线性低密度聚乙烯（LLDPE）：结构、生产与应用

线性低密度聚乙烯（LLDPE）：结构、生产与应用

线性低密度聚乙烯（LLDPE）

线性低密度聚乙烯（LLDPE）是一种由乙烯与少量α-烯烃在线型乙烯主链上共聚而成的分子结构，共聚单体支链很短。

线性低密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度为0.918~0.935g/cm³。与LDPE相比，其软化温度和熔融温度较高，具有强度高、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性、冲击强度、撕裂强度等性能，耐酸、碱、有机溶剂等，广泛应用于工业、农业、医药卫生及日常生活用品等。

结构特征

线性低密度聚乙烯（LLDPE）树脂被称为第三代聚乙烯，除具有一般聚烯烃树脂的性能外，还具有特别优异的拉伸强度、撕裂强度、耐环境应力开裂性、耐低温性、耐热性和抗穿刺性。

LLDPE与以前的LDPE虽然属于同一密度范围，但由于分子结构不同，其熔融流变行为也不同，因而其基本物理性能和成型加工特性也不同。

从结构上看，LLDPE 不同于 HDPE 仅在短链分支数量上。HDPE 的短链分支较少，这最终取决于其应用。LLDPE 和 LDPE 的密度在 0.91g/cm³ 和 0.925g/cm³ 之间。这种较高的结晶度也使 LLDPE 的熔点比 LDPE 提高 10% 到 15%。较高的拉伸强度、抗穿透性、抗撕裂性和增加的伸长率是 LLDPE 的特点，使其特别适合薄膜生产。如果使用己烯或辛烯代替丁烯作为共聚单体，甚至可以大大提高抗冲击性和抗撕裂性。己烯和辛烯树脂的较长侧链就像链之间的“结”分子，提高了化合物的韧性。使用环烯烃金属衍生物催化剂生产的树脂将具有独特的性能。这些类似于使用齐格勒催化剂生产的 LLDPE。

在透明度方面，LLDPE 具有与 LDPE 类似的缺点：LLDPE 薄膜的浊度和光泽度较差，这主要是由于其结晶度较高，导致薄膜表面粗糙。LLDPE 树脂的透明度可通过以下方法提高： 混纺 含有少量的 LDPE。

生产

线性低密度聚乙烯是以乙烯为主要原料，与少量α-烯烃（如1-丁烯-1、1-辛烯等）在催化剂作用下，经高压或低压气相流化床聚合而成，结构式为-[CH2-CH2]n-。反应后的物料经造粒、干燥、送包装。

LLDPE 的生产始于过渡金属催化剂，通常是 Ziegler 或 Phillips 类型。基于环烯烃金属衍生物催化剂的较新工艺是 LLDPE 生产的另一种选择。实际聚合反应可以在溶液和气相反应器中进行。通常，辛烯与乙烯在溶液相反应器中与丁烯共聚。己烯与乙烯在气相反应器中聚合。气相反应器中生产的 LLDPE 树脂呈颗粒状，可以作为粉末出售或进一步加工成颗粒。线性 低密度聚乙烯 通常用熔融指数和密度来表征。熔融指数反映树脂的平均分子量，主要受反应温度控制。平均分子量与分子量分布（MWD）无关。催化剂的选择影响MWD。密度由聚乙烯链中共聚单体的浓度决定。共聚单体浓度控制短链分支的数量（其长度取决于共聚单体的类型），从而控制树脂的密度。高压LDPE具有长链分支，而线性LDPE只有短链分支。

流变特性

LDPE 和 LLDPE 均具有出色的流变性或熔体流动特性。LLDPE 的分子量分布窄且支链短，因此对剪切的敏感性较低。LLDPE 在剪切过程中保持较高的粘度，因此比具有相同熔融指数的 LDPE 更难加工。在挤出过程中，LLDPE 较低的剪切敏感性导致聚合物链的应力松弛更快，因此物理特性对吹塑比变化的敏感性较低。在熔融拉伸过程中，LLDPE 通常在各种应变速率下都具有较低的粘度。这意味着它在拉伸时不会像 LDPE 那样应变硬化。

