合成树脂及塑料ppt课件.ppt

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1、高聚物合成技术高聚物合成技术高聚物合成技术高聚物合成技术第三章第三章 合成树脂及塑料合成树脂及塑料主讲人：张立新主讲人：张立新主讲人：张立新主讲人：张立新概概 述述知识知识知识知识目标目标目标目标1.1.1.1.掌握塑料的分类及应用掌握塑料的分类及应用掌握塑料的分类及应用掌握塑料的分类及应用2.2.2.2.掌握几种常用塑料的生产技术及制品的应用掌握几种常用塑料的生产技术及制品的应用掌握几种常用塑料的生产技术及制品的应用掌握几种常用塑料的生产技术及制品的应用能力能力能力能力目标目标目标目标 能正确选择生产方法，学会生产过程及能正确选择生产方法，学会生产过程及能正确选择生产方法，学会生产过程及能正

2、确选择生产方法，学会生产过程及合理的工艺条件确定合理的工艺条件确定合理的工艺条件确定合理的工艺条件确定合成树脂合成树脂合成树脂合成树脂由单体合成或天然高由单体合成或天然高由单体合成或天然高由单体合成或天然高聚物改性获得聚物改性获得聚物改性获得聚物改性获得第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料树脂树脂 指遇热变软，具有可塑性的天然高指遇热变软，具有可塑性的天然高分子化合物的统称。分子化合物的统称。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固体。一般是无定型的透明或半透明的固体或半固体。天然树脂天然树脂天然树脂天然树脂 天然橡胶、树胶、虫天然橡胶、树胶、虫天然橡胶、树胶、虫天然橡胶、树胶、虫胶、琥珀等胶、琥珀

3、等胶、琥珀等胶、琥珀等按按按按来源来源来源来源分类分类分类分类第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料树脂的树脂的树脂的树脂的用途用途用途用途离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂离子交换树脂合成塑料合成塑料合成塑料合成塑料涂料涂料涂料涂料黏合剂黏合剂黏合剂黏合剂合成纤维合成纤维合成纤维合成纤维合成橡胶合成橡胶合成橡胶合成橡胶第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料塑料塑料 是以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添是以树脂为主要成分，适当加入（或不加）添加剂（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），可在一加剂（填料、增塑剂、稳定剂、颜料等），可在一定温度、压力下塑化成型，而产品最后能在常温下定温度、压力下塑化成型，而产

4、品最后能在常温下保持形状不变的一类高分子材料。保持形状不变的一类高分子材料。树脂树脂树脂树脂是纯的高聚物是纯的高聚物是纯的高聚物是纯的高聚物塑料与树脂塑料与树脂塑料与树脂塑料与树脂区区区区 别别别别塑料塑料塑料塑料是以树脂主的是以树脂主的是以树脂主的是以树脂主的高聚物制品高聚物制品高聚物制品高聚物制品第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料一一塑料的分类塑料的分类按按按按塑料受热后性能变化塑料受热后性能变化塑料受热后性能变化塑料受热后性能变化分类分类分类分类:热塑性塑料热塑性塑料热塑性塑料热塑性塑料 成型后再加成型后再加热重新软化加工热重新软化加工而化学组成不变而化学组成不变的一类塑料的一类塑料 可溶

5、可熔可溶可熔 如聚氯乙烯、如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯聚乙烯、聚丙烯等。等。成型后不能成型后不能再加热重新软化再加热重新软化加工的一类塑料加工的一类塑料不溶不熔不溶不熔 如酚醛树脂、如酚醛树脂、氨基树脂、不饱氨基树脂、不饱和聚酯、环氧树和聚酯、环氧树脂等。脂等。热固性塑料热固性塑料热固性塑料热固性塑料第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料热塑性塑料的主要成型方法量热塑性塑料的主要成型方法量热塑性塑料的主要成型方法量热塑性塑料的主要成型方法量合成树脂合成树脂（线性高聚物）（线性高聚物）添加剂添加剂混炼混炼造粒造粒热塑性热塑性塑料塑料压制成型压制成型注塑成型注塑成型挤出成型挤出成型吹塑成型吹塑成型压延成型

