HDPE材料簡介
【英文全稱】High Density Polyethylene
【英文縮寫】HDPE
【中文全稱】高密度聚乙烯
【常用俗稱】低壓乙烯
【組成單體】乙烯
【基本特性】高密度聚乙烯是一種不透明白色臘狀材料，比重比水輕，比重為0.941~0.960，柔軟而且有韌性，但比LDPE略硬，也略能伸長，無毒，無味。
【燃燒特性】易燃，離火後能繼續燃燒，火焰上端呈黃色，下端呈藍色，燃燒時會熔融，有液體滴落，無黑煙冒出，同時，發出石蠟燃燒時發出的氣味。
【主要優點】耐酸鹼，耐有機溶劑，電絕緣性優良，低溫時，仍能保持一定的韌性。表面硬度，拉伸強度，剛性等機械強度都高於LDPE，接近於PP，比PP韌，但表面光潔度不如PP。
【主要缺點】機械性能差，透氣差，易變形，易老化，易發脆，脆性低於PP，易應力開裂，表面硬度低，易刮傷。難印刷，印刷時，需進行表面放電處理，不能電鍍，表面無光澤。
【應用場合】用於擠出包裝薄膜，繩索，編織袋，漁網，水管；注塑低檔日用品及外殼，非承載荷構件，膠箱，周轉箱；擠出吹塑容器，中空製品，瓶子。
【注塑工藝】HDPE有數不清的應用，範圍從可重複使用的薄壁飲料杯到5－gsl罐，消費國內生產的HDPE的1/5。注塑品級一般熔體指數5～10，有具有韌性較低流動性品級和具有可加工性的較高流動性品級。用途包括日用品和食品薄壁包裝物；有韌性、耐用的食品和塗料罐；高抗環境應力開裂應用，如小型發動機燃料箱和90－gal垃圾罐。
特徵
一般的HDPE熔點為142℃，分解溫度為300℃；注塑溫度的可調區間較大。注塑時，一般使用溫度為180℃-230℃；因是烯烴類塑料，它不吸水，生產時，不需烘乾，但為了產品質量，可用60℃溫度烘乾1hr，以排出浮水；聚乙烯的熔體粘度大，流長比小，薄壁製品可能缺膠，因此，澆口和流道相對較大；製品易帶靜電，表面易吸埃。收縮率為16‰，溢邊值為0.05mm。
性能
高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩定性好，還具有較高的剛性和韌性，機械強度好。介電性能，耐環境應力開裂性亦較好。硬度、拉伸強度和蠕變性優於低密度聚乙烯；耐磨性、電絕緣性、韌性及耐寒性均較好，但與低密度絕緣性比較略差些；化學穩定性好，在室溫條件下，不溶於任何有機溶劑，耐酸、鹼和各種鹽類的腐蝕；薄膜對水蒸氣和空氣的滲透性小、吸水性低；耐老化性能差，耐環境開裂性不如低密度聚乙烯，特別是熱氧化作用會使其性能下降，所以，樹脂需加入抗氧劑和紫外線吸收劑等來提高改善這方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情況下的熱變形溫度較低，這一點應用時要注意。
生產工藝
PE最通常的生產方法是通過淤漿或氣相加工法，也有少數用溶液相加工生產。所有這些加工過程都是由乙烯單體、a-烯烴單體、催化劑體系（可能是不止一種化合物）和各種類型的烴類稀釋劑參與的放熱反應。氫氣和一些催化劑用來控制分子量。淤漿反應器一般為攪拌釜或是一種更常用的大型環形反應器，在其中料漿可以循環攪拌。當乙烯和共聚單體（根據需要）和催化劑一接觸，就會形成聚 乙烯顆粒。除去稀釋劑後，聚乙烯顆粒或粉粒被乾燥並按劑量加入添加劑，就生產出粒料。帶有雙螺杆擠出機的大型反應器的現代化生產線，可每小時生產PE40000磅以上。新的催化劑的開發為改進新等級HDPE的性能作出貢獻。兩種最常用的催化劑種類是菲利浦的鉻氧化物為基礎的催化劑和鈦化合物一烷基鋁催化劑。菲利浦型催化劑生產的HDPE有 中寬度分子量分布；鈦一烷基鋁催化劑 生產的分子量分布窄。用複式反應器生產窄MDW的聚合物所用催化劑也可用 於生產寬MDW品級。舉例來說，生產顯著不同分子量產 品的兩個串聯反應器可以生產出雙峰分子量聚合物，這種聚合物具有全寬域的分子量分布。
