自 1950 世纪 XNUMX 年代以来，德国人卡尔·齐格勒和意大利人朱利奥·纳塔发明了聚乙烯的制造工艺。如今，每年生产数百万吨这种塑料产品。 然而，这种重要塑料的起源实际上可以追溯到几十年前，即 1930 世纪 XNUMX 年代，当时 Eric Fawcett 和 Reginald Gibson 开始用乙烯和苯甲醛进行实验。这两个碳原子之间的化学反应产生了现在的聚乙烯。 1936 年，帝国化学工业公司申请了聚乙烯专利。聚乙烯（简称 PE）当时是一种很受欢迎的塑料，其用途也越来越广泛。 就在此时，一位名叫卡尔·齐格勒的化学家发现了如何制造高密度材料或高密度聚乙烯 (HDPE)。该工艺以他和另一位化学家同事纳塔的名字命名，称为齐格勒-纳塔聚合工艺。 第二次世界大战期间，聚乙烯被用来绝缘雷达设备上的电缆。战争结束后，聚乙烯的商业化生产才真正开始。聚乙烯被用来制造从厨房保鲜膜到牛奶罐、从垃圾箱到玩具等各种产品。 什么是聚乙烯塑料？ 聚乙烯 (PE) 是一种用途广泛的热塑性塑料，是一种由具有不同晶体结构的乙烯分子制成的均聚物。它广泛用于日常用品，尤其是食品包装。PE 的类型包括： HDPE（高密度聚乙烯）：更具结晶性，用于排水管。LDPE（低密度聚乙烯）：柔软，用于食品包装、塑料瓶、袋子。LLDPE（线性低密度聚乙烯）：高度灵活，用于包装薄膜。VLDPE（极低密度聚乙烯）：用于杂货袋和六件装饮料环。UHMWPE（超高分子量聚乙烯）：用于医疗器械、防弹背心。交联聚乙烯：通过交联增强了水管和供热系统等应用。聚乙烯是一种 热塑性的，这意味着它熔化后可以重新成型而无需燃烧，使其成为注塑成型的理想选择。它不同于热固性聚合物，后者一旦凝固就无法重新加热。PE 变体如 PET （聚对苯二甲酸乙二醇酯）用于 3D 打印等应用。 PE是怎样制成的？ 聚乙烯由乙烯分子构成。乙烯分子是一种稳定的分子，由两个亚甲基单元 (CH2) 组成，每个碳原子之间通过双键连接在一起。 乙烯气体是一种无色、易燃的碳氢化合物，存在于天然气中，也存在于原油精炼过程中。乙烯气体需要催化剂（如著名的齐格勒-纳塔催化剂）才能转化为聚乙烯；这个过程称为聚合。当催化剂被引入时，单体发生反应并连接在一起形成聚合物链，进而形成塑料。还有其他类型的聚合。 自由基聚合利用自由基破坏乙烯分子中两个碳原子之间的双键，使分子的一侧保持开放状态，可供键合，从而使另一个分子连接起来并形成聚合物链。完成这些过程后，可以将聚合物塑造成长线或细丝，然后将其转化为颗粒，用于制造常见的物品，如塑料薄膜、食品容器、塑料袋、电缆绝缘层和燃料箱。 聚乙烯的常见应用 聚乙烯的用途非常广泛。聚乙烯的用途非常广泛，从日常用品（如食品袋、手提袋、塑料瓶和柔性薄膜）到更专业的物品（如医疗植入物、渔网、燃料箱和滑槽的耐磨衬里），您都可以在其中找到。 常见的 PE 类型及其特性 PE 等级 使用 超高分子量 (UHMWPE) UHMWPE 也称为高分子量聚乙烯，是一种坚韧、高密度的材料，具有较长的链结构，可承受磨损，用于齿轮、轴承、滚轮和衬套。 低密度聚乙烯 (LDPE) 低密度聚乙烯LDPE由于结晶度较低，透明且柔软、有弹性，用于制作食品容器、瓶子等。 中密度聚乙烯（MDPE） MDPE 的密度低于 HDPE，可用于制造煤气管、包装膜、手提袋和螺旋盖。 线性低密度聚乙烯 (LLDPE) 这是最柔软、最易弯曲的聚乙烯类型，同时还具有非凡的抗拉强度，常用于农业等不同行业的包装薄膜，以覆盖农用覆盖物来控制杂草和昆虫。 高密度聚乙烯 (HDPE) 最流行的 PE 格式用于洗涤剂瓶和管道，这些产品需要结构坚固，但在使用后需要粉碎和回收。 交联聚乙烯 用于建筑物内的管道系统，包括生活用水管道和辐射供暖和制冷系统。 常见的 PE 类型及其特性 聚乙烯在不同行业有多种用途，由于其强度高、耐化学性好、耐磨损和耐高温，一直很受欢迎。聚乙烯的密度范围多样，制造成本低，工艺简单。以下是聚乙烯的主要优点。 灵活性 聚乙烯具有极强的柔韧性，是需要能够拉伸和弯曲而不会发生应力开裂或断裂的材料的理想选择。它具有很高的抗冲击性，非常适合必须在可能出现损坏或事故的情况下使用的产品。 