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第1章 绪论 1

1.1 历史沿革和开发进程 1

1.1.1 高压聚乙烯工艺的开发 1

1.1.2 二战后高压聚乙烯的应用开发 2

1.1.3 高密度聚乙烯(HDPE)的开发 5

1.1.4 聚乙烯共聚物的开发 7

1.1.5 小结 10

1.2 聚乙烯树脂的应用 10

1.2.1 高密度聚乙烯(HDPE) 10

1.2.2 高压低密度聚乙烯(HP-LDPE) 11

1.2.3 线性低密度聚乙烯(LLDPE) 12

1.3 国外现状 13

1.3.1 聚乙烯树脂在合成树脂中的地位 13

1.3.2 生产能力状况 15

1.3.3 需求及供需平衡状况 20

1.3.4 市场状况 24

1.4 我国聚乙烯工业状况 30

1.4.1 生产装置技术及投产情况 30

1.4.2 需求和消费情况 34

1.4.3 生产情况 38

1.4.4 供需情况 43

1.4.5 小结 46

参考文献 48

第2章 聚乙烯树脂的结构和性能 51

2.1 支化聚乙烯——HP-LDPE的分子结构 54

2.1.1 HP-LDPE短支链 54

2.1.2 HP-LDPE长支链 56

2.1.3 HP-LDPE的不饱和结构和低分子化合物 57

2.1.4 HP-LDOE共聚物组成 58

2.2 线型聚乙烯(HDPE，LLDPE)的分子结构 61

2.3 聚乙烯的晶体结构、密度和熔点 64

2.3.1 晶胞结构及其参数 64

2.3.2 球晶的生长过程和结构 65

2.3.3 HDPE晶体结构和形态 66

2.3.4 HP-LDPE的结晶度、熔点和密度 68

2.3.5 LLDPE的晶态、密度和熔点 69

2.3.6 聚乙烯结晶度的测定 72

2.4 聚乙烯的二级相转变及松弛现象 73

2.5 聚乙烯的物理机械性能 74

2.5.1 聚乙烯的拉伸力学性能 75

2.5.3 聚乙烯的冲击强度与脆点 85

2.5.2 聚乙烯的蠕变及应力松弛 85

2.5.4 聚乙烯的抗应力开裂性 86

2.5.5 聚乙烯基本结构参数与性能的关系 87

2.6 聚乙烯的其他性能 89

2.6.1 电性能 89

2.6.2 化学性能 90

2.6.3 渗透性能 90

2.6.5 聚乙烯的流变行为 91

2.6.4 聚乙烯的热裂解及稳定作用 91

2.6.6 溶液性能 93

2.7 新型聚乙烯树脂 95

2.7.1 新型聚乙烯树脂的含义 95

2.7.2 易加工的LLDPE树脂 96

2.7.3 基于茂金属的LLDPE 99

2.7.4 基于非茂金属的单活性位催化剂的LLDPE 104

参考文献 107

3.1 分类和命名 109

3.1.1 聚乙烯的分类和命名 109

第3章 性能表征和测试 109

3.1.2 超高分子量聚乙烯的分类和命名 113

3.2 分子结构、相态和组分的分析和表征 114

3.2.1 分子量及分子量分布 115

3.2.2 光谱分析 119

3.2.3 热分析 123

3.3 熔体性能试验 130

3.3.1 熔体流动速率 130

3.3.2 毛细管流变和狭缝口模流变 131

3.3.4 熔体强度 132

3.3.3 阻尼流变 132

3.3.5 口模膨胀 133

3.4 试样制备 134

3.4.1 压塑试样 134

3.4.2 注塑试样 135

3.4.3 薄膜试样 135

3.4.4 试样的状态调节 136

3.5 力学性能试验 136

3.5.1 拉伸试验 137

3.5.2 压缩试验 137

3.5.3 弯曲试验 138

3.5.4 冲击试验 139

3.5.5 撕裂强度 143

3.6 耐应力开裂试验 143

3.7 燃烧试验 144

3.7.1 氧指数 144

3.7.2 水平和垂直燃烧 145

3.8 电性能试验 146

3.8.2 体积电阻率和表面电阻率 147

3.8.1 介电试验 147

3.8.3 介电强度 148

3.8.4 对比电弧径迹指数 149

3.9 其他性能试验 149

3.9.1 吸水性 149

3.9.2 密度 150

3.9.3 粘数(比浓粘度) 151

附录1 聚乙烯一般性能和试验条件(选自ISO 10350.1) 152

附录2 GB、ISO、ASTM标准对照 156

参考文献 157

4.1 聚合过程的改性 160

第4章 聚乙烯的改性 160

4.1.1 高压法生产聚乙烯均聚物 161

4.1.2 高压法生产乙烯与极性单体的共聚物 166

4.1.3 生产工艺对线型聚乙烯的改性作用 169

4.1.4 共聚单体对线型聚乙烯的改性作用 179

4.1.5 催化剂对线型聚乙烯的改性作用 180

4.1.6 小结 184

4.2 聚合后处理过程的改性 185

4.2.1 聚乙烯抗热氧化作用 186

4.2.2 聚乙烯的光稳定化作用 198

