第二章 通用塑料

柔韧性大 、 脆性
低 、 加工性能好 ，
但刚性 、 耐热性 、
2.1 聚乙烯（ PE ）
尺寸稳定性较差 。
u 结构 、 性能
2.2 聚丙烯（ PP ）
u 加工性能
通用热塑性塑料：
2.3 聚氯乙烯（ PVC ） u 改性
产量大 u 成型加工
2.4 聚苯乙烯类（ PS ）
应用范围广
2.5 ABS
价格低廉
通用塑料分配比例结构图

我国通用塑料现状与存在问题

总体情况可用一句话概况： 通用塑料合成技术取得突破但高性能品种少

1 、产能扩展迅速

p 2011 年我国五大通用塑料产量为 3698.11 万吨，表观消费 量为 7405.55 万吨，比 2010 年增长 5.41% ，自给率为 64.79% 。为了减少对进口 PE 等通用塑料的依赖，不断扩大 其产能。由于生产能力增长过快，远远超过了消费增长，我 国的 PP 、 PE 的中低端产品过剩，而高端产品依然依赖进 口。

p 在我国 31 个省市均有塑料制品生产，全国七成左右的通用 塑料制品产能集中在东部沿海地区。

2 、合成技术已突破并呈大型化发展趋势

聚丙烯、聚乙烯（气相法 HDPE 、 LLDPE 和淤浆法 HDPE ）等合成树脂的合成技术均已国产化，主要依赖进口的 局面已改变。我国工程化能力在提高，世界上最大的合成装置 均建在中国，如上海石化的 25 万吨 PE 生产装置。

3 、原料呈现多元化格局

主要依赖石油的局面正在变化，神华煤制油公司包头分公 司建设的全球首套煤制烯烃工业化示范装置已实现安全、稳定 运行两年，在建产能 700 多万吨 / 年，未来规划产能更大。生物 质甚至二氧化碳制备聚烯烃装置也在建设，虽然规模尚小，但 发展势头很快，未来的环境友好等社会经济效益将十分显著。

4 、与国外主要差距是高性能化产品少、创新研究投入不足

我国聚烯烃产业依然存在严峻问题，加工应用研究技术 薄弱，高性能产品牌号少，难以满足市场需求，汽车、家 电、新能源、环保、医用等领域的高性能产品还是依赖进 口，例如耐热聚乙烯、电工膜 PP 、低热封温度 PP 、茂金属 PP 、透明多相 PP 、弹性体、洗衣机用自洁 PP 等一系列全新 产品仍需要进口，企业对创新产品的开发投入不足，随着应 用领域的不断扩展，因企业只注重销售，不重视可持续性新 产品研发，缺乏竞争优势。

2.1 聚乙烯（ PE ， polyethylene ）

概况：聚乙烯（ polyethylene ）产量居居世界首位，占总通用 树脂量的 35% 左右。

• 2.1.1 聚乙烯的结构

• 线性聚合物，高分子长链脂肪烃，分子链空间呈平面锯齿
形排布，分子对称
分子式： —[—CH2——CH2—]n—
2.53×10 -4
120°
CH2 CH2 CH2
1.54×10 -4
CH2 CH2
图 1 PE 的分子构型

支链聚乙烯

•

主链结构

– 支化度高、且支链较长的支链形结构聚乙烯 线性聚乙烯 – 只含有极少的短支链的线形链结构聚乙烯

（ a ） 高密度 PE （ HDPE ）

（ b ） 低密度 PE （ LDPE ）

（ c ） 线性低密度 PE 分子链 （ LLPDE ）

生产方法和工艺决定了 PE 的结构和性能

聚乙烯的结
构
高压法 中压法 低压法
低密度聚乙烯 高密度聚乙烯
相对分子质量一
依据聚合方法 相对分子质 相对分子质 般小于 350000 ，
的不同，其产 量为 25000 ～ 量为 45000 ～ 结晶度 80% 以
物结构不同 50000 ， 结晶 50000 ， 结晶
上 ， 密度为
度为 50- 度为 85% 以
0.92 ～ 0.97 ， 超过
60% ， 密度 上 。 1000000 的为超
0.91-0.93。 高相对分子质量
聚乙烯
在此值得指出的是，根据聚合压力的高低曾经是聚乙烯分类的主要方
法，因为聚合方法，即聚合压力的高低，与聚乙烯的类别存在一一对
应的联系，如高压低密度，但现在这种对应的联系已不存在如 LLDPE
既可在低压条件下生产，也可在高压条件下生产，且同一装置能生产
LLDPE 、也能生产 LDPE 和 HDPE ，因此，根据聚合压力的分类方法
已经不实用了。

按分子量大小分类

1 10001200 —— 低分子量聚乙烯
2 11 万以下 —— 中分子量聚乙烯
3 1125 万 —— 高分子量聚乙烯
4 25~150 万 —— 特高分子量聚乙烯
5 150 万以上 —— 超高分子量聚乙烯

随着聚乙烯工业的飞速发展，尤其是以茂金属催化体系合 成 PE 的工业化生产后，用一种分类法难以把它们严格区分开 来，因此，本章在综合以上分类法并结合实际应用情况，把聚 乙烯分成： LDPE 、 HDPE 、 LLDPE 、 UHMWPE 和茂金属聚 乙烯（ mPE ），还有改性品种如乙烯 - 醋酸乙烯酯（ EVA ）和 氯化聚乙烯（ CPE ）等。 根据引发体系 一般引发体系

– 偶氮类，如偶氮二异丁腈（ AIBN ）

– 过氧类，过氧化二苯甲酰（ BPO ） Zieger-Natta 引发体系

茂金属引发体系

2.1.2 聚乙烯的生产方法和工艺

聚乙烯生产方法 （ 高压法 、 中压法 、 低压法 ） 比较

	比较项目	高压法	中压法	低压法
操作 条件	聚合压力MPa 聚合温度℃ 引发剂	98.1-245.2 150-330 微量氧或有机过氧化物	2-7 125-150 金属氧化物	＜2 60 Zieger-Natta引发剂
转化率，	%	16-27	接近100	接近100
反应机理		自由基型	配位离子型	配位离子型
实施方法		气相本体聚合	液相悬浮聚合	液相悬浮聚合
工艺流程		简单	复杂	复杂
结构 性能	大分子支化程度 相对密度 纯度 热变形温度℃	高 低（0.910-0.925） 高 50℃，较软	介于两者之间 居中**(0.926-0.940)** 基本与低压法相同 基本与低压法相同	大分子排列整齐 高（0.941-0.970） 产品含有引发剂残基 78℃，较硬
建设投资		高	低	低
操作费用		低	高	高