编辑推荐
●作者队伍:中国石化、中国石油、中国化工集团、中国塑料加工工业协会及相关的科研院所等共20余家单位合力打造;
●内容实用、先进:突出合成工艺、树脂牌号与性能、加工特性以及应用等。
内容简介
《合成树脂及应用丛书:聚乙烯树脂及其应用》介绍了聚乙烯树脂及其应用的相关知识,包括聚乙烯树脂的生产,聚乙烯树脂的结构、性能及其改性,聚乙烯树脂的加工方法,聚乙烯塑料制品及对原料树脂的要求,聚乙烯树脂生产和使用的安全与环保,聚乙烯树脂的最新技术发展及展望。
《合成树脂及应用丛书:聚乙烯树脂及其应用》适合从事聚乙烯树脂科研、开发、生产的技术人员和管理人员使用,也可供大专院校相关专业师生参考。
目录
第1章 概论
1.1 聚乙烯树脂的发展历史
1.1.1 高压聚乙烯工艺的开发
1.1.2 高密度聚乙烯的开发
1.1.3 共聚聚乙烯的开发
1.2 聚乙烯树脂的特性
1.2.1 聚乙烯树脂的物理力学性能
1.2.2 聚乙烯树脂的电性能
1.2.3 聚乙烯树脂的化学性能
1.2.4 聚乙烯树脂的渗透性能
1.2.5 聚乙烯树脂的热裂解及稳定作用
1.3 聚乙烯树脂的分类及应用领域
1.3.1 高密度聚乙烯
1.3.2 低密度聚乙烯
1.3.3 线型低密度聚乙烯
1.3.4 茂金属线型低密度聚乙烯
1.3.5 聚乙烯弹性体
参考文献
第2章 聚乙烯树脂的生产
2.1 引言
2.2 单体与催化剂
2.2.1 单体的种类
2.2.2 乙烯聚合催化剂的种类及作用
2.3 聚合反应、工艺与工程
2.3.1 乙烯聚合反应原理
2.3.2 聚乙烯生产工艺与工程
2.4 助剂、造粒与包装
2.4.1 聚乙烯树脂常用助剂
2.4.2 聚乙烯树脂的造粒与包装
2.5 聚乙烯生产设备与控制系统
2.5.1 聚乙烯生产设备改进
2.5.2 聚乙烯生产先进控制技术
2.6 生产技术的新进展
2.6.1 高密度聚乙烯生产技术进展
2.6.2 低密度聚乙烯生产工艺进展
2.6.3 线型低密度聚乙烯生产工艺进展
2.6.4 茂金属线型低密度聚乙烯生产工艺进展
2.6.5 POE生产工艺进展
参考文献
第3章 聚乙烯树脂的结构、性能及其改性
3.1 引言
3.2 聚乙烯树脂的结构与性能
3.2.1 聚乙烯形态
3.2.2 结晶
3.2.3 聚乙烯性能
3.3 聚乙烯树脂的微观结构表征
3.3.1 聚乙烯分子链结构
3.3.2 聚乙烯的凝聚态结构
3.3.3 聚乙烯的熔体流变性能
3.4 聚乙烯树脂的改性
3.4.1 化学改性
3.4.2 物理改性
3.4.3 其他改性方法
3.5 聚乙烯树脂的主要牌号
参考文献
第4章 聚乙烯树脂的加工方法
4.1 引言
4.1.1 聚乙烯树脂在不同温度下的三态变化
4.1.2 聚乙烯树脂的流变性能
4.1.3 聚乙烯的热力学性质与聚集态结构
4.1.4 聚乙烯在挤出系统中的结构变化
4.2 注塑
4.2.1 注塑设备
4.2.2 注塑加工工艺
4.2.3 聚乙烯的注塑工艺特点及模具
4.3 挤出
4.3.1 挤出成型的分类和特点
4.3.2 聚乙烯管材的挤出成型
4.3.3 聚乙烯波纹管的加工
4.3.4 片/板材加工
4.3.5 电线电缆挤出包覆成型
4.4 纺丝
4.4.1 长纤维的加工
4.4.2 短纤维的加工
4.4.3 纤维非织造布的加工
4.4.4 超高分子量聚乙烯的凝胶纺丝工艺
4.5 聚乙烯薄膜加工工艺
4.5.1 挤出吹膜法
4.5.2 聚乙烯流延膜
4.6 中空成型
4.6.1 挤出吹塑
4.6.2 注射吹塑
4.6.3 拉伸吹塑
4.6.4 滚塑
