編輯推薦
●作者隊伍:中國石化、中國石油、中國化工集團、中國塑料加工工業協會及相關的科研院所等共20餘傢單位閤力打造;
●內容實用、先進:突齣閤成工藝、樹脂牌號與性能、加工特性以及應用等。
內容簡介
《閤成樹脂及應用叢書:聚乙烯樹脂及其應用》介紹瞭聚乙烯樹脂及其應用的相關知識,包括聚乙烯樹脂的生産,聚乙烯樹脂的結構、性能及其改性,聚乙烯樹脂的加工方法,聚乙烯塑料製品及對原料樹脂的要求,聚乙烯樹脂生産和使用的安全與環保,聚乙烯樹脂的最新技術發展及展望。
《閤成樹脂及應用叢書:聚乙烯樹脂及其應用》適閤從事聚乙烯樹脂科研、開發、生産的技術人員和管理人員使用,也可供大專院校相關專業師生參考。
目錄
第1章 概論
1.1 聚乙烯樹脂的發展曆史
1.1.1 高壓聚乙烯工藝的開發
1.1.2 高密度聚乙烯的開發
1.1.3 共聚聚乙烯的開發
1.2 聚乙烯樹脂的特性
1.2.1 聚乙烯樹脂的物理力學性能
1.2.2 聚乙烯樹脂的電性能
1.2.3 聚乙烯樹脂的化學性能
1.2.4 聚乙烯樹脂的滲透性能
1.2.5 聚乙烯樹脂的熱裂解及穩定作用
1.3 聚乙烯樹脂的分類及應用領域
1.3.1 高密度聚乙烯
1.3.2 低密度聚乙烯
1.3.3 綫型低密度聚乙烯
1.3.4 茂金屬綫型低密度聚乙烯
1.3.5 聚乙烯彈性體
參考文獻
第2章 聚乙烯樹脂的生産
2.1 引言
2.2 單體與催化劑
2.2.1 單體的種類
2.2.2 乙烯聚閤催化劑的種類及作用
2.3 聚閤反應、工藝與工程
2.3.1 乙烯聚閤反應原理
2.3.2 聚乙烯生産工藝與工程
2.4 助劑、造粒與包裝
2.4.1 聚乙烯樹脂常用助劑
2.4.2 聚乙烯樹脂的造粒與包裝
2.5 聚乙烯生産設備與控製係統
2.5.1 聚乙烯生産設備改進
2.5.2 聚乙烯生産先進控製技術
2.6 生産技術的新進展
2.6.1 高密度聚乙烯生産技術進展
2.6.2 低密度聚乙烯生産工藝進展
2.6.3 綫型低密度聚乙烯生産工藝進展
2.6.4 茂金屬綫型低密度聚乙烯生産工藝進展
2.6.5 POE生産工藝進展
參考文獻
第3章 聚乙烯樹脂的結構、性能及其改性
3.1 引言
3.2 聚乙烯樹脂的結構與性能
3.2.1 聚乙烯形態
3.2.2 結晶
3.2.3 聚乙烯性能
3.3 聚乙烯樹脂的微觀結構錶徵
3.3.1 聚乙烯分子鏈結構
3.3.2 聚乙烯的凝聚態結構
3.3.3 聚乙烯的熔體流變性能
3.4 聚乙烯樹脂的改性
3.4.1 化學改性
3.4.2 物理改性
3.4.3 其他改性方法
3.5 聚乙烯樹脂的主要牌號
參考文獻
第4章 聚乙烯樹脂的加工方法
4.1 引言
4.1.1 聚乙烯樹脂在不同溫度下的三態變化
4.1.2 聚乙烯樹脂的流變性能
4.1.3 聚乙烯的熱力學性質與聚集態結構
4.1.4 聚乙烯在擠齣係統中的結構變化
4.2 注塑
4.2.1 注塑設備
4.2.2 注塑加工工藝
4.2.3 聚乙烯的注塑工藝特點及模具
4.3 擠齣
4.3.1 擠齣成型的分類和特點
4.3.2 聚乙烯管材的擠齣成型
4.3.3 聚乙烯波紋管的加工
4.3.4 片/闆材加工
4.3.5 電綫電纜擠齣包覆成型
4.4 紡絲
4.4.1 長縴維的加工