轻量化设计，方便挪动 聚乙烯重量轻且分子量低，非常适合用于汽车零部件或包装等重量是重要因素的情况。 化学耐久性 聚乙烯具有出色的耐化学性，因此不受溶剂、强酸和其他化学品的影响。聚乙烯的化学成分意味着它是制药和食品包装等行业的“首选”产品。 力量与保存 无论您选择线性低密度聚乙烯还是高密度聚乙烯 (HDPE)，其固有的分子结构和机械性能都具有低渗透性。 聚乙烯是防止水分和气体侵入的极佳材料。它具有优异的强度和分子结构，可用于制造和建筑行业的多种用途。 力量与保存 无论您选择线性低密度聚乙烯还是高密度聚乙烯 (HDPE)，其固有的分子结构和机械性能都具有低渗透性。 聚乙烯是防止水分和气体侵入的极佳材料。它具有优异的强度和分子结构，可用于制造和建筑行业的多种用途。 电气绝缘 聚乙烯的机械性能使其具有出色的电绝缘性，因此是电子和电气行业的热门产品。它是控制和抑制电流流动的完美绝缘材料。 热性能 聚乙烯耐高温，平均熔点为 230 °F。聚乙烯的机械性能可承受阳光、潮湿和低温，因此适合在户外用于建筑和农业行业。 聚乙烯还具有耐腐蚀性，适合化学品储存。 兼容性 聚乙烯与许多其他化学品和材料兼容，因此它被广泛应用于建筑、化学加工、医疗和食品包装等不同行业。 无味、抗菌 聚乙烯无臭味，不会留下残留气味，与其他塑料材料不同。其化学成分形成了一种密度结构，可抑制细菌的生长，因此可以说这种结构具有抗菌作用。同样，其化学特性支持在卫生和清洁是重中之重的制造和加工领域中的多种用途，例如医疗设备和食品包装。 低成本生产 聚乙烯制造既经济又高效。与整个塑料市场中的其他合成聚合物相比，它为包装膜和渔网等各种产品提供了极具吸引力的价格点。 氯化聚乙烯 (PE-C 或 CPE) 是不同类型聚乙烯中更便宜的一种。其中氯取代了部分氢原子，典型规格约为 34%-44%，不要将其与聚氯乙烯 (PVC) 混淆，聚氯乙烯是与聚乙烯竞争的众多合成聚合物之一，但是一种完全不同的产品。 成本效益 聚乙烯的成本效益是另一个显著优势。其经济的制造工艺和可回收性确保了较低的生产成本，如果考虑到其耐用性和长寿命，则更具吸引力。 可回收 任何现代产品的一个基本特征是其使用寿命结束时的去向。一次性塑料（如塑料袋）引起了很多争议。幸运的是，聚乙烯可以通过不同的回收工艺转化为新材料。 它可以不断地被熔化、冷却并重新组合成新的形状。 为什么选择聚乙烯进行数控加工？ 高密度聚乙烯是一种多功能材料，具有出色的强度密度比。它有板材、棒材和特殊形状，是铣床或车床上切割的极佳 CNC 加工材料。HDPE 可轻松加工成不同形状和尺寸的零件。 它具有化学弹性，摩擦力小。当你将这一点与它的强度结合起来时，很容易看出它为什么在 CNC 加工中如此有吸引力。了解聚乙烯的化学性质对于实现最佳加工效果非常重要。 为什么选择聚乙烯进行注塑成型？ 聚乙烯是注塑成型的热门选择，因为它具有广泛的物理和化学特性。它重量轻、成本低、耐化学品。PE 还具有防潮性，并且在不同温度下都能保持其结构完整性。 然而，PE的强度取决于其机械性能和密度，因此选择具有正确规格的PE非常重要。 聚乙烯和聚苯乙烯的区别 聚乙烯和聚苯乙烯是目前最常用的两种聚合物。它们都具有抗冲击性、重量轻且以不同的形式生产，因此用途广泛且有很多相似之处。但是，用户需要注意一些明显的差异。这些差异包括： HDPE 和 UHMW 形式的聚乙烯比聚苯乙烯更坚固、更耐用，使其成为建筑包装的首选。 聚乙烯不像聚苯乙烯那样容易成型；虽然聚乙烯具有一定的柔韧性，但即使选择低密度聚乙烯，其刚性仍然高于聚苯乙烯。聚苯乙烯是工程领域的理想材料，因为它非常容易成型。 聚乙烯和聚苯乙烯均有薄膜和片材形式，但只有聚苯乙烯有泡沫形式，而聚乙烯则以纤维形式供应。 聚苯乙烯可承受超过 200 摄氏度的高温。 结语 聚乙烯在众多行业和数十年的业绩证明了其多种优势和多功能性。 聚乙烯具有柔韧性好、重量轻、易于生产、耐候性好、可回收的特点。它还具有机械强度高、电绝缘性能好、化学耐久性和成本效益高的特点，因此在不同领域都很受欢迎。 随着可持续的生产工艺和可回收性的发展，即使到了 21 世纪，聚乙烯的故事似乎也远未结束。