6、压延成型发泡成型发泡成型人造革制造人造革制造层层 压压板板 材材人造革人造革泡沫塑料泡沫塑料塑料薄膜塑料薄膜连续状管、带、连续状管、带、线状制品线状制品一定形状的一定形状的模塑制品模塑制品空心瓶、桶状空心瓶、桶状制品、薄膜制品、薄膜第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料热固性塑料的主要成型方法量热固性塑料的主要成型方法量热固性塑料的主要成型方法量热固性塑料的主要成型方法量合成树脂合成树脂（活性低聚物）（活性低聚物）添加剂（填料等）添加剂（填料等）混合混合粉碎粉碎干燥干燥浸渍浸渍压塑粉压塑粉层压成型层压成型模压成型模压成型一定形状一定形状塑料制品塑料制品层压板层压板增强塑料增强塑料注塑成型注塑成型第一

7、节树脂与塑料第一节树脂与塑料一一塑料的分类塑料的分类按按按按使用范围和性能使用范围和性能使用范围和性能使用范围和性能分类分类分类分类通用塑料通用塑料通用塑料通用塑料一般指产量大、一般指产量大、用途广、成型性用途广、成型性好、价廉的材料，好、价廉的材料，仅作为非结构性仅作为非结构性材料。材料。产量较小，产量较小，价格较高，并具价格较高，并具有优良特性的塑有优良特性的塑料。料。工程塑料工程塑料工程塑料工程塑料 一般指具有一般指具有特种功能（如耐特种功能（如耐热、自润滑等），热、自润滑等），可应用于特殊要可应用于特殊要求的塑料。求的塑料。如有机硅塑料。如有机硅塑料。特种塑料特种塑料特种塑料特种塑料四

8、大通用塑料：四大通用塑料：PE、PP、PVC、PS五大工程塑料：五大工程塑料：PA、PC、POM、PPO、PBT（ABS）第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料一一塑料的分类塑料的分类按按按按塑料的组分塑料的组分塑料的组分塑料的组分分类分类分类分类单组分塑料单组分塑料单组分塑料单组分塑料合成树脂合成树脂+少量助剂少量助剂PE塑料、塑料、PS塑料、塑料、PMMA塑料、塑料、PP塑料塑料合成树脂合成树脂+大量助剂大量助剂PVC塑料、酚醛塑塑料、酚醛塑料、氨基塑料料、氨基塑料多组分塑料多组分塑料多组分塑料多组分塑料第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料塑料的产量及应用塑料的产量及应用二农业农业农业农业包装包装包

9、装包装日用日用日用日用工业工业工业工业建筑建筑建筑建筑20192019年年年年26402640万吨万吨万吨万吨产产 量量第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料塑料材料的特点塑料材料的特点三三与金属相比较，塑料材料有以下与金属相比较，塑料材料有以下优点优点优点优点：比重小比重小 ；比强度高比强度高 ；化学稳定性好；化学稳定性好；优良的电绝缘性能优良的电绝缘性能 ；优良的耐磨、减磨和自润滑性能优良的耐磨、减磨和自润滑性能 ；优良的吸震性、抗冲击性、抗疲劳性及消声；优良的吸震性、抗冲击性、抗疲劳性及消声；耗能少。耗能少。第一节树脂与塑料第一节树脂与塑料塑料材料的特点塑料材料的特点三三不足之处不足之处不足之

10、处不足之处：机械强度和硬度不及金属材料高；机械强度和硬度不及金属材料高；耐热性也低于金属、陶瓷等材料；耐热性也低于金属、陶瓷等材料；导热性较差；导热性较差；吸湿性比金属大；吸湿性比金属大；易老化；易老化；蠕变性以及膨胀收缩变形较大。蠕变性以及膨胀收缩变形较大。上述缺点或多或少地限制了工程塑料的使用范围，但可以通过共混、上述缺点或多或少地限制了工程塑料的使用范围，但可以通过共混、共聚、填充等方法减少或克服。共聚、填充等方法减少或克服。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料中压法中压法高压法高压法低压法低压法按压力分

