一、聚乙烯介紹

PE = Polyethylene，聚乙烯，是結(jié)構(gòu)最簡單的高分子有機(jī)化合物，當(dāng)今世界應(yīng)用最PE 聚乙烯廣泛的高分子材料，由乙烯聚合而成，根據(jù)密度的不同分為高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯。

聚乙烯有很多種，通常按工業(yè)化出現(xiàn)的年代來分有1939年工業(yè)化的代聚乙烯，即：高壓法聚乙烯（低密度聚乙烯）、1953年工業(yè)化的第二代聚乙烯，即：低壓法聚乙烯（高密度聚乙烯）、1977年工業(yè)化的第三代聚乙烯，即：線性低密度聚乙烯（LLDPE）、1984年工業(yè)化的第四代聚乙烯，超低密度聚乙烯（VLDPE），以及1958年工業(yè)化的超高分子量聚乙烯（UHMWPE）和20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的茂金屬聚乙烯（MPE）。嚴(yán)格說來上述聚乙烯在生產(chǎn)過程中，有的添加了少量的4碳或8碳的α烯烴作為共聚單體，但由于α烯烴使用量很少，所以還保持了聚乙烯的不少特性。

（一）低密度聚乙烯（LDPE）

LDPE的特性是：（1）LDPE是密度為0.91~0.925g/cm3的白色蠟狀顆粒狀固體，無味無嗅無毒；（2）LDPE是典型的結(jié)晶型聚合物，結(jié)晶度為55%~65%，熔點(diǎn)為105~126℃；（3）LDPE是非極性材料，易帶靜電，表面能低，因而在印刷、復(fù)合前應(yīng)進(jìn)行電暈處理，以提高表面能，加工過程中，應(yīng)注意防靜電，避免靜電積累影響制品質(zhì)量或電火花放電，引起火災(zāi)；（4）LDPE透明性優(yōu)良，熱封性優(yōu)良，可廣泛用于透明低溫冷凍包裝制品的生產(chǎn)；（5）LDPE阻濕性優(yōu)良，是制作干燥食品或需要良好防潮物品包裝的優(yōu)質(zhì)原料。但LDPE阻氣性大，易透過各類氣體；（6）LDPE雖有一定的耐油脂性，但其耐油脂性和耐有機(jī)溶劑性不如聚丙烯，因此，當(dāng)厚度小時(shí)，不適宜長期放置汽油、酒精、油脂等。使用LDPE時(shí)，厚度應(yīng)超過50mm；（7）LDPE具有易燃性，燃燒時(shí)，火焰無煙無色，且有燒滴現(xiàn)象并有蠟燭氣，是鑒別的一個(gè)特點(diǎn)。LDPE擠出吹膜時(shí)應(yīng)選擇熔融指數(shù)（MI）為2～6g/10min的吹膜級粒子，不僅有良好開口性，還有良好熱封性。擠出機(jī)均化段溫度在150~180℃，吹脹比2~3。牽引比應(yīng)與吹脹比平衡。擠吹或注吹中空容器時(shí)，選擇MI小于2g/10min的擠吹級或注吹級的LDPE粒子，大于2g/10min的粒子易產(chǎn)生瓶子的厚薄不均或根本吹不出好的容器。擠出流涎LDPE膜時(shí)，一般選用8～15g/10min的MI，太高的MI膜強(qiáng)度太低，擠出溫度視流涎膜用途而定，如果為熱封用，則溫度不要超過200℃，如果為復(fù)合用，為了提高PE同其它基材的擠復(fù)牢度，可提高到300℃甚至更高的溫度，但超過315℃以上時(shí)，時(shí)間不能太長，避免分介加大，性能降低。

（二）中密度聚乙烯（MDPE）

中密度聚乙烯是密度為0.926～0.94g/cm3，與LDPE有相同性能的一種聚乙烯，由于密度的提高，MDPE的結(jié)晶度高達(dá)70%～80%，而密度和結(jié)晶度的提高，則提高了MDPE熔融溫度、制品的硬度和強(qiáng)度。MDPE處于LDPE和HDPE之間。應(yīng)當(dāng)指出PE也有用壓延方法成型成片材和薄膜的，但是由于LDPE熔融流動性太好，因此，壓延加工都用于PE的填充改性材料中，如：片材用于真空吸塑包裝制品時(shí)。

