ポリエチレン（略してPE）は、エチレンを重合して作られる熱可塑性樹脂です。エチレンと少量のα-オレフィンとの共重合体も含まれる。ポリエチレンには、無臭、無毒、ワックスのような感触、優れた耐低温性、優れた化学的安定性、ほとんどの酸やアルカリの侵食に耐える能力など、多くの利点があります。室温では一般の溶剤に溶けず、吸水性が少なく、電気絶縁性に優れています。
ポリエチレンは、高圧、中圧、低圧の方法でエチレンモノマーと重合できる半結晶性ポリマー化合物です。さらに、直鎖状低密度ポリエチレンの製造には、流動床気相法、スラリー法、溶液法も利用できます。
ポリエチレンは密度に応じて、超低密度ポリエチレン（ULDPE）、低密度ポリエチレン（LDPE）、直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）、中密度ポリエチレン（MDPE）、高密度ポリエチレン（HDPE）などの種類に分類されます。 。
ポリエチレンはポリマーの合成方法により、高圧ポリエチレン（101.3354.6MPaで作られるポリエチレン）、中圧ポリエチレン（2.17.1MPa）、低圧ポリエチレン（0.1～2.1MPa）に分類されます。
相対分子量に応じて、ポリエチレンは中相対分子量（業界で一般的で汎用製品に使用される 5.25 万）、高相対分子量（約 500,000）、超高相対分子量（1,001,500,000）に分類できます。 、超低相対分子量（約 10,000、主にプラスチック成形用の潤滑剤および分散剤として使用）。
ポリマー分子鎖の構造に応じて、ポリエチレンは直鎖状ポリエチレン（HDPE、MDPE、LLDPE、VLLDPE、ULLDPE、MLLDPE、EPPE、UHMWPEなど）と分岐状ポリエチレン（LDPE）に分類できます。
1.超低密度ポリエチレン(ULDPE)
超低密度ポリエチレン (ULDPE)、または短縮して ULDPE は、長鎖分岐のない線状構造を持つという点で、重合メカニズムが LLDPE と類似しているポリマーです。このため、ULDPE は LLDPE の第 2 世代とも呼ばれます。 LLDPE と比較して、ULDPE は短い分岐鎖が多く、分岐鎖はLDPE よりも短く規則的であり、長鎖分岐を含みません。これは、LDPE よりも分子量分布が狭く、結晶相構造と絡み合いの程度が異なります。 ULDPE フィルムに多数の短鎖分岐が存在すると、ポリマー主鎖内の結晶ゾーンの形成が弱まります。結晶領域が形成されると、結晶領域が変形して欠陥が発生する。同じ結晶化条件下では、ULDPE の結晶構造は大きく異なり、その結果、他のポリエチレンとは物理的および機械的特性が大きく異なる製品が得られます。
ULDPE の特徴は次のとおりです。
- 引張強度、衝撃強度、引裂強度、耐突刺強度に優れています。
- 熱的特性: VLPDE と ULDPE は短鎖の線状結晶であるため、長鎖分岐のLDPE に比べて結晶構造の欠陥が目立たず、そのため融点が EVA コポリマーより約 20°C 高く、結果として融点が高くなります。製品の使用温度が高くなります。
- 弾性率: U/VLDPE は、LDPE、LLDPE、HDPE と比較して弾性率が低いため、フィルムは丈夫で柔軟性があり、手触りが柔らかくなります。
- 相溶性: U/VLDPE は他のポリオレフィンとよくブレンドされ、良好な相溶性を示します。
- その他の特性: U/VLDPE は、優れたダウンゲージ能力 (10 ～ 12.7um に達する)、良好な絶縁性、光学特性、耐薬品性、耐油性、およびシール性を示します。
アプリケーションに関して:
防衛軍需品の面では、ULDPEは優れた耐衝撃性と大きな比エネルギー吸収容量を備えているため、ヘリコプター、戦車、船舶などの防護服、ヘルメット、弾道材料、装甲保護板、レーダー保護シェルの製造に使用できます。カバー、ミサイルカバー、防弾チョッキ、刺突防止ベスト、盾、パラシュートなど。
航空宇宙工学において、ULDPE は軽量、高強度、耐衝撃性に優れているため、さまざまな航空機の翼端構造、飛行船構造、ブイ航空機に適しています。
民間部門では、ULDPE は海洋工学用のロープ、ケーブル、帆、漁具に製造されます。自重下での ULDPE ロープの破断長さは、スチール ロープの 8 倍、アラミドの 2 倍です。このロープは、超大型タンカー、海上作業プラットフォーム、灯台などの固定アンカーロープとして使用できます。