4.4.2 短縴維的加工
4.4.3 縴維非織造布的加工
4.4.4 超高分子量聚乙烯的凝膠紡絲工藝
4.5 聚乙烯薄膜加工工藝
4.5.1 擠齣吹膜法
4.5.2 聚乙烯流延膜
4.6 中空成型
4.6.1 擠齣吹塑
4.6.2 注射吹塑
4.6.3 拉伸吹塑
4.6.4 滾塑
4.6.5 其他中空成型
4.7 聚乙烯發泡成型
4.7.1 發泡工藝簡介
4.7.2 泡沫塑料形成機理
4.7.3 聚乙烯發泡用助劑
4.7.4 交聯聚乙烯發泡工藝
4.7.5 聚乙烯泡沫塑料加工成型
4.7.6 微孔發泡聚乙烯
4.8 聚乙烯加工工藝的新進展
4.8.1 概述
4.8.2 聚乙烯用助劑的進展
4.8.3 聚乙烯加工機械的進展
4.8.4 計算機技術在聚乙烯加工中的應用
參考文獻
第5章 聚乙烯塑料製品及對原料樹脂的要求
5.1 注塑製品
5.1.1 聚乙烯注塑製品及其對原料樹脂的要求
5.1.2 聚乙烯注塑中的常見問題
5.2 擠齣製品
5.2.1 聚乙烯管材製品及其對原料樹脂的要求
5.2.2 國內外聚乙烯管材專用料的生産、開發現狀
5.2.3 聚乙烯管材擠齣成型工藝控製
5.2.4 聚乙烯闆材製品及其對原料樹脂的要求
5.2.5 聚乙烯電綫/電纜及其對原料樹脂的要求
5.3 聚乙烯縴維
5.3.1 熔紡法聚乙烯縴維
5.3.2 聚乙烯膜裂縴維與薄膜絲帶
5.3.3 超高分子量聚乙烯縴維
5.4 薄膜製品
5.4.1 聚乙烯薄膜對原材料的要求
5.4.2 聚乙烯薄膜各種應用對原料的要求
5.5 中空成型製品
5.5.1 擠齣吹塑製品
5.5.2 注射吹塑製品
5.5.3 拉伸吹塑製品
5.5.4 滾塑製品
5.6 發泡製品
5.6.1 發泡製品對原料樹脂的要求
5.6.2 聚乙烯泡沫塑料的改性
5.6.3 發泡製品的應用
參考文獻
第6章 聚乙烯樹脂生産和使用的安全與環保
6.1 聚乙烯樹脂的毒性及使用安全
6.1.1 高壓(低密度)聚乙烯
6.1.2 低壓(高密度)聚乙烯
6.1.3 中壓聚乙烯
6.1.4 其他類型聚乙烯
6.2 聚乙烯樹脂安全數據信息
6.3 聚乙烯樹脂生産和加工中的安全與防護
6.3.1 聚乙烯反應物料的安全特性及防護措施
6.3.2 低壓聚乙烯的安全生産與防護
6.3.3 高壓聚乙烯的安全生産與防護
6.4 聚乙烯樹脂生産産生的汙染及其處理
6.5 聚乙烯樹脂及其復閤材料的迴收利用
6.5.1 聚烯烴材料的環境適應性
6.5.2 聚乙烯迴收料的主要來源
6.5.3 迴收利用前的準備工作
6.5.4 聚乙烯迴收料的分選淨化技術
6.5.5 聚乙烯迴收料物理法循環利用技術
6.5.6 聚乙烯迴收料化學法循環利用技術
6.5.7 能量再生技術
6.5.8 可環境降解的聚烯烴
6.6 聚乙烯樹脂的衛生環保檢測認證及方法
6.6.1 食品包裝用聚乙烯材料
6.6.2 管材用聚乙烯材料
6.6.3 醫用聚乙烯材料
6.6.4 聚乙烯的FDA檢測與認證
6.6.5 RoHS檢測與認證
6.6.6 PAHs檢測與認證
參考文獻
第7章 聚乙烯樹脂的最新技術發展及展望
7.1 概況
7.2 基於單中心催化劑的聚乙烯樹脂技術進展
7.2.1 茂金屬聚乙烯産品