11、三种生产方法按压力分三种生产方法按压力分三种生产方法按压力分三种生产方法各有优缺点各有优缺点各有优缺点各有优缺点工业上并存工业上并存工业上并存工业上并存第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料按按聚合压力聚合压力分类分类高压聚乙烯高压聚乙烯高压聚乙烯高压聚乙烯低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPELDPE）1中压聚乙烯中压聚乙烯中压聚乙烯中压聚乙烯高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPEHDPE）2低压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯低压聚乙烯高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（

12、高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPEHDPE）3第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料按按密度大小密度大小分类分类低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（LDPE）：）：0.9100.925 g/cm31低密度聚乙烯（低密度聚乙烯（MDPE）：）：2高密度聚乙烯（高密度聚乙烯（HDPE）：）：0.9410.965g/cm33线性低密度聚乙烯（线性低密度聚乙烯（LLDPE）4第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料按按分子量大小分子量大小分类分类

13、10001200 低分子量聚乙烯低分子量聚乙烯1 11万以下万以下 中分子量聚乙烯中分子量聚乙烯2 1125万万 高分子量聚乙烯高分子量聚乙烯3 325150万万 特高分子量聚乙烯特高分子量聚乙烯4 4150万以上万以上 超高分子量聚乙烯超高分子量聚乙烯5第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较聚乙烯生产方法（高压法、中压法、低压法）比较比较项目比较项目比较项目比较项目高压法高压法高压法高压法中压法中压法中压法中压法低压法低压法低压法低压法操作条件操作条件聚合压力，聚合压

14、力，MPaMPa聚合温度，聚合温度，引发剂引发剂98.1-245.298.1-245.2150-330150-330微量氧或有机过氧化微量氧或有机过氧化物物2-72-7125-150125-150金属氧化物金属氧化物2 26060齐格勒齐格勒-纳塔引发剂纳塔引发剂转化率，转化率，%16-2716-27接近接近100100接近接近100100反应机理反应机理自由基型自由基型配位离子型配位离子型配位离子型配位离子型实施方法实施方法气相本体聚合气相本体聚合液相悬浮聚合液相悬浮聚合液相悬浮聚合液相悬浮聚合工艺流程工艺流程简单简单复杂复杂复杂复杂结构性能结构性能大分子支化程度大分子支化程度相对密度相对密

15、度纯度纯度热变形温度，热变形温度，高高低（低（0.910-0.9250.910-0.925）高高50 50，较软，较软介于两者之间介于两者之间居中（居中（0.926-0.926-0.9400.940）基本与低压法相同基本与低压法相同基本与低压法相同基本与低压法相同大分子排列整齐大分子排列整齐高（高（0.941-0.9700.941-0.970）产品含有引发剂残基产品含有引发剂残基7878，较硬，较硬 建设投资建设投资高高低低低低操作费用操作费用低低高高高高第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 一、主要原料一、主

16、要原料一、主要原料一、主要原料乙烯最简单的乙烯最简单的乙烯最简单的乙烯最简单的烯烃，无色可烯烃，无色可烯烃，无色可烯烃，无色可燃性气体燃性气体燃性气体燃性气体乙烯乙烯CH2=CH2第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺聚合聚合聚合聚合机理机理机理机理自由基聚合反应自由基聚合反应自由基聚合反应自由基聚合反应聚合聚合聚合聚合方法方法方法方法气相气相气相气相本体聚合本体聚合本体聚合本体聚合引发剂

17、引发剂引发剂引发剂微量氧或有机过氧化物微量氧或有机过氧化物微量氧或有机过氧化物微量氧或有机过氧化物产物产物产物产物低密度聚乙烯（反应温度高，易发生向大分子链的转移而低密度聚乙烯（反应温度高，易发生向大分子链的转移而低密度聚乙烯（反应温度高，易发生向大分子链的转移而低密度聚乙烯（反应温度高，易发生向大分子链的转移而形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小）形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小）形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小）形成长支链和短支链产物，造成产物结晶度低、密度小）1.1.聚合原理聚合原理聚合原理聚合原理第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙

18、烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺(一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（1）乙烯纯度乙烯纯度纯度纯度99.9%第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要

19、工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件(2)(2)引发剂引发剂氧氧：用量用量0.003%0.003%0.007%0.007%；有机过氧化物有机过氧化物：溶解在液体石蜡中，配溶解在液体石蜡中，配制成制成1%-25%1%-25%的溶液。的溶液。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（3 3）相对分子质量调节剂）相对分子质量调节

