9002-88-4 / 聚乙烯的分類與性質

聚乙烯（polyethylene，縮寫：PE）是日常生活中最常用的塑料之一，大量用于制造塑料袋、薄膜、桶等產品，亦是現時地球上塑料廢物的最主要類型。

分子結構

聚乙烯單體為乙烯（化學式C2H4），乙烯亦可視為一對相互連接的亞甲基（化學式CH2）。聚合反應產生之聚乙烯分子式為(C2H4)nH2。

性質

化學性質

聚乙烯抗多種有機溶劑，抗多種酸堿腐蝕，但是不抗氧化性酸，例如硝酸。在氧化性環境中聚乙烯會被氧化。

物理性質

聚乙烯在薄膜狀態下可以被認為是透明的，但是在塊狀存在的時候由于其內部存在大量的晶體，會發生強烈的光散射而不透明。聚乙烯結晶的程度受到其枝鏈的個數的影響，支鏈越多，越難以結晶。聚乙烯的晶體融化溫度也受到支鏈個數的影響，分布于從90攝氏度到130攝氏度的范圍，支鏈越多融化溫度越低。聚乙烯單晶通常可以透過把高密度聚乙烯溶解在攝氏130度以上的二甲苯中制備。

分類

聚乙烯按其密度和分支分類。 其機械性能顯著取決于變量，如分支的程度和類型，晶體結構和分子量。 有幾種類型的聚乙烯：

超高分子量聚乙烯（UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Polyethylene）

超低分子量聚乙烯（ULMWPE, Ultra Low Molecular Weight Polyethylene 或PE-WAX, Polyethylene wax）

高分子量聚乙烯（HMWPE, High Molecular Weight Polyethylene）

高密度聚乙烯（HDPE, High Density Polyethylene）又稱低壓聚乙烯，因為在低壓下生產，含有較多長鏈，因此密度高。主要用于制造各種注塑、吹塑和擠出成型制品。

中密度聚乙烯（MDPE, Medium Density Polyethylene）

低密度聚乙烯（LDPE, Low Density Polyethylene)用高壓法（147.17—196.2MPa）生產，支鏈較多，強度低，多用來生產薄膜制品。

線性低密度聚乙烯（LLDPE, Linear Low Density Polyethylene）

極低密度聚乙烯（VLDPE, Very Low Density Polyethylene）

氯化聚乙烯（CPE, Chlorinated Polyethylene）

高密度聚乙烯

用齊格勒-納塔催化劑聚合法制造，其特點是分子鏈上沒有支鏈，因此分子鏈排布規整，具有較高的密度。該過程在管式或釜式低壓反應器中以乙烯為原料，用氧或有機過氧化物為引發劑引發聚合反應。

高密度聚乙烯屬“熱塑性塑料”（Thermoplastic），加熱達到熔點，即可將廢料回收再利用，所以并非所有“塑料”皆不環保。

高密度聚乙烯的高度結晶，因此外觀上也就呈現出不透明的狀態（高分子材料不同于鉆石，結晶度高往往會降低透明度），并且硬度也更高，甚至有點脆生生的感覺。正是因為強度較高而且不透光，奶制品常常偏好此種塑料。這種塑料耐水耐油性都非常出色，因此適應性很廣。一般攝氏100度以上才會容易變形。這種塑料還特別耐酸耐堿耐腐蝕，所以工業中也是應用極為普遍。

塑料分類標志中，高密度聚乙烯（HDPE）代碼是2。

高密度聚乙烯的塑料分類標志

低密度聚乙烯

低密度聚乙烯的塑料分類標志

低密度聚乙烯通常使用高壓下的自由基聚合生成，由于在反應過程中的鏈轉移反應，在分子鏈上生出許多支鏈。這些支鏈妨礙了分子鏈的整齊排布，因此密度較低。其結構如下圖所示。非常軟且含有些微黏性，同時由于結晶度很低，LDPE的透明度比較高，所以我們日常生活中主要在保鮮膜、塑料袋等方面。耐油性及水性皆較低。

生產與應用

聚乙烯產品通常摻加大量各種添加劑以抗氧化等環境因素破壞。聚乙烯還可以和一些人造橡膠產品混合在一起增加抗沖擊能力。