7.2.2 非茂金屬聚乙烯産品
7.3 聚乙烯生産工藝的新進展
7.3.1 氣相工藝
7.3.2 淤漿工藝進展
7.3.3 溶液工藝進展
7.3.4 高壓法低密度聚乙烯工藝的新進展
7.4 聚乙烯樹脂加工應用技術新進展及其展望
7.4.1 微層共擠齣加工技術
7.4.2 微孔發泡加工技術
7.4.3 基於拉伸流變的塑料加工裝置
參考文獻
附錄
附錄一 聚乙烯樹脂主要牌號錶(按生産工藝分)
附錄二 中國聚乙烯樹脂主要加工應用廠商與關鍵加工設備製造商
附錄三 聚乙烯樹脂用添加劑、催化劑的生産商
附錄四 我國聚乙烯工業裝置
前言/序言
前言
聚乙烯(PE)是世界通用閤成樹脂中産量最大的品種,在閤成材料中占有舉足輕重的地位。目前我國已經成為世界最大的聚乙烯進口國和第二大消費國。2008~2011年間,亞太地區的聚乙烯新項目主要位於中國、印度和韓國,中國將繼續成為其增長動力的源泉。中國正成為世界上最大的聚乙烯薄膜和包裝袋齣口國,大量供應北美、西歐和日本等世界各地。
聚乙烯樹脂需求的快速增長一是得益於世界經濟的全球化和經濟的穩定增長以及新的應用領域的開闢;二是得益於聚乙烯技術上的突破和進展。本書正是立足於聚乙烯樹脂相關的大量專業知識和現有技術背景,同時又對聚乙烯樹脂的生産、加工、應用等的新進展、新方嚮進行比較全麵廣泛而又專業細緻的介紹和說明。書中涵蓋瞭聚乙烯樹脂和其加工的各方麵問題,包括聚乙烯樹脂生産技術、結構性能、錶徵方法、加工方法、製品成型以及目前受到廣泛關注的環保和安全問題。為幫助讀者瞭解聚乙烯樹脂生産、加工技術及應用領域的最新動態,本書用相當一部分篇幅對聚乙烯樹脂的新進展進行瞭介紹。本書既麵嚮希望對聚乙烯樹脂領域有所瞭解的讀者,又對從事聚乙烯研究和生産工作及需要進一步深入瞭解聚乙烯最新情況的專業人士有所助益。
書中第1章為概論;第2章主要對聚乙烯樹脂生産技術進行瞭詳細介紹,其中包括催化劑、聚閤過程、生産設備等方麵的內容;在第3章中,對聚乙烯樹脂的錶徵方法、結構與性能的關係做瞭專業而詳細的闡述;第4章和第5章全麵概括瞭聚乙烯樹脂的加工成型方法以及對應所需原料樹脂,其中包括很多近年聚乙烯樹脂加工技術的最新突破;第6章涉及目前受到業內人士和政府部門廣泛關注的樹脂環保和安全問題;第7章綜閤完整地介紹瞭聚乙烯樹脂最新技術發展,並對其進行瞭展望,同時讀者也可在每章中看到相關的技術最新進展。
本書由中國石化北京化工研究院從事聚乙烯樹脂相關研究的科研人員編寫。由張師軍、喬金樑主編,共分7章。張師軍、呂明福編寫第1章;周俊嶺、王世波、於魯強、張師軍、呂明福
編寫第2章;王良詩、唐毓婧、任敏巧、尹華編寫第3章;張師軍、呂明福、楊慶泉、尹華編寫第4章、第5章;魏若奇、楊勇編寫第6章;劉軼群編寫第7章。附錄一、二由尹華編寫;附錄三由呂明福、周俊嶺、王世波編寫;附錄四由於魯強編寫。全書由呂明福、劉軼群、尹華、楊勇、徐萌、徐凱進行初校。本書的審稿工作由洪定一教授負責,參加審稿人員有呂立新、金茂築、馬因明、鬍炳鏞教授。
希望這本書能給讀者帶來幫助。由於作者水平有限及各章執筆人員不同,編寫風格可能會有少許變化。書中難免有疏漏不當之處,歡迎廣大讀者提齣批評並提齣建議。
張師軍
2011年1月18日於北京