20、剂活性活性：丙烯丙烷乙烷：丙烯丙烷乙烷第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（4 4）添加剂）添加剂抗氧剂抗氧剂抗氧剂抗氧剂 4-4-4-4-甲基甲基甲基甲基-2-2-2-2，6-6-6-6-二叔丁基苯酚二叔丁基苯酚二叔丁基苯酚二叔丁基苯酚润滑剂润滑剂润滑剂润滑剂 可用油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、可用油酸酰胺或硬脂酸

21、铵、油酸铵、可用油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、可用油酸酰胺或硬脂酸铵、油酸铵、亚麻仁油酸三者的混合物。亚麻仁油酸三者的混合物。亚麻仁油酸三者的混合物。亚麻仁油酸三者的混合物。开口剂开口剂开口剂开口剂 用高分散的硅胶、铝胶或其混合物。用高分散的硅胶、铝胶或其混合物。用高分散的硅胶、铝胶或其混合物。用高分散的硅胶、铝胶或其混合物。抗静电剂抗静电剂抗静电剂抗静电剂 以上添加剂的种类和用量根据生产的以上添加剂的种类和用量根据生产的以上添加剂的种类和用量根据生产的以上添加剂的种类和用量根据生产的聚乙烯牌号和用途加于聚乙烯树酯中。聚乙烯牌号和用途加于聚乙烯树酯中。聚乙烯牌号和用途加于聚乙烯树酯中。聚乙烯牌号

22、和用途加于聚乙烯树酯中。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（5 5）聚合温度）聚合温度取决于引发剂的种类。取决于引发剂的种类。取决于引发剂的种类。取决于引发剂的种类。氧氧氧氧：230230230230 有机过氧化物有机过氧化物有机过氧化物有机过氧化物：150150150150第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第

23、二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（6 6）聚合压力）聚合压力108-245108-245108-245108-245MPaMPaMPaMPa，高低取决于聚高低取决于聚高低取决于聚高低取决于聚乙烯生产牌号，压力越大产乙烯生产牌号，压力越大产乙烯生产牌号，压力越大产乙烯生产牌号，压力越大产物相对分子质量越大。物相对分子质量越大。物相对分子质量越大。物相

24、对分子质量越大。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺(一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（7 7）聚合转化率与产率）聚合转化率与产率 乙烯单程聚合转化率为乙烯单程聚合转化率为乙烯单程聚合转化率为乙烯单程聚合转化率为16%-27%16%-27%16%-27%16%-27%，未反应单体经冷却循，未反应单体经冷却循，未反应单体经冷却循，未反应单体经冷却循环使

25、用，总产率为环使用，总产率为环使用，总产率为环使用，总产率为95%95%95%95%。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺2.2.聚合主要聚合主要聚合主要聚合主要 工艺条件工艺条件工艺条件工艺条件（8 8）聚合产物的相对分子质量测定）聚合产物的相对分子质量测定 相对分子质量范围相对分子质量范围相对分子质量范围相对分子质量范围10000-5000010000-5000010000-5000

26、010000-50000，重均，重均，重均，重均相对分子质量控制在相对分子质量控制在相对分子质量控制在相对分子质量控制在100000100000100000100000以上。以上。以上。以上。一般通过熔融指数（一般通过熔融指数（一般通过熔融指数（一般通过熔融指数（MIMIMIMI）法测定，其法测定，其法测定，其法测定，其对应关系如下：对应关系如下：对应关系如下：对应关系如下：熔融熔融指数指数数均相对数均相对分子质量分子质量熔融熔融指数指数数均相对数均相对分子质量分子质量熔融熔融指数指数数均相对数均相对分子质量分子质量20.920.96.46.4240002400028000280001.81.