随着聚乙烯的变形率增加，LDPE 的粘度急剧增加，这是由分子链缠结引起的。在 LLDPE 中没有观察到这种现象，因为 LLDPE 中缺乏长链分支，阻止了聚合物缠结。此特性对于薄膜应用极为重要。LLDPE 薄膜更容易制成较薄的薄膜，同时保持较高的强度和韧性。

LLDPE的流变特性可以概括为“剪切刚、拉伸柔”。当用LLDPE替代LDPE时，必须改进薄膜挤出设备和条件。LLDPE的高粘度要求挤出机功率更大，熔体温度和压力也更高。必须加宽模口间隙，以避免因背压高和熔体破裂而导致产量下降。LDPE和LLDPE的一般模口间隙尺寸分别为0.0240.040和0.0600.10。

LLDPE 的“拉伸时柔软”特性在吹膜工艺中是一个缺点。LLDPE 的吹膜气泡不如 LDPE 稳定。常规的单唇风环足以稳定 LDPE。LLDPE 独特的气泡需要更复杂的双唇风环才能稳定。使用双唇风环冷却内部气泡可提高气泡稳定性，并在高生产率下提高薄膜生产能力。当使用 LLDPE 或富含 LLDPE 的共混物与 LDPE 时，必须对常规 LDPE 挤出机进行改造。根据挤出机的寿命，所需的改造可能是加宽模头间隙，但必须优化加工条件。旋转成型要求将 LLDPE 研磨成均匀的颗粒（35 目）。该工艺包括用粉末状 LLDPE 填充模具，加热并双轴旋转模具以均匀分布 LLDPE。冷却后，将产品从模具中取出。

包装、储存和运输

产品采用聚乙烯重型薄膜袋包装，外包装为 聚丙烯 编织袋包装，每袋净重25kg。储藏仓库应保持清洁、干燥、阴凉、通风良好。可用火车、汽车、轮船、飞机等运输，可按非危险货物运输。运输车辆应保持清洁、干燥，不得夹带钉子等尖锐物品。储运过程中应注意防火、防水、防晒、防尘、防污染。装卸时不得使用铁钩。

应用

LLDPE 已渗透到大多数传统的聚乙烯市场，包括薄膜、模塑、管道和电线电缆。防漏地膜是新开发的 LLDPE 市场。地膜是一种大型挤出片材，用作垃圾填埋场和废物池的衬垫，以防止泄漏或污染周围区域。

LLDPE 的一些薄膜市场，如袋子、垃圾袋、弹性包装、工业衬垫、毛巾衬垫和购物袋，都利用了这种树脂的强度和韧性的提高。透明薄​​膜。LDPE 薄膜的抗穿透性和刚度不会受到薄膜透明度的显著影响。 注塑 和旋转成型是 LLDPE 的两大成型应用。这种树脂具有优异的韧性和低温冲击强度，非常适合用于废物容器、玩具和冷藏设备。此外，LLDPE 的高环境应力开裂抗性使其适用于与油性食品接触的注塑盖以及旋转成型的废物容器、燃料箱和化学罐。管道和电线电缆涂层的市场较小，LLDPE 提供的高爆破强度和环境应力开裂抗性满足了这些市场的要求。65% 至 70% 的 LLDPE 用于制造薄膜。

采用共聚工艺生产的LLDPE聚合物比一般LDPE具有更窄的分子量分布，其线性结构使其具有不同的流变性能。LLDPE的熔体流动特性满足新工艺的要求，特别是薄膜挤出工艺，可生产出高质量的LLDPE产品。LLDPE用于所有传统的聚乙烯市场，具有增强的伸长率、穿透性、抗冲击性和抗撕裂性。其优异的抗环境应力开裂性、低温冲击性和抗翘曲性使LLDPE在管材、片材挤出和所有成型应用方面具有吸引力。LLDPE的最新应用是作为垃圾填埋场和废液池内衬的地膜。