4.3 成品树脂的改性 208

4.3.1 塑料制品的改性 208

4.3.2 化学改性成聚乙烯的衍生物 212

4.4 聚合填充法聚乙烯 212

参考文献 215

第5章 聚乙烯薄膜 219

5.1 聚乙烯薄膜开发进程 219

5.2 聚乙烯薄膜的市场和应用 221

5.3 聚乙烯薄膜的性能测试和标准化 230

5.3.1 分子基本参数 230

5.3.2 力学性能 231

5.3.3 物化性能 232

5.3.4 光学及外观性能 233

5.3.5 我国聚乙烯薄膜制品的标准 233

5.4 膜用高压低密度聚乙烯(HP-LDPE)树脂 235

5.4.1 概况 235

5.4.2 典型的HP-LDPE树脂和薄膜的性能及其加工条件 236

5.4.3 加工原则 241

5.5 膜用线型低密度聚乙烯(LLDPE)树脂 247

5.5.1 概况 247

5.5.2 典型的LLDPE树脂和薄膜的性能及其加工条件 249

5.5.3 加工原则 252

5.5.4 掺混作用 253

5.5.5 熔体破裂 258

5.6 膜用很低/超低密度聚乙烯(VLDPE/ULDPE)树脂 258

5.6.1 概况 258

5.6.2 典型的膜用VLDPE/ULDPE树脂和薄膜性能 259

5.6.3 加工原则 262

5.7 膜用高密度聚乙烯(HDPE)树脂 263

5.7.1 概况 263

5.7.2 典型的HDPE膜用树脂和薄膜性能及其加工条件 264

5.7.3 双轴取向和膜泡的几何形状 267

5.7.4 加工原则 269

5.8 膜用乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)树脂 271

5.8.1 概况 271

5.8.2 膜用EVA树脂及薄膜性能 273

5.8.3 加工原则 275

5.9 膜用乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)树脂 275

5.9.1 概况 275

5.10.1 概况 277

5.10 膜用乙烯-(甲基)丙烯酸E(M)AA共聚物 277

5.9.2 加工原则 277

5.10.2 加工原则 279

5.11 膜用离子聚合物(Ionomer) 279

5.11.1 概况 279

5.11.2 加工原则 282

5.12 簿膜挤出工艺 283

5.12.1 概况 283

5.12.2 供料工序 284

5.12.3 挤出工序 284

5.12.4 成膜及冷却工序 285

5.12.5 后处理工序 289

5.13 共挤出工艺 290

5.13.1 概况 290

5.13.2 共挤出设备 291

5.13.3 共挤吹管膜口模 292

5.13.4 共挤流延口模 292

5.13.5 共挤用聚合物的选择 295

5.13.6 共挤膜的操作原则 299

5.14.1 挤出螺杆的任务 301

5.14 挤出螺杆与挤出机 301

5.14.2 螺杆和机筒的结构 302

5.14.3 挤出机的功能 307

5.14.4 机筒及螺杆的结构材料 311

5.14.5 驱动机电设施 312

5.15 挤吹膜成膜设备 313

5.15.1 挤吹口模 313

5.15.2 挤吹膜冷却系统 319

5.16.1 平挤口模 325

5.16 流延膜工艺成膜设备 325

5.16.2 骤冷设备 328

参考文献 330

第6章 注塑成型 335

6.1 注塑机的结构、工作原理及工作参数 335

6.1.1 注塑机的结构 335

6.1.2 注塑机的基本参数 341

6.1.3 注塑机的工作原理 346

6.1.4 注塑机的主要参数的调节技能 347

6.1.5 注塑机的安装 349

6.1.6 注塑机的调试 351

6.1.7 注塑机的各部分的维护和保养 355

6.2 聚乙烯的成型方法和相应设备 358

6.2.1 发泡注塑成型 358

6.2.2 精密注塑成型 363

6.2.3 压注成型 363

6.2.4 气体辅助注塑成型 365

6.2.5 动态注塑机 368

6.2.6 注吹中空成型 369

6.2.7 多组分注塑成型 371

6.3.1 欠注故障分析及排除方法 373

6.3 制品的缺陷和处理方法 373

6.3.2 溢料飞边的故障分析及排除方法 375

6.3.3 熔接痕的故障分析及排除方法 376

6.3 4 波流痕的故障分析及排除方法 377

6.3.5 浇口附近表面浑浊及斑纹故障分析及排除方法 378

6.3.6 裂纹及破裂的故障分析及排除方法 379

6.3.7 翘曲变形故障分析及排除方法 381

6.3.8 尺寸不稳定的故障分析及排除方法 383

6.3.9 凹陷及缩痕的故障分析及排除方法 385

6.3.10 气泡及真空泡故障分析及排除方法 386

6.3.11 糊斑的故障分析及排除方法 387

6.3.12 变色及色泽不均故障分析及排除方法 389