27、80.250.25320003200048000480000.0050.0050.0010.001530005300076007600第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺(一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺3.3.乙烯高压乙烯高压乙烯高压乙烯高压 聚合生产聚合生产聚合生产聚合生产 工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程 生产过程（四个工段）生产过程（四个工段）生产过程（四个工段）生产过程（四个工段）压缩压缩压缩压缩聚合聚合聚合聚合

28、分离分离掺合掺合第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺3.3.乙烯高压乙烯高压乙烯高压乙烯高压 聚合生产聚合生产聚合生产聚合生产 工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程乙烯乙烯乙烯乙烯一次压缩一次压缩一次压缩一次压缩二次压缩二次压缩二次压缩二次压缩气相聚合气相聚合气相聚合气相聚合高压分离器高压分离器高压分离器高压分离器低压分离器低压分离器低压分离器低压分离器挤出切粒挤出切粒挤出切粒挤出切粒PEP

29、E粒状树脂粒状树脂粒状树脂粒状树脂引发剂引发剂引发剂引发剂优点：优点：优点：优点：流程比较简单，流程比较简单，流程比较简单，流程比较简单，产品性能良好，用途。产品性能良好，用途。产品性能良好，用途。产品性能良好，用途。缺点：缺点：缺点：缺点：对设备和自动化对设备和自动化对设备和自动化对设备和自动化要求高。要求高。要求高。要求高。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺3.3.乙烯高压聚合生产

30、工艺流程乙烯高压聚合生产工艺流程乙烯高压聚合生产工艺流程乙烯高压聚合生产工艺流程掺掺合合侧侧123456789101112131415161718192021232222222425乙烯乙烯1.18MPa29.43MPa113196.20MPa冷却水冷却水溢溢流流侧侧第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (一）乙烯高压聚合生产工艺一）乙烯高压聚合生产工艺4.4.聚合反应设备聚合反应设备聚合反应设备聚合反应设备比较项目比较项目釜式反应器高压

31、法釜式反应器高压法管式反应器高压法管式反应器高压法压力压力温度温度反应带走的热量反应带走的热量平均停留时间平均停留时间生产能力生产能力物料流动状态物料流动状态反应器内表面清洗方法反应器内表面清洗方法共聚条件共聚条件能否防止乙烯分解能否防止乙烯分解产品相对分子质量的分布产品相对分子质量的分布长支链长支链微粒凝胶微粒凝胶108-245.2108-245.2MPaMPa，可保持稳定可保持稳定可严格控制在可严格控制在130-280 130-280 10%10%10-12010-120s s之内之内可在较大范围内变化可在较大范围内变化在每一反应区内充分混合在每一反应区内充分混合不需要特别清洗不需要特别清

32、洗可在广范围内共聚可在广范围内共聚反应易控制，可防乙烯分解反应易控制，可防乙烯分解窄窄多多少少约为约为323.6323.6MPaMPa，管内产生压力降管内产生压力降可高达可高达330 330，管内温度差较大，管内温度差较大30%30%与反应器的尺寸有关。约与反应器的尺寸有关。约60-30060-300取决于反应器的参数取决于反应器的参数接近柱塞流动，中心至管壁层流接近柱塞流动，中心至管壁层流用压力脉冲法清洗用压力脉冲法清洗只可以与少量其他单体共聚只可以与少量其他单体共聚难以防止偶然解聚难以防止偶然解聚宽宽少少多多第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEP

33、EPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺1.1.工艺路线工艺路线工艺路线工艺路线（两条）（两条）（两条）（两条）1 乙烯为单体，乙烯为单体，烷烃为溶剂，烷烃为溶剂，CrO3-Al2O3-SiO2为引发剂，在为引发剂，在150 150，4.94.9MPaMPa下聚合。下聚合。2 乙烯为单体，乙烯为单体，脂肪烃或芳烃为脂肪烃或芳烃为溶剂，以溶剂，以MOO3-Al2O3或氧化镍或氧化镍-活性炭为引发剂，活性炭为引发剂，在在200-260200-260，6.876.87MPaMP

34、a下聚合。下聚合。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺2.2.主要工艺主要工艺主要工艺主要工艺条件条件条件条件单体单体 纯度纯度99.9%99.9%13溶剂溶剂采用采用C C5 5-C-C1212的石蜡烃或环烷的石蜡烃或环烷烃。烃。2引发剂引发剂 用用CrOCrO3 3分散分散于于AlAl2 2O O3 3-SiO-SiO2 2组组成的载体上的固成的载体上的固体引发剂。体引发剂。第二节聚

