【英文全稱】High Density Polyethylene

【英文縮寫】HDPE

【中文全稱】高密度聚乙烯

【常用俗稱】低壓乙烯

【組成單體】乙烯

【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為0.941~0.960，柔軟而且有韌性，但比LDPE略硬，也略能伸長，無毒，無味。

【燃燒特性】易燃，離火后能繼續燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍色，燃燒時會熔融，有液體滴落，無黑煙冒出，同時，發出石蠟燃燒時發出的氣味。

【主要優點】耐酸堿，耐有機溶劑，電絕緣性優良，低溫時，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強度，剛性等機械強度都高于LDPE，接近于PP，比PP韌，但表面光潔度不如PP。

【主要缺點】機械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發脆，脆性低于PP，易應力開裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時，需進行表面放電處理，不能電鍍，表面無光澤。

【應用場合】用于擠出包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網，水管;注塑低檔日用品及外殼，非承載荷構件，膠箱，周轉箱;擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。

【注塑工藝】HDPE有數不清的應用，范圍從可重復使用的薄壁飲料杯到5-gsl罐，消費國內生產的HDPE的1/5。注塑品級一般熔體指數5~10，有具有韌性較低流動性品級和具有可加工性的較高流動性品級。用途包括日用品和食品薄壁包裝物;有韌性、耐用的食品和涂料罐;高抗環境應力開裂應用，如小型發動機燃料箱和90-gal垃圾罐。

一般的HDPE熔點為142℃，分解溫度為300℃;注塑溫度的可調區間較大。注塑時，一般使用溫度為180℃--230℃;因是烯烴類塑料，它不吸水，生產時，不需烘干，但為了產品質量，可用60℃溫度烘干1hr，以排出浮水;聚乙烯的熔體粘度大，流長比小，薄壁制品可能缺膠，因此，澆口和流道相對較大;制品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為16‰;溢邊值為0.05mm。

高密度聚乙烯為無毒，無味，無臭的白色顆粒，熔點為130℃，相對密度為0.946~0.976g/cm3，它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好，介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。

用于擠出包裝薄膜，繩索，編織網，漁網，水管，注塑較低檔日用品及外殼，非承載荷構件，膠箱，周轉箱，擠出吹塑容器，中空制品，瓶子。

用于中空成型制品和吹膜制品如食品包裝袋，雜品購物袋，化肥內襯薄膜等。

競技場板(冰球板)

背包框架

防彈板

瓶蓋

耐化學腐蝕的管道系統

同軸電纜內絕緣體

食品儲存容器

汽車油箱

鋼質管道腐蝕保護

電氣和管道箱

遠紅外鏡頭

折疊椅和桌子

土工膜用于液壓系統(運河和銀行增援等)和化學遏制

地熱傳熱管系統

耐熱煙花迫擊炮

安全帽

呼啦圈

天然氣分配管系統

HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態HDP E的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕，例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸)，芳香烴(二甲苯)和鹵化烴 (四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。各種等級HDPE的獨有特性是四種基本變量的適當結合:密度、分子量、分子量分布和添加劑。不同的催化劑被用于生產定制特殊性能聚合物。這些變量相結合生產出不同用途的HDPE品級;在性能上達到最佳的平衡。

這是決定HDPE特性的主要變量，雖然被提到的4種變量確實起到相互影響作用。乙烯是聚乙烯主要原料，少數的其它共聚單體，如1一丁烯、l一己烯或1一辛烯，也經常用于改進聚合物性能，對HDPE，以上少數單體的含量一般不超過1%-2%。共聚單體的加入輕微地減小了聚合物的結晶度。這種改變一般由密度來衡量，密度與結晶率呈線性關系。美國一般分類按ASTM D1248規定， HDPE的密度在 0.940g/CC以上;中密度聚乙烯(MDPE)密度范圍0.926~0.940g/CC。其它分類法有時把MDPE歸類于HDPE或LLDPE。均聚物具有最高密度、最大的剛度，良好的防滲透性和最高的熔點，但一般具有很差抗環境應力開裂(ESCR)。ESCR是PE抗由機械或化學應力所引起的開裂性的能力。更高的密度一般改進了機械強度性，例如拉伸強度、剛度和硬度;熱性能如軟化點溫度和熱變形溫度;防滲透性，如透氣性或水蒸氣透過性。較低的密度改進其沖擊強度和E-SCR。聚合物密度主要是受共聚單體加入的影響，但較少程度也受分子量影響。高分子量百分數使密度略有降低。例如，在一個較寬分子量范圍內均聚物具有不同的密度。

