聚乙烯生產(chǎn)方法：聚乙烯按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法；按介質(zhì)來分可以分為淤漿法、溶液法、氣相法。


　　主要生產(chǎn)工藝：目前世界上擁有聚乙烯技術(shù)的公司很多，擁有LDPE技術(shù)的有7家，LLDPE和全密度技術(shù)的企業(yè)有10家，HDPE技術(shù)的企業(yè)有12家。從技術(shù)發(fā)展情況來看，高壓法生產(chǎn)的LDPE是PE樹脂生產(chǎn)中技術(shù)最成熟的方法，釜式法和管式法工藝技術(shù)均已成熟，目前這兩種生產(chǎn)工藝技術(shù)同時(shí)并存。國外各公司普遍采用低溫高活性催化劑引發(fā)聚合體系，可降低反應(yīng)溫度和壓力。

　　高壓法生產(chǎn)LDPE將向大型化、管式化方向發(fā)展。而低壓法生產(chǎn)HDPE和LLDPE，主要采用鈦系和絡(luò)系催化劑，歐洲和日本大多采用鈦系催化劑，而美國大多采用絡(luò)系催化劑。

　　目前世界上主要應(yīng)用的聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)共用11種，我國的PE生產(chǎn)工藝有8種。

　　（1）高壓管式和釜式反應(yīng)工藝

　　（2）三井化學(xué)低壓淤液法CX工藝

　　（3）BP氣相法Innovene生產(chǎn)工藝

　　（4）雪佛龍-菲利蒲斯公司雙環(huán)管反應(yīng)器LPE工藝

　　（5）北歐化工北星（Bastar）雙峰工藝

　　（6）低壓氣相法Unipol工藝

　　（7）巴賽爾聚烯烴公司Hostalen工藝

　　（8）Sclartech溶液法生產(chǎn)工藝

　　催化劑技術(shù)：催化劑是PE工工藝關(guān)鍵部分，也是其技術(shù)開發(fā)的焦點(diǎn)。特別是1991年茂金屬催化劑在美國實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，使得PE生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

　　目前世界各大PE生產(chǎn)企業(yè)大都已涉足茂金屬PE（mPE）生產(chǎn)領(lǐng)域，如陶氏化學(xué)、伊士曼、旭化成、阿托菲納、雪佛龍-菲利浦斯等公司。

　　日本旭化成化學(xué)購買陶氏化學(xué)的茂金屬催化劑專利Insite，采用淤漿法生產(chǎn)工藝生產(chǎn)茂金屬高密度聚乙烯（mHDPE），牌號(hào)為Creolex。由于性能優(yōu)越，mPE1995年進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展以來，全球mPE樹脂的消費(fèi)量每年翻一番。預(yù)計(jì)到2010年，全球mPE產(chǎn)能將達(dá)到1700萬噸，其中：mLLDPE為700萬噸、mHDPE為600萬噸。

　　目前PE催化劑已經(jīng)發(fā)展到第三代，日本三井化學(xué)和陶氏化學(xué)合作開發(fā)出新一代茂金屬（Post-metallocene）催化劑。與傳統(tǒng)茂金屬和Z-N型催化劑不同，該催化劑可使極性單體如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等與烯烴共聚，從而可用于開發(fā)具有粘結(jié)性、耐油性及氣體阻隔性能的全新聚烯烴樹脂。

　　我國非常重視PE生產(chǎn)技術(shù)，PE生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新一直被列入國家技術(shù)創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目。針對國內(nèi)PE生產(chǎn)以氣相法工藝為主，產(chǎn)品牌號(hào)切換困難、過渡料多的問題，近年來國內(nèi)PE生產(chǎn)企業(yè)紛紛開展了以現(xiàn)有聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)改造為依托，氣相法聚乙烯冷凝、超冷凝工藝和淤漿法聚乙烯外循環(huán)工藝的開發(fā)工作，并取得實(shí)效。

　　目前我國Uuipol工藝的大部分生產(chǎn)裝置已經(jīng)采用國產(chǎn)冷凝技術(shù)進(jìn)行了改擴(kuò)建，產(chǎn)量已經(jīng)超出裝置原設(shè)計(jì)能力120％～200％。