樹脂材料的廣闊天地:探索閤成高分子的奧秘與前沿應用 《閤成樹脂及應用叢書》 係列緻力於全麵、深入地剖析當代高分子材料科學的核心——閤成樹脂。本套叢書旨在為材料工程師、化學研究人員、高分子專業學生以及對先進材料技術感興趣的專業人士提供一套係統、權威的知識體係。我們聚焦於解析各類閤成樹脂的分子結構、聚閤反應機理、物化性能、加工技術以及在各個工業領域中的創新應用。 本係列叢書力求覆蓋當前高分子材料領域中最具活力和發展潛力的分支,深度剖析經典樹脂的升級迭代,同時前瞻性地探討新型功能性樹脂的研發趨勢。讀者將通過本叢書,不僅能掌握基礎理論,更能把握行業脈搏,洞察未來材料技術的走嚮。 --- 叢書覆蓋的主要領域(不含《聚乙烯樹脂及其應用》內容) 本叢書的廣闊內容闆塊涵蓋瞭除聚乙烯(PE)之外,所有關鍵閤成樹脂體係的深入研究與應用拓展。 第一捲:環氧樹脂的精細化製造與高性能復閤材料 本捲專注於環氧樹脂(Epoxy Resins)體係。詳細闡述從基礎的聯苯基環氧樹脂到新型雙酚F、酚醛環氧樹脂的閤成路徑、固化動力學及結構-性能關係。重點探討如何通過精確控製固化劑(如胺類、酸酐類)的選擇與配比,實現對樹脂體係粘度、玻璃化轉變溫度(Tg)、韌性與耐化學性的調控。 在應用方麵,本捲深入分析瞭環氧樹脂在高端電子封裝材料(如IC底部填充膠、芯片粘接劑)、航空航天級碳縴維增強復閤材料(CFRP)中的應用機理。特彆關注瞭增韌技術,包括納米粒子改性、反應型增韌劑的引入,以及如何解決環氧體係脆性大的行業痛點,使其更好地適應極端載荷環境下的長期可靠性要求。 第二捲:聚氯乙烯(PVC)的綠色化改性與功能拓展 本捲聚焦於聚氯乙烯(PVC)——這一使用量巨大的閤成樹脂。我們摒棄傳統的概述,轉而深入探討無塑化劑或低塑化劑PVC體係的研發方嚮,以應對環保法規日益嚴格的挑戰。內容包括新型高效內潤滑劑、耐候性穩定劑(如鈣鋅穩定劑)的作用機理,以及反應性增塑劑在PVC中的應用。 在加工技術上,本捲細緻解析瞭PVC發泡技術(如超臨界流體發泡、物理發泡)在型材、管材生産中的應用,探討瞭如何通過精確控製孔隙結構來優化材料的保溫隔音性能。此外,還探討瞭高抗衝改性PVC(CPVC)的氯化工藝及其在特種流體輸送中的應用。 第三捲:聚苯乙烯(PS)及其共聚物的結構創新與熱塑性彈性體 本捲深入挖掘聚苯乙烯(Polystyrene, PS)傢族的結構多樣性。內容涵蓋高抗衝聚苯乙烯(HIPS)的接枝共聚過程、發泡聚苯乙烯(EPS/XPS) 的熱力學發泡機製及其隔熱性能的理論模型。 更重要的是,本捲將大量篇幅用於研究苯乙烯係熱塑性彈性體(TPE-S),如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯(SIS)的相分離結構控製。詳細分析瞭硬段(PS)與軟段(丁二烯/異戊二烯)的微觀形貌對彈性體宏觀力學性能的影響,以及在膠粘劑、瀝青改性、醫療器械中的應用開發。 第四捲:丙烯酸樹脂(Acrylic Resins):塗料、光學與生物醫用材料的前沿 本捲專注於聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其各類共聚物。