PE最通常的生產方法是通過淤漿或氣相加工法，也有少數用溶液相加工生產。所有這些加工過程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體系(可能是不止一種化合物)和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應。氫氣和一些催化劑用來控制分子量。淤漿反應器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環形反應器，在其中料漿可以循環攪拌。當乙烯和共聚單體(根據需要)和催化劑一接觸，就會形成聚 乙烯顆粒。除去稀釋劑后，聚乙烯顆粒或粉粒被干燥并按劑量加入添加劑，就生產出粒料。帶有雙螺桿擠出機的大型反應器的現代化生產線，可每小時生產PE40000磅以上。新的催化劑的開發為改進新等級HDPE的性能作出貢獻。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎的催化劑和鈦化合物一烷基鋁催化劑。菲利浦型催化劑生產的HDPE有 中寬度分子量分布;鈦一烷基鋁催化劑 生產的分子量分布窄。用復式反應器生產窄MDW的聚合物所用催化劑也可用 于生產寬MDW品級。舉例來說，生產顯著不同分子量產 品的兩個串聯反應器可以生產出雙峰分子量聚合物，這種聚合物具有全寬域的分子量分布。

較高的分子量導致較高的聚合物粘度，不過粘度也與測試所用的溫度和剪切速率有關。用流變或分子量測量對材料的分子量進行表征。HDPE的品級一般具有的分子量范圍是40 000~300 000，重均分子量大致與熔融指數范圍相對應，即從100~ 0. 029g/10min(230℃，2.16kg)。通常地，更高的Mw(更低的熔融指數MI)增強了熔體強度、更好韌性和ESCR，但是更高Mw使加工

過程更難或且需要更高的壓力或溫度。

分子量分布(MWD):PE的WD根據使用的催化劑和加工過程而有從窄到寬的不同。

最常用的MWD測量指數是不勻度指數(HI)，它等于重均分子量(Mw)除以數均分子量(Mn)。所有HDPE品級的這個指數范圍是4-30。窄MWD提供了在模塑過程中的低翹曲性和高沖擊性。中到寬MWD提供了對多數擠塑過程的可加工性。寬MWD也可改進熔體強度和抗蠕變性。

抗氧劑的加入可防止聚合物在加工過程中降解，并防止制成品在使用中氧化。抗靜電添加劑用于許多包裝品級以減少瓶子或包裝物對灰塵和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加劑配方，例如與電線、電纜用途相關的銅抑制劑。優良的耐氣候性和抗紫外線(或日光)可通過添加抗UV添加劑。沒有添加抗紫外線或炭黑的PE，建議不要持續在戶外使用。高等級的炭黑顏料提供了優良的抗UV性并可經常在戶外應用，如電線、電纜、槽池村層或管子。

1 注塑制品:有周轉箱、瓶蓋、桶類、帽、食品容器、盤、垃圾箱、盒、以及塑料花

2 吹塑制品:中空成型制品，如各種系列吹塑桶、容器、瓶類、盛放清潔劑、化學品、化妝品等，汽油箱、日用 品等。還有吹膜制品如食品包裝袋，雜品購物袋，化肥內襯薄膜等。