6.3.13 表面光泽不良的故障分析及排除方法 391

6.3.14 杂质及冷料僵块故障分析及排除方法 392

6.3.15 粘模及脱模不良的故障分析及排除方法 393

第7章 聚乙烯中空吹塑制品 397

7.1 绪言 397

7.2 中空吹塑用原材料及其特征 401

7.2.1 中空吹塑用PE材料 401

7.2.2 吹塑成型中原材料的特征 405

7.3 重要的中空吹塑制品 408

7.3.1 HDPE汽车塑料燃油箱 408

7.3.2 HDPE塑料瓶 417

7.3.3 HDPE环形桶 418

7.4 中空吹塑成型方法和设备 419

7.4.1 吹塑成型原理 419

7.4.2 吹塑成型方法 421

7.4.3 型坯控制程序 429

7.4.4 制品的二次加工 431

7.4.5 中空吹塑常见困难及其解决办法 432

7.5 中空吹塑制品今后发展方向 435

参考文献 437

第8章 电线电缆 440

8.1 聚乙烯通信电缆绝缘料 440

8 1.1 聚乙烯实心绝缘电缆 440

8.1.2 微孔绝缘填充通信电缆 447

8.1.3 聚乙烯通信电缆的稳定作用和使用寿命 452

8.2 通信电缆护套料 460

8.3 交联聚乙烯动力电缆料 465

8.3.1 可交联聚乙烯(XLPE)概况 465

8.3.2 可水交联的硅烷改性聚乙烯 471

8.4 最新进展与展望 473

8.4.1 通讯电缆 473

8.4.2 动力电缆 474

8.4.3 聚合物形态 477

8.4.4 挤出的模拟化 478

参考文献 479

第9章 聚乙烯管道 482

9.1 聚乙烯管材料的发展 482

9.1.1 发进程 482

9.1.2 双峰分布聚乙烯 487

9.1.3 聚乙烯管道的优势 489

9.1.4 新材料展望 493

9.2 聚乙烯压力管道 494

9.2.1 命名与分类 494

9.2.2 影响寿命的因素 498

9.2.3 寿命评估的方法 505

9.2.4 性能表征 509

9.2.5 聚乙烯压力管材标准要求分析 515

9.3 聚乙烯管道的应用 519

9.3.1 燃气管 520

9.3.2 给水管 521

9.3.3 排水管 522

9.3.4 农业用管 524

9.3.5 超高分子量聚乙烯管 525

9.3.6 交联聚乙烯管(PE-X管) 527

9.3.7 铝塑复合管(PAP管) 529

9.3.8 钢塑复合管 531

9.4 成型工艺和设备 534

9.4 1 聚乙烯管材挤出成型工艺和设备 534

9.4 2 超高分子量聚乙烯管材的成型工艺 539

9.4.3 交联聚乙烯管材的成型工艺 541

9.4.4 铝塑复合管的成型工艺 543

9.4.5 结构壁聚乙烯管材的成型工艺 545

9.4.6 聚乙烯包覆金属复合管的成型工艺 545

9.5 聚乙烯管材的焊接 547

9.5.1 热熔焊接 547

9.5.2 电熔焊接 550

附件1 我国主要的聚乙烯管生产企业 553

附件2 有关给水用和燃气用聚乙烯管材管件的产品标准、测试标准、设计施工和验收规范情况 557

参考文献 565

附件3 生产高等级管材用聚乙烯的主要石化企业 565

第10章 聚乙烯滚塑成型 569

10.1 滚塑工业开发进程 569

10.2 滚塑工艺过程 574

10.2.1 工艺简要说明 574

10.2.2 工艺讨论和剖析 575

10.2.3 滚塑工艺特点 578

10.3 滚塑用聚乙烯树脂 581

10.3.1 概况 581

10.3.2 滚塑用LLDPE树脂 582

10.3.3 气相法滚塑用LLDPE树脂的基本特性 584

10.3.4 滚塑工艺与聚乙烯树脂性能的关系 585

10.3.5 滚塑级聚乙烯树脂的性能指标 588

10.3.6 聚乙烯滚塑制品 589

10.3.7 滚塑制品对原材料的要求 591

10.4 制品设计提示 594

10.5 滚塑机械 601

10.6 模具 603

10.6.1 模具种类 603

10.6.2 传热作用 605

10.6.3 模具选用 607

参考文献 608

第11章 聚烯烃废料的回收与再生 610

11.1 聚烯烃材料的环境适应性 610

11.2 塑料制品带来的环境问题 611

11.2.1 城市垃圾中的塑料垃圾 611

11.2.2 塑料地膜的农田污染 612

11.2.3 塑料制品的环境景观污染 613

11.3 聚烯烃制品的回收利用 614

11.2.4 解决塑料制品环境问题的途径 614

11.3.1 回收利用方法 615

11.3.2 回收利用前的准备工作 615

11.3.3 回收再生二次原料 621

11.3.4 实例 624

11.4 可环境降解聚烯烃 634

11.4.1 生物降解聚烯烃 636

11.4.2 光降解聚烯烃 644

11.4.3 化学降解聚烯烃 645

参考文献 646