內容從基礎的自由基聚閤到可控自由基聚閤(如ATRP, RAFT)在製備窄分子量分布和復雜拓撲結構丙烯酸酯方麵的應用展開。 重點研究方嚮包括: 1. 高性能光學材料:分析高摺射率、低雙摺射率的丙烯酸酯在LED導光闆、光學透鏡製造中的應用,特彆是關於光學性能與加工應力鬆弛的關聯。 2. 塗料與油墨:探討水性、高固含、無溶劑丙烯酸樹脂的開發,重點關注其在提供優異耐候性、光澤度和附著力方麵的化學設計。 3. 生物醫用材料:研究具有特定生物相容性和降解性能的丙烯酸酯共聚物,用於藥物緩釋載體或組織工程支架的潛在應用。 第五捲:聚氨酯(PU)體係:從彈性體到高性能泡沫與塗層 聚氨酯(Polyurethane, PU)體係的復雜性和多功能性在本捲中得到充分體現。本捲從異氰酸酯與多元醇反應的化學計量學開始,深入分析不同催化劑體係對脲鍵、氨基甲酸酯鍵形成速率的影響。 本捲的結構側重於應用場景的差異化: 硬泡與軟泡:詳細剖析發泡劑(物理/化學)、成孔劑的選擇如何決定泡沫的閉孔率、導熱係數以及壓縮強度,特彆是關於聚氨酯作為建築節能材料的性能優化。 彈性體與粘閤劑:探討熱塑性聚氨酯(TPU)的分子量分布控製,及其在鞋材、密封件中的高耐磨損性能的來源。分析PU膠粘劑中預聚體設計如何影響其對不同基材(金屬、塑料、木材)的粘接強度與耐久性。 塗層技術:研究PU塗料的交聯機製,特彆是雙組分(2K)體係與紫外光固化PU體係,在汽車麵漆和工業防護塗層中的應用。 第六捲:特種工程塑料:聚酰胺(PA)與聚酯(PET/PBT)的分子工程 本捲聚焦於兩類關鍵的工程塑料:聚酰胺(尼龍)和聚酯。 聚酰胺(PA) 方麵,深入探討瞭從PA6、PA66到高耐溫尼龍(如PA46、PA12)的閤成工藝改進,重點在於提高吸濕性控製和尺寸穩定性。解析瞭無規共聚、共聚改性(如PA6/PA6T)在提升耐熱性和降低吸水率方麵的作用。 聚酯(PET/PBT) 方麵,本捲集中討論瞭聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的固體聚閤(SSP)技術,以實現食品級和高強度縴維的應用。同時,詳述瞭聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在增強其抗蠕變性和電學性能方麵的分子設計策略,以及其在汽車連接器中的應用挑戰與解決方案。 --- 叢書的共同特點與研究方法論 貫穿整套叢書的,是對材料的“結構-性能-加工”三位一體的深入研究。我們強調以下幾個核心研究方法論: 1. 計算化學與模擬:大量引入分子動力學模擬(MD)和密度泛函理論(DFT)在預測樹脂固化過程、玻璃化轉變溫度、界麵粘結強度方麵的應用案例。 2. 先進錶徵技術:詳細介紹動態熱機械分析(DMA)、傅裏葉變換紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色譜(GPC)等技術在樹脂質量控製和性能驗證中的標準操作流程。 3. 可持續性與循環經濟:每一捲都包含關於如何通過化學迴收、生物基單體替代等方式,實現相關樹脂體係環境足跡優化的章節。 本叢書不僅是理論的寶庫,更是解決實際工程問題的工具書,旨在推動閤成樹脂材料領域的技術進步與産業升級。