35、乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺2.2.主要工艺主要工艺主要工艺主要工艺条件条件条件条件140050060070080020304050活化温度（活化温度（）相相对对分分子子 质质量量103引发剂活性引发剂活性引发剂活性引发剂活性聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的条件条件条件条件第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及

36、塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺2.2.主要工艺主要工艺主要工艺主要工艺条件条件条件条件聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的条件条件条件条件29090 10010013013015015017017020204040100100140140110110 12012014014016016060608080120120反应温度（反应温度（反应温度（反应温度（）相相相相对对对对分分分分子子子子质质质质量量量量10103 3反应温度反应温度反应温度反应温度第二

37、节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺2.2.主要工艺主要工艺主要工艺主要工艺条件条件条件条件聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的聚合主要控制的条件条件条件条件30 07 7141421212828353510102020303040405050相相相相对对对对分分分分子子子子质质质质量量量量10103 3聚合压力，聚合压力，聚合压力，聚合压力，MPaMPa反应压力反应压力反应压力反应压

38、力第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 (二）乙烯中压聚合生产工艺二）乙烯中压聚合生产工艺3.3.乙烯中压乙烯中压乙烯中压乙烯中压聚合工艺流聚合工艺流聚合工艺流聚合工艺流程程程程异辛烷1234567乙烯异辛烷引发剂聚合物乙烯异辛烷第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚

39、合工艺（三）乙烯低压聚合工艺1.1.聚合原理聚合原理聚合原理聚合原理聚合机理：配位阴离子聚合聚合机理：配位阴离子聚合聚合机理：配位阴离子聚合聚合机理：配位阴离子聚合引发剂：烷基铝和引发剂：烷基铝和引发剂：烷基铝和引发剂：烷基铝和TiClTiCl4 4或或或或TIClTICl3 3组成的配合物组成的配合物组成的配合物组成的配合物压力压力压力压力:常压；温度：常压；温度：常压；温度：常压；温度：60607575产品：高密度聚乙烯产品：高密度聚乙烯产品：高密度聚乙烯产品：高密度聚乙烯低压聚合对乙烯单体纯度的要求（体积分数）低压聚合对乙烯单体纯度的要求（体积分数）低压聚合对乙烯单体纯度的要求（体积分数

40、）低压聚合对乙烯单体纯度的要求（体积分数）第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺2.2.聚合的工聚合的工聚合的工聚合的工艺条件艺条件艺条件艺条件单体单体单体单体：纯度：纯度：纯度：纯度99.9%99.9%99.9%99.9%（1 1 1 1）主要）主要）主要）主要原料原料原料原料乙烯，乙烯，%丙烯，丙烯，%乙烷及甲烷，乙烷及甲烷，%丁二烯，丁二烯，%乙炔，乙炔，%丙酮，丙酮，%甲醇，甲醇，%氨，

41、氨，%99990.020.021 10.00020.00020.00010.00010.00050.00050.00050.00050.0010.001NONO及及NONO2 2，%N N2 2O O，%总硫量，总硫量，%水，水，%O O2 2，%COCO2 2，%COCO，%0.00050.00050.00020.00020.00020.00020.00050.00050.00050.00050.00020.00020.00020.0002第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产

42、工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺2.2.聚合的工聚合的工聚合的工聚合的工艺条件艺条件艺条件艺条件（1 1 1 1）主要）主要）主要）主要原料原料原料原料 聚乙烯的特性聚乙烯的特性黏度随黏度随Al/TiAl/Ti的增加的增加而增大（如图所示）而增大（如图所示）当配比为当配比为1 1:1-1:2:1-1:2时，时，引发剂在反应介质引发剂在反应介质中的浓度为中的浓度为0.5-0.5-1.01.0g/Lg/L。012351015Al/Ti(mol)AlR2Cl/TiCl4AlR3/TiCl4特特性性粘粘度度Al/Ti比对聚合的影响比对聚合的影响催化

43、剂催化剂催化剂催化剂:Al/Ti第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺2.2.聚合的工聚合的工聚合的工聚合的工艺条件艺条件艺条件艺条件 精制后的烃类，精制后的烃类，精制后的烃类，精制后的烃类，如汽油、环已烷等如汽油、环已烷等如汽油、环已烷等如汽油、环已烷等;主要起分散和稀释作主要起分散和稀释作主要起分散和稀释作主要起分散和稀释作用。用。用。用。溶溶溶溶 剂剂剂剂（1 1 1 1）主要）主要）主要