4.6.5 其他中空成型
4.7 聚乙烯发泡成型
4.7.1 发泡工艺简介
4.7.2 泡沫塑料形成机理
4.7.3 聚乙烯发泡用助剂
4.7.4 交联聚乙烯发泡工艺
4.7.5 聚乙烯泡沫塑料加工成型
4.7.6 微孔发泡聚乙烯
4.8 聚乙烯加工工艺的新进展
4.8.1 概述
4.8.2 聚乙烯用助剂的进展
4.8.3 聚乙烯加工机械的进展
4.8.4 计算机技术在聚乙烯加工中的应用
参考文献
第5章 聚乙烯塑料制品及对原料树脂的要求
5.1 注塑制品
5.1.1 聚乙烯注塑制品及其对原料树脂的要求
5.1.2 聚乙烯注塑中的常见问题
5.2 挤出制品
5.2.1 聚乙烯管材制品及其对原料树脂的要求
5.2.2 国内外聚乙烯管材专用料的生产、开发现状
5.2.3 聚乙烯管材挤出成型工艺控制
5.2.4 聚乙烯板材制品及其对原料树脂的要求
5.2.5 聚乙烯电线/电缆及其对原料树脂的要求
5.3 聚乙烯纤维
5.3.1 熔纺法聚乙烯纤维
5.3.2 聚乙烯膜裂纤维与薄膜丝带
5.3.3 超高分子量聚乙烯纤维
5.4 薄膜制品
5.4.1 聚乙烯薄膜对原材料的要求
5.4.2 聚乙烯薄膜各种应用对原料的要求
5.5 中空成型制品
5.5.1 挤出吹塑制品
5.5.2 注射吹塑制品
5.5.3 拉伸吹塑制品
5.5.4 滚塑制品
5.6 发泡制品
5.6.1 发泡制品对原料树脂的要求
5.6.2 聚乙烯泡沫塑料的改性
5.6.3 发泡制品的应用
参考文献
第6章 聚乙烯树脂生产和使用的安全与环保
6.1 聚乙烯树脂的毒性及使用安全
6.1.1 高压(低密度)聚乙烯
6.1.2 低压(高密度)聚乙烯
6.1.3 中压聚乙烯
6.1.4 其他类型聚乙烯
6.2 聚乙烯树脂安全数据信息
6.3 聚乙烯树脂生产和加工中的安全与防护
6.3.1 聚乙烯反应物料的安全特性及防护措施
6.3.2 低压聚乙烯的安全生产与防护
6.3.3 高压聚乙烯的安全生产与防护
6.4 聚乙烯树脂生产产生的污染及其处理
6.5 聚乙烯树脂及其复合材料的回收利用
6.5.1 聚烯烃材料的环境适应性
6.5.2 聚乙烯回收料的主要来源
6.5.3 回收利用前的准备工作
6.5.4 聚乙烯回收料的分选净化技术
6.5.5 聚乙烯回收料物理法循环利用技术
6.5.6 聚乙烯回收料化学法循环利用技术
6.5.7 能量再生技术
6.5.8 可环境降解的聚烯烃
6.6 聚乙烯树脂的卫生环保检测认证及方法
6.6.1 食品包装用聚乙烯材料
6.6.2 管材用聚乙烯材料
6.6.3 医用聚乙烯材料
6.6.4 聚乙烯的FDA检测与认证
6.6.5 RoHS检测与认证
6.6.6 PAHs检测与认证
参考文献
第7章 聚乙烯树脂的最新技术发展及展望
7.1 概况
7.2 基于单中心催化剂的聚乙烯树脂技术进展
7.2.1 茂金属聚乙烯产品
7.2.2 非茂金属聚乙烯产品
7.3 聚乙烯生产工艺的新进展
7.3.1 气相工艺
7.3.2 淤浆工艺进展
7.3.3 溶液工艺进展
7.3.4 高压法低密度聚乙烯工艺的新进展
7.4 聚乙烯树脂加工应用技术新进展及其展望
7.4.1 微层共挤出加工技术
7.4.2 微孔发泡加工技术
7.4.3 基于拉伸流变的塑料加工装置
参考文献
附录
附录一 聚乙烯树脂主要牌号表(按生产工艺分)
附录二 中国聚乙烯树脂主要加工应用厂商与关键加工设备制造商
附录三 聚乙烯树脂用添加剂、催化剂的生产商
附录四 我国聚乙烯工业装置
前言/序言
前言
