙烯在高温高压下通过自由基机理聚合成高分子量聚乙烯，具有以下特点：

1)乙烯聚合是一个强放热过程。乙烯的聚合热约为93.5kJ/mol(或3.3kJ/g), at 235 MPa、乙烯在150~300℃的比热容为2.51~2.85J/g·℃)反应热如果不及时排除，每1%乙烯的聚合会使温度升高12~13℃。如果温度过高，也会导致乙烯分解。

2)在高压下，乙烯被压缩到密度为0.5g/mL的密闭相态类似于不可压缩液体，此时乙烯分子间的距离明显缩短，从而增加了自由基与乙烯分子的碰撞几率，因此容易发生聚合反应。

3)生长链在高温下自由基活性高，容易发生链转移反应所得聚合物具有多分支的线性结构。通常每1000个碳链原子有20~30个分支，结晶度为45%~65%，密度在0.910~0.925g/mL，质轻、柔韧且耐低温、耐冲击性较好。

低密度聚乙烯按聚合方法可分为高压法和低压法。根据反应器的类型，可分为釜式法和管式法。以乙烯为原料，送入反应器，在引发剂的作用下，通过高压压缩进行聚合反应从反应器出来的材料被分离器除去，然后被熔化挤压造粒和干燥、掺合，送去包装。

低密度聚乙烯和LLDPE都具有良好的流变性或熔体流动性。LLDPE具有较低的剪切敏感性，因为它具有窄的分子量分布和短的支链。在剪切过程中（例如挤塑）LLDPE保持较高的粘度，因此比具有相同熔融指数的LDPE更难加工。在挤出过程中，LLDPE较低的剪切敏感性使得聚合物分子链的应力松弛较快，因而物理性能对膨胀比的变化不太敏感。

在熔体延伸中，LLDPE在各种应变速率下通常具有低粘度。也就是说不会像LDPE一样在拉伸过程中产生应变硬化。随着聚乙烯变形速率的增加，LDPE表现出惊人的粘度增加，这是由分子链的缠结引起的。

在 LLDPE中没有观察到这种现象，因为LLDPE中缺少长支链使得聚合物没有缠结。这一特性对于薄膜应用非常重要．因为 LLDPE膜在保持高强度和韧性的同时更容易制成更薄的膜。nLLDPE的流变性可总结如下“剪切时刚性”和“延伸时柔软”当LLDPE 用于替代LDPE时，必须改进薄膜挤出设备和条件。LLDPE的高粘度需要挤出机提供更多的动力．并提供更高的熔化温度和压力。必须加宽模口间隙，以避免由于高背压和熔体破裂而降低产量。

LLDPE的“延伸时柔软”的特性是吹膜过程中的一个缺点。LLDPE的吹膜气泡不如 LDPE的稳定。一般的单唇口风环对于 LDPE的稳定性来说已经足够了．LLDPE独特的气泡需要更完美的双唇气环来稳定。用双唇气环冷却内膜泡可以增加膜泡的稳定性，提高高生产率下的膜产能。除了更好地冷却薄膜气泡之外，许多薄膜制造商使用与LDPE的混合来提高LLDPE的溶解性事实上，当低密度聚乙烯共混物中LLDPE的浓度达到 50时，LLDPE的挤出可以在现有的低密度聚乙烯薄膜设备上完成%时。处理 100%当使用  LDPE或与富含  LDPE的LDPE共混料时，使用普通LDPE挤出机时，需要对设备进行改进。

根据挤出机的寿命，可能需要加宽模口间隙，改进空气环，修改螺杆设计以更好地挤出，必要时增加电机功率和扭矩。对于注塑应用，一般不需要改进设备，但需要优化加工条件。旋转模塑需要将LLDPE研磨成均匀的颗粒（35筛孔）加工过程包括用粉末状LLDPE填充模具，加热并双轴旋转模具以均匀分布LLDPE。将冷却产品从模具中取出。

1)围绕聚合装置的一系列设备，如压缩机、反应器、分离器、管道、泵等设备要求在100MPa以上的超高压下使用，甚至在分离过程和回收过程中，有的要求在100 MPa-在350MPa以下操作，所以整个过程有很多难点，无论是设备还是操作。

2)乙烯的聚合热比其他单体高得多。在聚合反应中，聚合速率瞬间达到10%20%，甚至30%40%因此，如何去除过程中的聚合热成为工艺流程中的重要课题，也是为了提高单程转化率、降低能耗的关键之一。

3)反应体系中聚合物产物的粘度很高，釜式工艺的釜式反应器和管式工艺的管式反应器内壁容易沉积聚合物。

4)在如何运输熔融聚合物方面也存在一些困难。反应压力和温度都会影响产品的粘度，需要非常注意控制温度和压力。

5)如何从来自高压分离器的循环乙烯中除去低分子量聚乙烯蜡也是一个问题围绕解决这些问题，各个公司开发了各种生产工艺。按反应器类型可分为管式工艺和釜式工艺两大类。管式反应器的主要特点是管内物料流动呈柱塞状，不存在返混现象；反应温度沿着反应管的长度变化，因此反应温度具有最高的峰值，因此获得的聚乙烯的分子量分布宽。在釜式反应器中，物料可以充分混合，所以反应温度均匀，也可以分区域操作，使每个反应区有不同的温度，从而得到窄分子量分布的聚乙烯。

管式聚合反应器的内径通常为2.5~2.7cm细长高压合金钢管。为了提高单线生产能力，管径增加到5.0~7.5cm。径长比为1:250~1:40000，管式反应器长度为900~1500m。反应压力约为200～350 MPa，温度为250～330℃，流体流速为10～15m/s，单向转换率为20%~34%最大单线产能10万吨/年。

低密度聚乙烯的特点如下：

1)薄膜略带乳白色，透明，柔软。强度小于高密度聚乙烯，冲击强度大于高密度聚乙烯。

2)耐寒、耐低温和耐高温。较厚的膜能经受住90℃热水浸泡的灭菌过程。

3)防潮性能好，化学性能稳定，不溶于一般溶剂。

4)它具有很好的透气性，所以当它用作易氧化的食品包装时，其内容物的储存期不应太长。

5)耐油脂性差，产品会慢慢膨胀。包装油性食品时，长时间存放会使食品变味。

6)长期暴露在紫外线和高温下会老化，影响其物理和介电性能。

7)熔点为110~115℃，加工温度为150~210℃如果是在惰性气体中，温度可以达到300℃，仍然稳定。但是，当熔体与氧气接触时，很容易降解。

低密度聚乙烯的应用范围：适用于调味料、糕点、糖、蜜饯、饼干、奶粉、茶叶、鱼松和其他食品包装。片剂、粉末和其他药物包装，衬衫、服装、棉针织品化纤制品等纤维制品的包装。洗衣粉、洗涤剂、化妆品和其他日用品的包装。由于单层PE膜的力学性能较差，通常用作复合包装袋的内层，即多层复合膜的热封基材。