産業用途では、ULDPEは耐圧容器、コンベアベルト、濾過材、自動車用緩衝板などとして使用できます。建設分野では、壁、間仕切り構造などに使用できます。機械製造業界では、ULDPEはあらゆる種類の歯車、カム、インペラ、ローラー、プーリー、ベアリング、車軸タイル、ブッシュ、クリップなどの製造に広く使用されています。シャフト、ガスケット、シーリングガスケット、弾性カップリング、ねじ、その他の機械部品。
スポーツ用品では、ULDPE はヘルメット、スキー板、ウィンドサーフィン ボード、釣り竿、ラケットのほか、自転車、グライディング ボード、超軽量航空機部品などに使用されています。
医療分野では、ULDPE は歯科用トレイ材料、医療用インプラント、整形外科用縫合糸に使用されています。生体適合性と耐久性に優れ、安定性が高く、アレルギー反応を引き起こしません。したがって、ULDPE は臨床用途で広く使用されています。さらに、医療用手袋やその他の医療手段の製造にも使用されています。
2. 低密度ポリエチレン（LDPE）)
低密度ポリエチレン (LDPE) は、高圧下でのエチレンのフリーラジカル重合によって生成される熱可塑性プラスチックです。この物質は乳白色の丸いビーズ状の粒子の形をしており、無毒、無味、無臭で、表面は光沢がありません。密度は 0.916 ～ 0.930 g/cm70 の範囲です。LDPE は、より柔らかい特性に加えて、優れた延性、電気絶縁性、化学的安定性、加工性、耐低温性 (-55°C まで) を備えています。しかし、その機械的強度、湿気バリア、空気バリア、耐溶剤性は劣ります。分子構造が規則的ではなく、結晶化度が低く（65%～108%）、結晶融点が低い（126～XNUMX℃）。
LDPE は、高い透明性、化学的不活性性、良好な密閉性、容易な成型と加工などの優れた特性を兼ね備えています。したがって、ポリマー産業で広く使用されています。
LDPEは、射出成形、押出成形、ブロー成形、回転成形、コーティング、発泡、熱成形、熱風溶着、熱溶着などのさまざまな熱可塑性成形プロセスに適しています。
LDPEは主に、農業用フィルム、グランドカバーフィルム、農業用フィルム、野菜温室用フィルムなどのフィルム製品の製造に使用されます。菓子、野菜、冷凍食品などの包装フィルムにも使用されています。さらに、LDPE は液体包装用のブロー成形フィルム (牛乳、醤油、フルーツジュース、豆腐、豆乳など) にも使用できます。耐久性の高い袋、シュリンクラップフィルム、弾性フィルム、ライナーフィルム。建築用フィルム、一般工業用包装フィルム、食品袋など。LDPEは、小型容器、蓋、日用品、プラスチックフラワー、射出延伸ブロー成形容器などの射出成形品にも使用できます。医療機器、医薬品および食品の包装材料、押出パイプ、プレート、ワイヤーおよびケーブルのラッピング、異形材、熱成形製品などにも使用できます。乳製品やジャムの容器など、ブロー成形された中空成形製品もLDPEで作ることができます。 、薬品、化粧品、化成品の容器、タンクなど。
3. 直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE))
直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE) は、エチレンとブテン、ヘキセン、オクテンなどの高級アルファ オレフィンをはるかに低い温度と圧力で共重合させて製造されるプラスチックです。 LLDPE は分子量分布が狭く、直線状の構造を持っているため、一般的な低密度ポリエチレン (LDPE) とは異なるレオロジー特性が得られます。
LLDPEは乳白色の顆粒で、無毒、無味、無臭です。密度は0.918~0.935g/cmXNUMXです。 LLDPE と比較して、LLDPE は軟化温度と溶融温度が高く、強度、靱性、剛性、耐熱性、耐寒性が優れており、環境応力亀裂、衝撃強度、引裂強度に対する優れた耐性を備えています。また、LLDPEは酸、アルカリ、有機溶剤にも耐性があり、工業、農業、医療、健康、日用品など幅広く使用されています。
用途に関しては、LLDPE は、袋、ゴミ袋、弾性包装紙、工業用ライナー、タオルライナー、ショッピングバッグの製造など、幅広いフィルム市場で使用されています。これらの用途では、LLDPE 樹脂の向上した強度と靭性を利用します。射出成形と回転成形は、LLDPE の最も一般的な成形用途であり、その優れた靭性と低温衝撃強度により、理論的にはゴミ箱、玩具、冷蔵機器などの製品に適しています。
4.中密度ポリエチレン(MDPE)