3 擠塑制品:管材、管件主要用在煤氣輸送，公共用水和化學品輸送，如建材排水管、煤氣管、熱水管等:片材主要用于座椅，手提箱，搬運容器等。

4 旋轉成型:注塑制品如大型容器、儲藏罐、桶，箱等。

5、聚乙烯可加工制成薄膜、電線電纜護套、管材、各種中空制品、注塑制品、纖維等。廣泛用于農業、包裝、電子電氣、機械、汽車、日用雜品等方面。

貯存時應遠離火源，隔熱，倉庫內應保持干燥、整潔，嚴禁混入任何雜質，嚴禁日曬、雨淋。運輸應貯放在清潔、干燥有頂棚的車廂或船艙內，不得有鐵釘等尖銳物。嚴禁與易燃的芳香烴、鹵代烴等有機溶劑混運。例如，農夫山泉的四升裝的礦泉水的大桶，就是此材料。

HDPE是塑膠原料庫回收市場增長最快的一部分。這主要因為其易再加工，有最小限度的降解特性和其在包裝用途的大量應用。主要的回收利用是將 25%的回收材料，例如后消費回收物(PCR)，與純HDPE經再加工后用于制造不與食物接觸的瓶子。

該工藝中，聚合反應溶劑為正已烷，催化劑為高活性z-N催化劑，乙烯和氫氣混合后進入第一反應器，與催化劑混合發生聚合反應，反應器內聚合物以淤漿形式懸浮在己烷中，聚合溫度約為80℃ ，聚合壓力小于10 bar，此工藝可以生產產品密度范圍為0.942~0.965 g/cm3，熔融指數范圍為0.2~80，共聚單體為丙稀和丁烯一1，生產傳統HDPE和雙峰HDPE，高密度管材性能優異，適合制作受壓管材，達到PE100+。淤漿法釜式反應器連續聚合工藝的特點是:操作壓力和操作溫度低;雙釜反應器可通過采用并聯及串聯不同的形式生產單峰及雙峰產品;工藝操作彈性高，產品牌號轉換快，對原料純度要求不高;共聚單體采用丙烯，1一丁烯;采用已烷作溶劑，回收單元簡單。該工藝的特點是聚合在惰性烴稀釋劑中進行的。 工藝流程為:將聚合乙烯(乙烯99.9%，乙烷0.1%)送入干燥器后與由正己烷組成的循環稀釋劑一起再進入釜式反應器，催化劑采用載體上含有鈦和錳、三乙基鋁為助催化劑的牌號。加入少量的氫控制分子量，聚合反應形成的是聚乙烯顆粒，反應溫度為90℃，壓力為1.8MPa，反應可分兩步在兩個聚合釜中進行，生產的濃度為34%(質量分數)的淤漿固體，單體轉化率可達97%。聚合物從第二反應器流出閃蒸至壓力0.14MPa，閃蒸出來的未反應的乙烯、排出物中的乙烷及2%的環己烷稀釋劑經兩次壓縮冷卻到2.5MPa，去氣提塔將乙烷回收去再循環中。閃蒸后留下來的淤漿經離心分離回收大部分稀釋劑，固體濾餅送至干燥器中將揮發組分含量降至5%(質量分數)左右。該干燥器是以氮氣保護做閉合循環進行操作的。干燥出來的聚合物粉末送至流化床干燥將所有烴稀釋劑除去、干燥后聚合物顆粒送到混煉工段加入各種添加劑，然后造粒。 (2)環管反應器工藝 環管反應器工藝的典型代表是Phillips公司的Phillips工藝和INNOS公司的Innovene S工藝。Phillips工藝以異丁烷為稀釋劑，采用鉻系催化劑，催化劑在使用前要進行活化，活化后的催化劑粉末在氮氣保護下與高純度的異丁烷形成催化劑淤漿，然后進入環管反應器，原料乙烯單體經過精制后，與氫氣、共聚單體己烯一1進行預混合然后注入環管反應器，乙烯在催化劑的作用下生成聚乙烯。軸流泵保持反應器內物料的高速流動和非常均勻地混合，反應熱由夾套冷卻水均勻地撤出。本工藝生產MI范圍為0.1 5-1 00，密度0.936-0.972 g/cm3。