　　薄膜 低密度聚乙烯總產(chǎn)量的一半以上經(jīng)吹塑制成薄膜,這種薄膜有良好的透明性和一定的抗拉強(qiáng)度,廣泛用作各種食品、衣物、醫(yī)藥、化肥、工業(yè)品的包裝材料以及農(nóng)用薄膜(見彩圖)。也可用擠出法加工成復(fù)合薄膜用于包裝重物。1975年以來，高密度聚乙烯薄膜也得到發(fā)展，它的強(qiáng)度高、耐低溫、防潮，并有良好的印刷性和可加工性。線型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜，其強(qiáng)度、韌性均優(yōu)于低密度聚乙烯，耐刺穿性和剛性也較好，透明性雖較差，仍稍優(yōu)于高密度聚乙烯。此外，還可以在紙、鋁箔或其他塑料薄膜上擠出涂布聚乙烯涂層，制成高分子復(fù)合材料。

　　中空制品 高密度聚乙烯強(qiáng)度較高，適宜作中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用澆鑄法制成槽車罐和貯罐等大型容器。

　　管板材 擠出法可生產(chǎn)聚乙烯管材，高密度聚乙烯管強(qiáng)度較高，適于地下鋪設(shè)。擠出的板材可進(jìn)行二次加工。也可用發(fā)泡擠出和發(fā)泡注射法將高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作臺(tái)板和建筑材料(見建筑用高分子材料)。

　　纖維 中國稱為乙綸，一般采用低壓聚乙烯作原料，紡制成合成纖維。乙綸主要用于生產(chǎn)漁網(wǎng)和繩索，或紡成短纖維后用作絮片，也可用于工業(yè)耐酸堿織物。目前已研制出超高強(qiáng)度聚乙烯纖維（強(qiáng)度可達(dá)3～4GPa）,可用作防彈背心，汽車和海上作業(yè)用的復(fù)合材料。

　　雜品 用注射成型法生產(chǎn)的雜品包括日用雜品、人造花卉、周轉(zhuǎn)箱（見彩圖）、小型容器、自行車和拖拉機(jī)的零件等。制造結(jié)構(gòu)件時(shí)要用高密度聚乙烯。

　　聚乙烯改性 聚乙烯的改性品種主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯和共混改性品種。

　　氯化聚乙烯 以氯部分取代聚乙烯中的氫原子而得到的無規(guī)氯化物。氯化是在光或過氧化物的引發(fā)下進(jìn)行的，工業(yè)上主要采用水相懸浮法來生產(chǎn)。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和殘存結(jié)晶度的不同，可得到從橡膠狀到硬質(zhì)塑料狀的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性劑，以改善聚氯乙烯抗沖擊性能。氯化聚乙烯本身還可作為電絕緣材料和地面材料。

　　氯磺化聚乙烯 當(dāng)聚乙烯與含有二氧化硫的氯作用時(shí),分子中的部分氫原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基團(tuán)取代, 就得到氯磺化聚乙烯。主要的工業(yè)制法為懸浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化學(xué)腐蝕、耐油、耐熱、耐光、耐磨和抗拉強(qiáng)度較好，是一種綜合性能良好的彈性體，可用以制作接觸食品的設(shè)備部件。

　　交聯(lián)聚乙烯 采用輻射法（Ｘ射線、電子射線或紫外線照射等）或化學(xué)法（過氧化物或有機(jī)硅交聯(lián)）使線型聚乙烯成為網(wǎng)狀或體型的交聯(lián)聚乙烯。其中有機(jī)硅交聯(lián)法工藝簡單，操作費(fèi)用低，且成型與交聯(lián)可分步進(jìn)行，宜采用吹塑和注射成型。交聯(lián)聚乙烯的耐熱性、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性及機(jī)械性能均比聚乙烯有較大提高，適于作大型管材、電纜電線以及滾塑制品等。

　　聚乙烯的共混改性 將線型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯摻混后，就可用于加工薄膜及其他制品，產(chǎn)品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡膠共混可制得用途廣泛的熱塑性彈性體。