（三）高密度聚乙烯（HDPE）

高密度聚乙烯（0.94～0.965g/cm3）的剛性、強(qiáng)韌性、機(jī)械強(qiáng)度、耐溶劑性、耐應(yīng)力開裂性都比LDPE好。由于MI<1g/10mm的HDPE有很高的強(qiáng)度，因此，用于垃圾袋是吹膜級HDPE的重要用途之一，熔點(diǎn)126～136℃，結(jié)晶度超過90%。回轉(zhuǎn)成型用HDPE可以選用MI3～20g/10min的粒子或粉末，生產(chǎn)大型高強(qiáng)度的包裝容器。注射周轉(zhuǎn)箱可以用MI為30～50g/10min的HDPE。HDPE成型溫度為180～250℃。HDPE特點(diǎn)是強(qiáng)度很高，透明性差。

（四）線性低密度聚乙烯（LLDPE）

LLDPE除了具有LDPE的一些特性外，它還有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）LLDPE具有極好的熱封性，雖然LLDPE的熔融溫度比LDPE要高5℃左右，但LLDPE的熱封性具有良好的似離子性能，即：像離子型聚合物surlyn那樣，熱封面即使有嚴(yán)重的污染，仍舊有高度的熱封強(qiáng)度；熱封時(shí)溫度只要高于起始熱封溫度就可有高熱封強(qiáng)度，而一般的塑料，如：LDPE熱封溫度愈高，熱封強(qiáng)度愈大，因此，如用LLDPE為熱封材料，可只需使用較低的熱封溫度就可達(dá)到高度可靠的熱封強(qiáng)度，適宜于高速熱合機(jī)使用；（2）LLDPE的熔融粘度相當(dāng)?shù)卮螅荓DPE的10倍，而且LLDPE的熔融粘度對溫度不敏感，而對加工應(yīng)力的敏感性則很強(qiáng)，這就是說LLDPE不能用提高溫度的方法來降低粘度，而只能用提高加工的速度，即：提高剪切應(yīng)力的方法來提高熔融流動性，因此，加工LLDPE的螺桿設(shè)計(jì)是特殊的，主電機(jī)的功率往往是LDPE的2倍以上。我們常常用50%的LDPE+50%LLDPE的混合料來改善二者的性能，并使之可以在加工LDPE的設(shè)備上加工LLDPE。

（五）茂金屬聚乙烯（mPE）

mPE同以上的各類PE不一樣，它不是用一般的ziegler-Natta催化劑聚合而成的，而是用二茂基氯鋯和甲基鋁氧化物組成的新型催化劑生成的。特點(diǎn)是具有LLDPE同樣的性能，同時(shí)也可以用提高溫度，或提高剪切力的方法來提高流動性。它在塑料包裝上一問世就得到廣泛的應(yīng)用。

（六）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）

UHMWPE是分子量超過100萬的一種聚乙烯，由于分子量特別高，其熔融流動性幾乎為零，不適宜一般加工設(shè)備來加工，而只適宜于采用熱壓法或者冷壓燒結(jié)法加工，現(xiàn)在利用其加入其它PE的摻混法用擠出法也可擠出，目前除了使用于包裝容器外，還很少作其他用途。在聚乙烯的配方設(shè)計(jì)上應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）各類聚乙烯及其乙烯共聚物。如：乙烯同醋酸乙烯酯（EVA）、乙烯同乙烯醇的共聚物等均有良好的相容性，因此可以共混改性以改善共混物的性能；（2）同一種產(chǎn)品型式，例如：薄膜，可以用多種生產(chǎn)工藝制造。同一種原料，因生產(chǎn)工藝的不同，制得的產(chǎn)品性能上是會有很大差異的；即使同一種產(chǎn)品同一種原料和生產(chǎn)工藝，使用的工藝參數(shù)不同，產(chǎn)品的性能也會有差異，因此，在注意生產(chǎn)配方、工藝外還應(yīng)注意到生產(chǎn)中的溫度，剪切應(yīng)力，拉伸比等參數(shù)；（3）當(dāng)使用橡膠與塑料共混改性時(shí)，使用粉末狀的橡膠，或者應(yīng)使用雙輥煉膠機(jī)充分與塑料混煉，后切粒再生產(chǎn)，否則橡膠不易分散入塑料中，而在使用功能性材料如：填充劑，抗氧劑，抗靜電劑等改性時(shí)，使用母料，以達(dá)到更加均勻的添加效果；（4）配方的重要原則是在全面滿足制品使用要求的情況下使用價(jià)格，生產(chǎn)方法最簡單的工藝。塑料的改性有化學(xué)改性和物理改性，共混配方是一種物理改性，層合（Lamination）也是一種改性。即使是二種完全相容的材料，也應(yīng)當(dāng)充分混合均勻才能有良好效果。共混物的性能是二個(gè)完全相容的物質(zhì)的性能同它在共混物中的重量百分?jǐn)?shù)的乘積之和。