聚乙烯(PE)是世界通用合成树脂中产量最大的品种,在合成材料中占有举足轻重的地位。目前我国已经成为世界最大的聚乙烯进口国和第二大消费国。2008~2011年间,亚太地区的聚乙烯新项目主要位于中国、印度和韩国,中国将继续成为其增长动力的源泉。中国正成为世界上最大的聚乙烯薄膜和包装袋出口国,大量供应北美、西欧和日本等世界各地。
聚乙烯树脂需求的快速增长一是得益于世界经济的全球化和经济的稳定增长以及新的应用领域的开辟;二是得益于聚乙烯技术上的突破和进展。本书正是立足于聚乙烯树脂相关的大量专业知识和现有技术背景,同时又对聚乙烯树脂的生产、加工、应用等的新进展、新方向进行比较全面广泛而又专业细致的介绍和说明。书中涵盖了聚乙烯树脂和其加工的各方面问题,包括聚乙烯树脂生产技术、结构性能、表征方法、加工方法、制品成型以及目前受到广泛关注的环保和安全问题。为帮助读者了解聚乙烯树脂生产、加工技术及应用领域的最新动态,本书用相当一部分篇幅对聚乙烯树脂的新进展进行了介绍。本书既面向希望对聚乙烯树脂领域有所了解的读者,又对从事聚乙烯研究和生产工作及需要进一步深入了解聚乙烯最新情况的专业人士有所助益。
书中第1章为概论;第2章主要对聚乙烯树脂生产技术进行了详细介绍,其中包括催化剂、聚合过程、生产设备等方面的内容;在第3章中,对聚乙烯树脂的表征方法、结构与性能的关系做了专业而详细的阐述;第4章和第5章全面概括了聚乙烯树脂的加工成型方法以及对应所需原料树脂,其中包括很多近年聚乙烯树脂加工技术的最新突破;第6章涉及目前受到业内人士和政府部门广泛关注的树脂环保和安全问题;第7章综合完整地介绍了聚乙烯树脂最新技术发展,并对其进行了展望,同时读者也可在每章中看到相关的技术最新进展。
本书由中国石化北京化工研究院从事聚乙烯树脂相关研究的科研人员编写。由张师军、乔金樑主编,共分7章。张师军、吕明福编写第1章;周俊岭、王世波、于鲁强、张师军、吕明福
编写第2章;王良诗、唐毓婧、任敏巧、尹华编写第3章;张师军、吕明福、杨庆泉、尹华编写第4章、第5章;魏若奇、杨勇编写第6章;刘轶群编写第7章。附录一、二由尹华编写;附录三由吕明福、周俊岭、王世波编写;附录四由于鲁强编写。全书由吕明福、刘轶群、尹华、杨勇、徐萌、徐凯进行初校。本书的审稿工作由洪定一教授负责,参加审稿人员有吕立新、金茂筑、马因明、胡炳镛教授。
希望这本书能给读者带来帮助。由于作者水平有限及各章执笔人员不同,编写风格可能会有少许变化。书中难免有疏漏不当之处,欢迎广大读者提出批评并提出建议。
张师军
2011年1月18日于北京
树脂材料的广阔天地:探索合成高分子的奥秘与前沿应用 《合成树脂及应用丛书》 系列致力于全面、深入地剖析当代高分子材料科学的核心——合成树脂。本套丛书旨在为材料工程师、化学研究人员、高分子专业学生以及对先进材料技术感兴趣的专业人士提供一套系统、权威的知识体系。我们聚焦于解析各类合成树脂的分子结构、聚合反应机理、物化性能、加工技术以及在各个工业领域中的创新应用。 本系列丛书力求覆盖当前高分子材料领域中最具活力和发展潜力的分支,深度剖析经典树脂的升级迭代,同时前瞻性地探讨新型功能性树脂的研发趋势。读者将通过本丛书,不仅能掌握基础理论,更能把握行业脉搏,洞察未来材料技术的走向。 --- 丛书覆盖的主要领域(不含《聚乙烯树脂及其应用》内容) 本丛书的广阔内容板块涵盖了除聚乙烯(PE)之外,所有关键合成树脂体系的深入研究与应用拓展。 第一卷:环氧树脂的精细化制造与高性能复合材料 本卷专注于环氧树脂(Epoxy Resins)体系。详细阐述从基础的联苯基环氧树脂到新型双酚F、酚醛环氧树脂的合成路径、固化动力学及结构-性能关系。