44、）主要原料原料原料原料第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺2.2.聚合的工聚合的工聚合的工聚合的工艺条件艺条件艺条件艺条件(2)(2)(2)(2)工艺工艺工艺工艺条件条件条件条件合适的温度合适的温度范围为范围为60-60-7070 40608010012014001230102030405060聚合温度（）特性粘度二小时的收率特性黏度特性黏度高活性引发剂低活性引发剂收率收率聚合温度的影响聚合温

45、度聚合温度聚合温度聚合温度第二节第二节第二节第二节聚乙烯聚乙烯聚乙烯聚乙烯树脂（树脂（树脂（树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺2.2.聚合的工聚合的工聚合的工聚合的工艺条件艺条件艺条件艺条件(2)(2)(2)(2)工艺工艺工艺工艺条件条件条件条件 对采用高活对采用高活性催化剂影响较性催化剂影响较小，对采用低活小，对采用低活性催化剂影响较性催化剂影响较大。合适的范围大。合适的范围控制在控制在0-9810-981kPakPa。00.20.40.60.80100

46、20030040050012345高活性引发剂高活性引发剂聚合压力对聚合速率的影响聚合压力，MPa乙烯的吸收速率，L/h聚合压力聚合压力聚合压力聚合压力第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺二、聚乙烯生产工艺 （三）乙烯低压聚合工艺（三）乙烯低压聚合工艺3.3.乙烯低压聚合工乙烯低压聚合工乙烯低压聚合工乙烯低压聚合工艺流程艺流程艺流程艺流程重组分三乙基铝四氯化钛乙烯引发剂配制精制处理水处理水聚乙烯成品造粒过滤干燥干燥干燥精制循环稀释剂闪蒸闪蒸去分馏轻组分湿聚

47、合物稀释剂反应器精馏塔分馏塔回馏罐第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途1.1.聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的结构结构结构结构依据聚合方法依据聚合方法的不同，其产的不同，其产物结构不同物结构不同 高压法高压法高压法高压法低密度聚乙烯低密度聚乙烯低密度聚乙烯低密度聚乙烯相对分子质相对分子质量为量为25000250005000050000，结晶，结晶度为度为5 50-60%0-60%，密度，密度0.91

48、-0.91-0.930.93。中压法中压法中压法中压法相对分子质相对分子质量为量为45000450005000050000，结晶，结晶度为度为85%85%以上。以上。低压法低压法低压法低压法高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯高密度聚乙烯相对分子质量一相对分子质量一般小于般小于350000350000，结晶度结晶度80%80%以上，以上，密度为密度为0.920.920.970.97，超过，超过10000001000000的为超的为超高相对分子质量高相对分子质量聚乙烯聚乙烯第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 三

49、、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途1.1.聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的结构结构结构结构按照聚乙烯的按照聚乙烯的按照聚乙烯的按照聚乙烯的结构性能可以结构性能可以结构性能可以结构性能可以分为分为分为分为HDPEHDPE、LDPELDPE、UHMWPEUHMWPE、LLDPELLDPE和茂金和茂金属聚乙烯，此外，还有改性品种如属聚乙烯，此外，还有改性品种如乙烯乙烯-醋酸乙烯酯（醋酸乙烯酯（EVAEVA）和氯化聚和氯化聚乙烯（乙烯（CPECPE）等。等。第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂

50、（PEPEPEPE）及塑料）及塑料）及塑料）及塑料 三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途三、聚乙烯的结构、性能、用途2.2.聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的聚乙烯的性能性能性能性能 聚乙烯树脂为聚乙烯树脂为无毒、无味的白色无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡呈乳白色，有似蜡的手感，吸水率低。的手感，吸水率低。(1)(1)一般性能一般性能 耐穿刺性好，耐穿刺性好，其中其中LLDPELLDPE最好。最好。LDPE LDPE 软软,HDPEHDPE硬硬(2)(2)力学性能力学性能第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（第二节聚乙烯树脂（