分子量
較高的分子量導致較高的聚合物粘度，不過粘度也與測試所用的溫度和剪切速率有關。用流變或分子量測量對材料的分子量進行表徵。HDPE的品級一般具有的分子量範圍是40 000～300 000，重均分子量大致與熔融指數範圍相對應，即從100～ 0.029g/10min（230℃，2.16kg）。通常地，更高的Mw（更低的熔融指數MI）增強了熔體強度、更好韌性和ESCR，但是更高Mw使加工
過程更難或且需要更高的壓力或溫度。
分子量分布（MWD）：PE的WD根據使用的催化劑和加工過程而有從窄到寬的不同。
最常用的MWD測量指數是不勻度指數（HI），它等於重均分子量（Mw）除以數均分子量（Mn）。所有HDPE品級的這個指數範圍是4-30。窄MWD提供了在模塑過程中的低翹曲性和高衝擊性。中到寬MWD提供了對多數擠塑過程的可加工性。寬MWD也可改進熔體強度和抗蠕變性。
添加劑
抗氧劑的加入可防止聚合物在加工過程中降解，並防止製成品在使用中氧化。抗靜電添加劑用於許多包裝品級以減少瓶子或包裝物對灰塵和污物的粘附。特定的用途需要特殊的添加劑配方，例如與電線、電纜用途相關的銅抑制劑。優良的耐氣候性和抗紫外線（或日光）可通過添加抗UV添加劑。沒有添加抗紫外線或炭黑的PE，建議不要持續在戶外使用。高等級的炭黑顏料提供了優良的抗UV性並可經常在戶外應用，如電線、電纜、槽池村層或管子。
注塑工藝解析
高密度聚乙烯（HDPE）
料筒溫度 餵料區 30～50℃（50℃）
區1 160～250℃（200℃）
區2 200～300℃（210℃）
區3 220～300℃（230℃）
區4 220～300℃（240℃）
區5 220～300℃（240℃）
噴嘴 220～300℃（240℃）
括號內的溫度建議作為基本設定值，行程利用率為35％和65％，模件流長與壁厚之比為50：1到100：1
熔料溫度：220～280℃
料筒恆溫：220℃
模具溫度：20～60℃
注射壓力：
具有很好的流動性能，避免採用過高的注射壓力80～140MPa（800～1400bar）；
一些薄壁包裝容器除外可達到180MPa(1800bar)
保壓壓力：收縮程度較高，需要長時間對製品進行保壓，尺寸精度是關鍵因素，約為注射壓力的30％～60％
背壓：5～20MPa（50～200bar）；背壓太低的地方易造成製品重量和色散不均。
注射速度：對薄壁包裝容器需要高注射速度，中等注射速度往往比較適用於其它類的塑料製品。
螺杆轉速：高螺杆轉速（線速度為1.3m/s）是允許的，只要滿足冷卻時間結束前就完成塑化過程就可以；螺杆的扭矩要求為低
計量行程：0.5～4D（最小值～最大值）；4D的計量行程為熔料提供足夠長的駐留時間是很重要的
殘料量：2～8mm，取決於計量行程和螺杆直徑
預烘乾：不需要；如果貯藏條件不好，在80℃的溫度下烘乾1h就可以
回收率：可達到100％回收
收縮率：1.2～2.5％；容易扭曲；收縮程度高；24h後不會再收縮（成型後收縮）
澆口系統：點式澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內澆套；橫截面面積相對小，對薄截麵製品已足夠，機器停工時段無需用其它材料進行專門的清洗工作；PE耐溫升
料筒設備：標準螺杆，標準使用的三段式螺杆；對包裝容器類製品，混合段和切變段幾何外形特殊（L：D＝25：1），直通噴嘴，止逆閥。
來源：聚烯烴人
免責聲明：所載內容來源於網際網路，微信公眾號等公開渠道，我們對文中觀點持中立態度，本文僅供參考、交流。轉載的稿件版權歸原作者和機構所有，如有侵權，請聯繫我們刪除。