　　茂金屬聚乙烯

　　茂金屬聚乙烯是一種新穎熱塑性塑料，是90年代聚烯烴工業(yè)最重要的技術(shù)進(jìn)展，是繼LLDPE生產(chǎn)技術(shù)后的一項(xiàng)重要革新。由于它是使用茂金屬(MAO) 為聚合催化劑生產(chǎn)出來的聚乙烯，因此，在性能上與傳統(tǒng)的Ziegler-Natta催化劑聚合而成的PE有顯著的不同。茂金屬催化劑用于合成茂金屬聚乙烯獨(dú)特的優(yōu)良性能和應(yīng)用，引起了市場的普遍關(guān)注，許多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力競相開發(fā)和研究，成為聚烯烴工業(yè)乃至整個(gè)塑料工業(yè)的熱門話題。

　　早期，茂金屬催化劑用于乙烯聚合只能得到分子量為2～3萬的蠟狀物，而且催化活性不高，沒有實(shí)用意義，因而沒有引起重視和推廣。直到1980年，德國漢堡大學(xué)Kaminsky教授發(fā)現(xiàn)用二茂基氯鋯（CP2ZrCl2）和甲基鋁氧烷（MAO）組合的共催化劑在甲苯溶液中進(jìn)行乙烯聚合，催化劑活性能高達(dá)106g-PE/g-Zr，反應(yīng)速度與酶反應(yīng)速度相當(dāng)。MAO是二甲基鋁和水在聚合體系以外條件下合成的高齊聚度甲基鋁氧烷。Kaminsky教授的發(fā)現(xiàn)給茂金屬催化劑研究注入了活力，吸引了眾多公司參與開發(fā)和研究，并取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。1991年美國埃克森（Exxon）公司首次實(shí)現(xiàn)了茂金屬催化劑用于聚烯烴工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)出第一批茂金屬聚乙烯（mPE），其商品名是“Exact”。

　　茂金屬聚烯烴中以mPE的發(fā)展最快和較成熟，主要品種為線型低密度聚乙烯（LLDPE）和甚低密度聚乙烯（VLDPE）。mPE有兩個(gè)系列，一類是以包裝領(lǐng)域?yàn)橹饕繕?biāo)的薄膜用品級(jí)，另一類是以辛烯-1為共聚單體的塑性體，稱為POP（Polyolefine Plastmer）。mPE薄膜品級(jí)具有較低的熔點(diǎn)和明顯的熔區(qū)，并且在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味方面等明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯，可用于生產(chǎn)重包裝袋、金屬垃圾箱內(nèi)襯、食品包裝、拉伸薄膜等。

　　目前，茂金屬線型低密度聚乙烯消費(fèi)量占線型低密度聚乙烯總消費(fèi)量的15%左右，預(yù)計(jì)到2010年這一比例將達(dá)到22%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上茂金屬聚乙烯年產(chǎn)量約為1500多萬噸，其中用于食品包裝領(lǐng)域的產(chǎn)品約占總消費(fèi)量的36%，非食品包裝約占47%，其他方面（醫(yī)藥、汽車和建筑等）約占17%。

　　聚乙烯在合成樹脂中產(chǎn)量最大、發(fā)展最快、品種開發(fā)最活躍，能否實(shí)現(xiàn)聚乙烯的高性能化，很大程度上取決于催化劑的性能。茂金屬催化劑具有優(yōu)異的催化共聚能力，它能使大多數(shù)共聚體與乙烯共聚，并且能夠使極性單體催化聚合，而使用傳統(tǒng)催化劑很難實(shí)現(xiàn)；在環(huán)烯聚合方面，傳統(tǒng)催化劑只能開環(huán)聚合，而用茂金屬催化劑能雙鍵加成聚合。

　　因?yàn)樵S多發(fā)達(dá)國家紛紛采用茂金屬線型低密度聚乙烯替代常規(guī)的線型低密度聚乙烯，今后茂金屬線型低密度聚乙烯的年均消費(fèi)增長率將高于線型低密度聚乙烯，達(dá)到15%。未來發(fā)達(dá)國家線型低密度聚乙烯產(chǎn)量增長的近一半將來自于茂金屬線型低密度聚乙烯，預(yù)計(jì)美國市場茂金屬線型低密度聚乙烯需求量將增長至2009年的134萬噸。

標(biāo)簽：乙烯污染周邊