二、PE管材基本概念

PE管目前中國的市政管材市場，塑料管道正在穩(wěn)步發(fā)展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭最為令人矚目。PE管的使用領(lǐng)域廣泛。其中給水管和燃?xì)夤苁瞧鋬蓚€(gè)的應(yīng)用市場。PE樹脂，是由單體乙烯聚合而成，由于在聚合時(shí)因壓力、溫度等聚合反應(yīng)條件不同，可得出不同密度的樹脂，因而又有高密度聚乙烯、中密度聚乙烯和低密度聚乙烯之分。在加工不同類型PE管材時(shí)，根據(jù)其應(yīng)用條件的不同，選用樹脂牌號的不同，同時(shí)對擠出機(jī)和模具的要求也有所不同。國際上把聚乙烯管的材料分為PE32、PE40、PE63、PE80、PE100五個(gè)等級，而用于燃?xì)夤芎徒o水管的材料主要是PE80和PE100。我國對聚乙烯管材專用料沒有分級，這使得國內(nèi)聚乙烯燃?xì)夤芎徒o水管生產(chǎn)廠家選擇原材料比較困難，也給聚乙烯管材的使用帶來了不小的隱患。因此國家標(biāo)準(zhǔn)局在GB/T13663-2000新標(biāo)準(zhǔn)中作了大量的修訂，規(guī)定了給水管的不同級別PE80和PE100對應(yīng)不同的壓力強(qiáng)度，并且去掉舊標(biāo)準(zhǔn)中的拉伸強(qiáng)度性能，而增加了斷裂伸長率（大于350%），即強(qiáng)調(diào)基本韌性。

1、產(chǎn)品分類

1）給水用聚乙烯（PE）管材

2)燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿模?/p>

3）HDPE硅芯管，

4）HDPE電纜護(hù)套管

5）高密度聚乙烯管

6)PE地埋電纜護(hù)套管，

7）PE打孔管

8）HDPE雙壁波紋管

按密度分類

PE是主要基于其密度和分支分為幾個(gè)不同的類別。其機(jī)械性能取決于顯著的變量，如支化的程度和類型，晶體結(jié)構(gòu)和分子量。隨著銷售卷方面，最重要的聚乙烯級是高密度聚乙烯，線性低密度聚乙烯和低密度聚乙烯（LDPE）。

超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的

超低分子量聚乙烯（ULMWPE或PE-WAX）

高的高分子量聚乙烯（HMWPE）

高密度聚乙烯（HDPE）

高密度的交聯(lián)聚乙烯（HDXLPE）

交聯(lián)聚乙烯（PEX交聯(lián)聚乙烯）

中密度聚乙烯（MDPE）

線性低密度聚乙烯（LLDPE）的

低密度聚乙烯（LDPE）的

甚低密度聚乙烯（VLDPE）

2、產(chǎn)品特性

高密度聚乙烯，英文名稱為“High Density Polyethylene”，簡稱為“HDPE”。HDPE是一種由乙烯共聚生成的熱塑性聚烯烴。雖然HDPE在1956年就已推出，但這種塑料還沒達(dá)到成熟水平。這種通用材料還在不斷開發(fā)其新的用途和市場。

PE管材主要特性

各種等級HDPE的獨(dú)有特性是四種基本變量的適當(dāng)結(jié)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(chǎn)定制特殊性能聚合物。這些變量相結(jié)合生產(chǎn)出不同用途的HDPE品級；在性能上達(dá)到的平衡。

PE管材產(chǎn)品性能

高密度聚乙烯為無毒、無味、無臭的白色顆粒，熔點(diǎn)約為130℃，相對密度為0.941~0.960。它具有良好的耐熱性和耐寒性，化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有較高的剛性和韌性，機(jī)械強(qiáng)度好。介電性能，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性亦較好。

PE管材包裝儲運(yùn)

貯存時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離火源，隔熱，倉庫內(nèi)應(yīng)保持干燥、整潔，嚴(yán)禁混入任何雜質(zhì)，嚴(yán)禁日曬、雨淋。運(yùn)輸應(yīng)貯放在清潔、干燥有頂棚的車廂或船艙內(nèi)，不得有鐵釘?shù)燃怃J物。嚴(yán)禁與易燃的芳香烴、鹵代烴等有機(jī)溶劑混運(yùn)。

