线性低密度聚乙烯的结构、形态与热行为研究进展

线性低密度聚乙烯的结构、形态与热行为研究进展

钟广浩

抚顺石化烯烃厂低密车间

摘要：线性低密度聚乙烯是指乙烯、丙烯与甲基等在一起形成的无规共聚物。它具备现行长链分子的分子结构，具备很强大的性能优势，而且目前在实际生产过程中被广泛的应用。近些年来线性低密度聚乙烯的发展非常迅速，所以在这样的背景之下已经取代了传统的聚乙烯品种。在工业应用方面也得到了更多的重视，因此本文结合线性低密度聚乙烯的结构，形态，结晶的状态进行研究。

关键词：线性低密度聚乙烯；结构；形态

一、线性低密度聚乙烯概述
    线性低密度聚乙烯具备主要的线性结构是主链分子结构，而密度较低，因此要比聚乙烯的线性结构还要低，所以相比于聚乙烯而言具备更好的韧性，抗开裂能力，抗冲击程度等等，而且同时还具备较好的刚性、成膜性、热风性能和强度均很佳的加工性能。而且因为链结构比较特殊，能够具备其他高分子材料所不具备的相容性，而且因为其具备更好的性能，所以可以适应不同材料的需要。
    最早的线性低密度聚乙烯在20世纪70年代产生，通过最低压流化床工艺产生。后期主要是由齐格勒纳塔的催化体系进行催化剂催化。直到1991年产生的催化剂生产出了较窄分子量分布的线性低密度聚乙烯，而且促进了商品化。从而改善了产品加工的加工性能。总而言之，线性低密度聚乙烯具备特殊的优点，因此在目前的国内外的研究当中比较活跃。

二、线性低密度聚乙烯的链结构

线性低密度聚乙烯包括分子量，分子量分布，质量类型等都会因为聚合条件种类配比的不同而得到改变，这些结构的变化也将导致线性低密度聚烯的链结构变得丰富多样，从而影响到线性低密度聚乙烯的状态结晶以及其他性能的变化。比如在早期的发展阶段是通过ZN催化剂聚合而生成线性低密度聚乙烯，这种方式通过调节工具单体的类型，能够得到一系列的不同的线性低密度聚乙烯聚合物，而通过这种活性的催化剂能够和整个线性低密度聚集的体系得到相同的非均相特征，因此能够产生很宽的分子量和质量分布。经过多次的研究表明，线性低密度聚乙烯的分子量分布非常宽，质量分布也同样如此且具备双方特征。而通过对体积，排除，色谱等方面的详细研究，认为双方特点是由催化体系中的两种活性点导致的。一般而言，通过ZN催化剂得到的线性低密度聚集分子结构之中，如果量数最好，那么就会在同一个短链的分子当中会含有更更多的长度的支链。这种聚合的趋势是因为聚合过程中和乙烯共聚的阿尔法烯烃的不同活性而导致的。此外，通过SEC分析能够得知在整个分子链的分布范围中基本一样，因此这是这个结论证明。可以增加茂金属催化剂之下能够促进线性低密度聚乙烯的高效活性，均匀性的，从而能够比传统的分子量的分布密度较小。

三、线性低密度聚乙烯的结晶特征

线性低密度聚乙烯具备非常复杂的结晶行为。因此如果要想进行结晶特征的分析，需要结合分子量、质量、类型等以及分子内分子间的分布进行综合的考虑。在结晶动力学的角度对线性低密度聚烯进行分析，能够发现线性低密度聚乙烯的结晶过程和一般的结晶过程呈现出非常相似的趋势，但是如果分子量不断增多，那么结晶速度也将呈放缓的趋势。而且当过冷度越低的情况下，结晶速度下降的趋势就越为明显。并且随着共聚组成分的增加，结晶速度也会呈现迅速降低的趋势。通过光学分析法对线性低密度聚乙烯的结晶速度和总结晶速度的对比分析也可以得出类似的结论。通过运用时间分辨技术等对熔融等温结晶进行分析之后，可以发现不同三个时间段的结晶过程。对内的分子运动变化呈现出不同的趋势，在刚冷却的结晶温度时，处于熔融状态，而且体系密度涨落增加。进一步可以通过有序化变成正交结构的反式平面构象，最后这些分散的片经能够形成新的片晶进行堆积。

四、线性低密度聚乙烯的形态学特点

线性低密度聚乙烯通过研究之后可以表明具备较好的球形结构，而且如果超出过冷度限制范围将难以实现球形形态的稳定，据研究表明是因为据研究表明，可能是因为杂志的密度增加，所以导致了这种现象的出现在未分级的线性低密度聚结晶过程中。往往地位很宽的尺寸分布而分析之后呈现出单一的趋势，结晶尺寸降低之后结构也会呈现越来越差的趋势，经过研究结果表明，线性低密度聚乙烯的链段也呈独立结晶的形态，而且在线性以及链段形成的片晶中。在质量少和支链多的两种不同的混物中能够形成不同的片晶结构。经过研究表明，形成不同经结构的形成是因为在熔融状态过程中发生了分离，所以而不是在结晶过程中形成的。

通过时间同步辐射X射线分析发现球星在形成的初始阶段，因为是由乙烯链段聚集形成，随后在较短的链段在框架内继续结晶。而通过广角和小角X光进行样品的分析研究发现，当线性低密度聚乙烯拉伸至800%，使结晶度也将会有百原本的25%增加至50%。据分析结论可能是在拉伸的过程中有较小的六方亚稳相产生造成的。

五、线性低密度聚乙烯的熔融行为

一般而言，像线性低密度聚烯的处于高分子材料，而在进行机械加工性能和应用过程中，熔融行为是技术的关键。其中线性低密度聚乙烯熔融曲线具为尖锐的高温风和低温区的宽风的特征。这也从间接表明了线性低密度聚乙烯具备不均匀的结构，通过与其他的升级方法得到积分，发现每一个积分之中的质量分布都呈现较窄的趋势，因此也证明多峰熔融也是由分子之间不进行造成的这一结论。通过这种种曲线分析可以发现，当共聚单体含量下降的过程中，熔点也会下降，而这个变化的过程可以通过高分子及序列变化的相关理论进行解释。

六、线性低密度聚乙烯的其他性质

线性低密度聚乙烯具备很多优点，比如说冲击强度、流变性能、弱风性等方面，而这些性质主要的原因是因为线性低密度聚乙烯的分子结构和热力学性质。据相关报道研究，线性低密度聚乙烯具备较软的非镜像，因此会具备优异的折断强度。再者既相关研究表明，线性低密度聚乙烯具备较强的抗屈服应力，因为屈服应力是成盒控制的过程具体而言应该由镜片中的链段长度决定。

总结

线性低密度聚乙烯具备较强的性能和较为稳定的高分子结构，因此近些年来被成为研究的热点。通过加强对于现在低密度聚集材料的分析和研究，能够提高在生产经营之中的运用，从而了解基本的问题，促进高分子材料领域的发展。

参考文献：

[1] 滕洪祥,金熹高, Stephen,等.线性低密度聚乙烯的结构、形态与热行为研究进展[J].功能高分子学报, 2000.

[2] 黄海波.几种茂金属线性低密度聚乙烯的结构与性能研究[J]. 2020.

[3] 房海霞.茂金属线性低密度聚乙烯的光氧化和热力学降解研究[J]. 2004.