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高分子材料性能与组成、结构的关系

时间:2009-04-09来源:高分子材料网 作者:gaofenzi 点击:次
一、概述 1、高分子材料及其分类： 相对分子量超过10000的化合物称之高分子，又称高聚物或聚合物。高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通
　　
二、聚乙烯性能与结构的关系
    聚乙烯的合成单体都是乙烯，其组成相同。由于合成方法不同，聚乙烯的结构有所不同，其性能也不完全相同。
1、高压聚乙烯（低密度聚乙烯）——LDPE
    LDPE是在微量氧的存在下，通过高温（200℃）高压（1000大气压）聚合而成。从聚合机理来说属于自由基聚合，易引起链转移，所以支链比较多，没 1000个C的主链上具有15～30个支链，而且支链比较长，链与链之间距离较大，密度小（0.910～0.925g/cm3）,g故又称之低密度聚乙烯。
2、低压聚乙烯（高密度聚乙烯）——HDPE
    HDPE是在齐格勒—纳塔催化剂作用下，在65～95℃，1～14个大气压下聚合而成。从聚合机理来说属于阴离子配位聚合，很少发生链转移，支链很少，而且很短，每1000个C主链上仅有0.5～3个支链，分子量较大,为7～30×104，几乎是LDPE的2倍以上。由于支链少，而且短，分子链之间靠的比较近，密度大（0.940～0.965g/cm3），故又称之为高密度聚乙烯。
3、线性低密度聚乙烯——LLDPE
    LLDPE合成工艺基本上与HDPE相同，所不同的是所用单体除乙烯外，还有小部分α-烯烃如1-丁烯、丙烯、1-己烯、1-辛烯等。实际上LLDPE是 乙烯与α—烯烃的共聚物。所谓线型指的是两种单体在聚合过程中头尾相接而成，并非无支链。虽然也有许多支链，但是支链的长度仅仅是α—烯烃聚合后余下的部 分，分子链之间距离较LDPE小，密度比LLDPE大，但比HDPE小。
    三种聚乙烯从主链组成来看，都是以—CH2—为主体的链状高分子化合物。所不同的只是结构上的差异即支链化程度和支链的长短不同。
    尽管三种PE只是在链结构上有所差异，却直接影响到分子链间的距离，进而影响到材料密度，正如表-2所示，材料的密度主要由链结构所决定。而密度又直接影响材料性能，所以链结构不同性能自然也就不同。
4、茂金属聚乙烯——mPE
    mPE是以金属茂（MAO即甲基铝氧化物）为催化剂，用乙烯、丙烯为原料，聚合而成。实际上是乙烯、丙烯共聚物。与普通乙烯丙烯共聚物最大的区别是：由于金属茂催化剂的强定向作用，使分子链中的丙烯单体上的甲基呈有序排列，而且分子量分布窄。
    正由于mPE上述结构特征，使mPE具有如下优异特性：
    （1）韧性好、刚性大、透明性和清洁度比普通PE都好；
    （2）熔体强度大，不易发生破裂，适合加工超薄膜制品；
    （3）熔体粘度大，热稳定性好，315℃以上才开始分解，可以在288～315℃下加工生产复合膜，膜与膜间粘合力大，复合膜强度好。
    （4）低温热封性好，比LDPE低18℃，比LLDPE低26℃，比EVA低5℃，是至今低温热封性能最好的树脂，可广泛应用于食品包装。

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