PE管材回收利用

HDPE是塑料回收市場增長最快的一部分。這主要因?yàn)槠湟自偌庸ぃ凶钚∠薅鹊慕到馓匦院推湓诎b用途的大量應(yīng)用。主要的回收利用是將 25%的回收材料，例如后消費(fèi)回收物（PCR），與純HDPE經(jīng)再加工后用于制造不與食物接觸的瓶子。

給水用PE管材是傳統(tǒng)的鋼鐵管材、聚氯乙烯（PVC）飲用水管的換代產(chǎn)品。

1、PE燃?xì)夤懿?/p>

⑴連接可靠：聚乙烯管道系統(tǒng)之間采用電熱熔方式連接，接頭的強(qiáng)度高于管道本體強(qiáng)度。

⑵低溫抗沖擊性好：聚乙烯的低溫脆化溫度極低，可在-60-60℃溫度范圍內(nèi)安全使用。冬季施工時(shí)，因材料抗沖擊性好，不會發(fā)生管子脆裂。

⑶抗應(yīng)力開裂性好：HDPE具有低的缺口敏感性、高的剪切強(qiáng)度和優(yōu)異的抗刮痕能力，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性能也非常突出。

⑷耐化學(xué)腐蝕性好：HDPE管道可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會對管道造成任何降解作用。聚乙烯是電的絕緣體，因此不會發(fā)生腐爛、生銹或電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象；此外它也不會促進(jìn)藻類、細(xì)菌或真菌生長。

⑸耐老化，使用壽命長：含有2-2.5%的均勻分布的碳黑的聚乙烯管道能夠在室外露天存放或使用50年，不會因遭受紫外線輻射而損害。

⑹耐磨性好：HDPE管道與鋼管的耐磨性對比試驗(yàn)表明，HDPE管道的耐磨性為鋼管的4倍。在泥漿輸送領(lǐng)域，同鋼管相比，HDPE管道具有更好的耐磨性，這意味著HDPE管道具有更長的使用壽命和更好的經(jīng)濟(jì)性。

⑺可撓性好： HDPE管道的柔性使得它容易彎曲，工程上可通過改變管道走向的方式繞過障礙物，在許多場合，管道的柔性能夠減少管件用量并降低安裝費(fèi)用。

⑻搬運(yùn)方便：HDPE管道比混凝土管道、鍍鋅管和鋼管更輕，它容易搬運(yùn)和安裝，更低的人力和設(shè)備需求，意味著工程的安裝費(fèi)用的大大降低。

⑼多種全新的施工方式：HDPE管道具有多種施工技術(shù)，除了可以采用傳統(tǒng)的開挖方式進(jìn)行施工外，還可以采用多種全新的非開挖技術(shù)如頂管、定向鉆孔、襯管、裂管等方式進(jìn)行施工，這對于一些不允許開挖的場所，是唯一的選擇，因此HDPE管道應(yīng)用領(lǐng)域更為廣泛。

PE給水管材特性:

1、長久的使用壽命：在正常條件下，最少壽命達(dá)50年。

2、衛(wèi)生性好：PE管無毒，不含重金屬添加劑，不結(jié)垢，不滋生細(xì)菌，很到的解決了飲用水二次污染的問題。符合GB/T17219安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以及國家衛(wèi)生部相關(guān)的衛(wèi)生安全評價(jià)規(guī)定。

3、可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕：無電化學(xué)腐蝕。

4、內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)極低，介質(zhì)的通過能力相應(yīng)提高并具有優(yōu)異的耐磨性能。

5、柔韌性好，抗沖擊強(qiáng)度高，耐強(qiáng)震、扭曲。

6、重量輕，運(yùn)輸、安裝便捷。

7、獨(dú)特的電熔連接和熱熔對接、熱熔承插連接技術(shù)使接口強(qiáng)度高與管材本體，保證了接口的安全可靠。

8、焊接工藝簡單，施工方便，工程綜合造價(jià)低。

9、PE環(huán)保健康給水管材dn20~dn90為藍(lán)色，dn110以上為藍(lán)色或黑色帶藍(lán)線，其他顏色需定做，配件顏色與管材顏色相對應(yīng)。

10、水流阻力?。篐DPE管道具有光滑的內(nèi)表面，其曼寧系數(shù)為0.009。光滑的表現(xiàn)和非粘附特性保證HDPE管道具有較傳統(tǒng)管材更高的輸送能力，同時(shí)也降低了管路的壓力損失和輸水能耗。