環管反應器工藝的特點是:設備較少，流程短，投資成本低;不產生蠟和齊聚物，不粘壁;粉料形狀好，易于輸送;反應熱依靠反應器夾套冷卻水取出，撤熱容易， 調整方便;原料要求較高，需凈化;共聚單體采用己烯;采用異丁烷作溶劑，易于脫出殘留溶劑。 其工藝流程為:新鮮的聚合級乙烯在干燥后將配制分子量調節劑氫，防凍劑和循環稀釋劑異丁烷混合后送入多環管連續流程反應器中，并將催化劑補充異丁烷充入反應器內。反應溫度為106.7攝氏度，壓力為3.9MPa。聚合物和稀釋劑余漿借助軸流泵在6m/s的速度下通過環管反應器。反應器夾套中的水冷卻控制反應溫度，聚合物固體由環管反應器中豎式沉降口排出。從而使淤漿濃度可達到55%，轉化率為98%-99%。聚合物排出后去閃蒸將異丁烷及殘余單體排出到稀釋劑回收裝置中。其他固體聚合物與添加劑混合并造粒。 2 、氣相聚合法 氣相聚合法(氣相流化床法)工藝典型代表為DOW化學公司的univation技術和INNOS公司的Innovene技術univation技術工藝采用低壓氣相流化床反應器，采用z/n催化劑及鉻系催化劑，凈化的原料注入反應器，在催化劑貯作用下產生聚合反應，反應在85~110。【=.壓力為2.41 MPa下進行，乙烯單程轉化率約為1% ~2% ，反應熱的撤除主要通過循環物流的冷卻，生產產品MI范圍為0.01~150，密度范圍為0.915~0.970 g/cm3。氣相流化床聚合反應工藝的特點是:操作壓力低，溫度低;可生產全密度聚乙烯;催化劑體系包括鈦系、鉻系;茂金屬催化劑;對原料純度要求高，所有原料均要精制;不需用溶劑，能耗低，維修和運行費用低。生產工藝是:干燥的單體與氫氣一道加到反應器系統中，原料加進一個大循環蒸汽流回路，并通過氣體分配由進入大型流化床反應器的底部，根據設計反應器原料有69.57%乙烯(乙烯含量為99.9%，0.1%為乙烷)、10.43%氫、7.56%乙烷和12.44%氮。這一原料氣組成生產出來額產品具有8g/10min的熔體指數和0.964g/cm3的密度。催化劑由三氯化鈦和四氫呋喃為促進劑的二氧化鎂混合物，助催化劑為三乙基鋁。催化劑以固態形式同氮氣一道從不痛反應器部位進入器內。操作溫度為105℃，具體溫度根據產品牌號定。反應器操作壓力為2.0MPa，反應氣體從反應的頂部出來經旋風分離器講含有固體物末的催化劑分離出來送回反應器去。然后從旋風分離器出來的氣體經壓縮和循環冷卻器后循環至反應器底部。反應器排料通過一氣閘系統間歇地將產品顆粒送到料罐。進入出料罐的部分氣體經上部的緩沖罐、過濾器、氣體冷卻器、分離罐進入壓縮機循環系統。聚合物從出料罐下部出來進入吹洗罐及后處理系統中去。后處理系統包括向聚合物加入各種添加劑、熔融、造粒及包裝。

高密度聚乙烯板材的主要材料高密度聚乙烯，英文名稱為"High Density Polyethylene"，簡稱為"HDPE"。HDPE是一種結晶度高、非極性的熱塑性樹脂。原態HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明狀。PE具有優良的耐大多數生活和工業用化學品的特性。某些種類的化學品會產生化學腐蝕，例如腐蝕性氧化劑(濃硝酸)，芳香烴(二甲苯)和鹵化烴 (四氯化碳)。該聚合物不吸濕并具有好的防水蒸汽性，可用于包裝用途。HDPE具有很好的電性能，特別是絕緣介電強度高，使其很適用于電線電纜。中到高分子量等級具有極好的抗沖擊性，在常溫甚至在-40F低溫度下均如此。