中密度ポリエチレン (MDPE) は、高密度ポリエチレン (HDPE) と低密度ポリエチレン (LDPE) の中間のプラスチックであり、HDPE の剛性と、LDPE の柔軟性と耐クリープ性を併せ持ち、両方の利点を兼ね備えています。 MDPEはエチレンとオクテンの共重合から作られた樹脂で、特殊な直鎖エチレン主鎖とオクテン分岐鎖を持ち、優れた靭性と長期耐水圧性を備えています。
MDPEの合成プロセスはLLDPE法を採用しています。一般的に使用されるアルファ オレフィンには、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンなどが含まれます。使用されるオレフィンの量は密度の大きさに影響し、オレフィンの量は一般に約 5% (質量分率) です。 MDPEは、押出成形、射出成形、ブロー成形、回転成形、回転粉末成形などによって製造でき、その製造プロセスのパラメーターはHDPEおよびLDPEのパラメーターと同様です。
MDPE は、分子の主鎖に炭素原子 20 個あたり平均 13 個のメチル鎖または 1000 個のエチル鎖を導入し、分岐の数と長さの違いが特性の変化に影響します。共重合により、結晶の小さな部分を接続する鎖の数が増加します。
MDPE は環境応力亀裂に対する耐性があり、強度を長期間維持します。相対密度は0.926〜0.953g/cm70、結晶化度は80%〜200,000%、平均分子量は8、引張強さは24〜50MPa、破断伸びは60%〜126%、溶融温度は135〜0.1°です。温度は０℃、メルトフローレートは０．１～３５ｇ／１０分、熱変形温度（０．４６ＭＰａ）は４９～７４℃である。
MDPEはパイプ、フィルム、中空容器などの分野で使用できます。各種ボトル、高速自動包装フィルム、各種射出成形品、回転成形品、電線・ケーブル被覆、防水材、水道管、ガス管などの高速成形にご使用いただけます。
5. 高密度ポリエチレン (HDPE))
高密度ポリエチレン（HDPE）は、無毒、無臭、無臭の白色粒子で、融点は約130℃、相対密度は0.941～0.960g/cm 3 で、耐熱性、耐寒性に優れています。 、化学的安定性、高い剛性と靭性、優れた機械的強度、誘電特性、および環境応力亀裂に対する耐性を備えています。融解温度は120〜160℃です。より大きな分子を含む材料の場合、推奨される溶融温度範囲は 200 ～ 250°C です。
HDPE は、イオン反応メカニズムを使用した重合プロセスを通じて製造されます。使用する開始剤と反応圧力に応じて低圧法と中圧法に分けられ、高分子量で短く分岐が少ないため結晶性と密度が高い生成物が得られます。低圧法の重合条件は、圧力０．１〜１．５ＭＰａ、温度６５〜１００℃、チーグラー・ナッタ型開始剤：Ａｌ（Ｃ２Ｈ５）３−ＴｉＣｌ４を使用する。重合反応機構は配位アニオン性のものです。 HDPEは、優れた成形性により、射出成形、押出成形、ブロー成形、回転成形、コーティング、発泡プロセス、熱成形、ヒートシール溶着、熱溶着などのさまざまな熱可塑性成形プロセスに適しています。
主な利点としては、耐酸性、耐アルカリ性、耐有機溶剤性、優れた電気絶縁性、低温下でも一定レベルの靭性を維持することが挙げられます。表面硬度、引張強さ、剛性などの機械的強度はLDPEよりも高くPPに近く、PPよりも強靱ですが、表面光沢度はPPより劣ります。主な欠点は、機械的性能が低い、通気性が低い、変形しやすい、経年劣化しやすい、脆性がPPより低い、応力亀裂が生じやすい、表面硬度が低い、傷がつきやすい、などです。印刷が難しく、印刷には表面コロナ処理が必要で、電気メッキはできず、表面はマットです。
高密度ポリエチレン HDPE の用途:
- 射出成形品：ターンオーバーボックス、ボトルキャップ、バレル、キャップ、食品容器、トレイ、ゴミ箱、ボックス、プラスチックフラワー。
- ブロー成形品：各種シリーズのブロー成形バレル、容器、ボトル、洗浄剤入り、薬品、化粧品、ガソリンタンク、日用品などの中空成形品。食品包装袋、雑貨用買い物袋、肥料ライニングなどのフィルム製品も含む映画など
- 押出製品：建材排水管、ガス管、温水管など、主にガス輸送、公共水道、化学輸送などに使用される管および継手。主にシート、スーツケース、ハンドリングコンテナ等に使用されるシート材。
- 回転成形：大型容器、貯蔵タンク、樽、箱などの射出成形品。
- フィルム、電線・ケーブルの外装、パイプ、各種中空品、射出成形品、繊維などに加工でき、農業、包装、エレクトロニクス、機械、自動車、日用品などの分野で幅広く使用されています。
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