聚乙烯的性能取決于它的聚合方式。在中等壓力(15-30大氣壓)有機(jī)化合物催化條件下進(jìn)行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。這種條件下聚合的聚乙烯分子是線(xiàn)性的,且分子鏈很長(zhǎng),分子量高達(dá)幾十萬(wàn)。如果是在高壓力(100-300MPa),高溫(190–210C),過(guò)氧化物催化條件下自由基聚合,生產(chǎn)出的則是低密度聚乙烯(LDPE),它是支鏈化合結(jié)構(gòu)的。
1.聚乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性,室溫下耐鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、胺類(lèi)、氫氧化鈉、氫氧化鉀等各種化學(xué)物質(zhì)腐蝕,但硝酸和硫酸對(duì)聚乙烯有較強(qiáng)的破壞作用;
2.聚乙烯容易光氧化、熱氧化、臭氧分解,在紫外線(xiàn)作用下容易發(fā)生降解,炭黑對(duì)聚乙烯有優(yōu)異的光屏蔽作用。受輻射后可發(fā)生交聯(lián)、斷鏈、形成不飽和基團(tuán)等反映。
高壓法用來(lái)生產(chǎn)低密度聚乙烯,這種方法開(kāi)發(fā)得早,用此法生產(chǎn)的聚乙烯至今約占聚乙烯總產(chǎn)量的2/3,但隨著生產(chǎn)技術(shù)和催化劑的發(fā)展,其增長(zhǎng)速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實(shí)施方法來(lái)說(shuō),有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產(chǎn)高密度聚乙烯,而溶液法和氣相法不僅可以生產(chǎn)高密度聚乙烯,還可通過(guò)加共聚單體,生產(chǎn)中、低密度聚乙烯,也稱(chēng)為線(xiàn)型低密度聚乙烯。各種低壓法工藝發(fā)展很快。中壓法僅菲利浦公司至今仍在采用,生產(chǎn)的主要是高密度聚乙烯。
用氧或過(guò)氧化物等作引發(fā)劑,使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經(jīng)二級(jí)壓縮后進(jìn)入反應(yīng)器,在壓力100~300MPa、溫度200~300℃及引發(fā)劑作用下聚合為聚乙烯,反應(yīng)物經(jīng)減壓分離,使未反應(yīng)的乙烯回收后循環(huán)使用,熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。
所用聚合反應(yīng)器有管式反應(yīng)器(管長(zhǎng)可達(dá) 2000m)和釜式反應(yīng)器兩種。管式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~34%,單線(xiàn)年生產(chǎn)能力100kt。釜式法流程的單程轉(zhuǎn)化率20%~25%,單線(xiàn)年生產(chǎn)能力180kt。