重点探讨如何通过精确控制固化剂(如胺类、酸酐类)的选择与配比,实现对树脂体系粘度、玻璃化转变温度(Tg)、韧性与耐化学性的调控。 在应用方面,本卷深入分析了环氧树脂在高端电子封装材料(如IC底部填充胶、芯片粘接剂)、航空航天级碳纤维增强复合材料(CFRP)中的应用机理。特别关注了增韧技术,包括纳米粒子改性、反应型增韧剂的引入,以及如何解决环氧体系脆性大的行业痛点,使其更好地适应极端载荷环境下的长期可靠性要求。 第二卷:聚氯乙烯(PVC)的绿色化改性与功能拓展 本卷聚焦于聚氯乙烯(PVC)——这一使用量巨大的合成树脂。我们摒弃传统的概述,转而深入探讨无塑化剂或低塑化剂PVC体系的研发方向,以应对环保法规日益严格的挑战。内容包括新型高效内润滑剂、耐候性稳定剂(如钙锌稳定剂)的作用机理,以及反应性增塑剂在PVC中的应用。 在加工技术上,本卷细致解析了PVC发泡技术(如超临界流体发泡、物理发泡)在型材、管材生产中的应用,探讨了如何通过精确控制孔隙结构来优化材料的保温隔音性能。此外,还探讨了高抗冲改性PVC(CPVC)的氯化工艺及其在特种流体输送中的应用。 第三卷:聚苯乙烯(PS)及其共聚物的结构创新与热塑性弹性体 本卷深入挖掘聚苯乙烯(Polystyrene, PS)家族的结构多样性。内容涵盖高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的接枝共聚过程、发泡聚苯乙烯(EPS/XPS) 的热力学发泡机制及其隔热性能的理论模型。 更重要的是,本卷将大量篇幅用于研究苯乙烯系热塑性弹性体(TPE-S),如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)的相分离结构控制。详细分析了硬段(PS)与软段(丁二烯/异戊二烯)的微观形貌对弹性体宏观力学性能的影响,以及在胶粘剂、沥青改性、医疗器械中的应用开发。 第四卷:丙烯酸树脂(Acrylic Resins):涂料、光学与生物医用材料的前沿 本卷专注于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及其各类共聚物。内容从基础的自由基聚合到可控自由基聚合(如ATRP, RAFT)在制备窄分子量分布和复杂拓扑结构丙烯酸酯方面的应用展开。 重点研究方向包括: 1. 高性能光学材料:分析高折射率、低双折射率的丙烯酸酯在LED导光板、光学透镜制造中的应用,特别是关于光学性能与加工应力松弛的关联。 2. 涂料与油墨:探讨水性、高固含、无溶剂丙烯酸树脂的开发,重点关注其在提供优异耐候性、光泽度和附着力方面的化学设计。 3. 生物医用材料:研究具有特定生物相容性和降解性能的丙烯酸酯共聚物,用于药物缓释载体或组织工程支架的潜在应用。 第五卷:聚氨酯(PU)体系:从弹性体到高性能泡沫与涂层 聚氨酯(Polyurethane, PU)体系的复杂性和多功能性在本卷中得到充分体现。本卷从异氰酸酯与多元醇反应的化学计量学开始,深入分析不同催化剂体系对脲键、氨基甲酸酯键形成速率的影响。 本卷的结构侧重于应用场景的差异化: 硬泡与软泡:详细剖析发泡剂(物理/化学)、成孔剂的选择如何决定泡沫的闭孔率、导热系数以及压缩强度,特别是关于聚氨酯作为建筑节能材料的性能优化。 弹性体与粘合剂:探讨热塑性聚氨酯(TPU)的分子量分布控制,及其在鞋材、密封件中的高耐磨损性能的来源。分析PU胶粘剂中预聚体设计如何影响其对不同基材(金属、塑料、木材)的粘接强度与耐久性。 涂层技术:研究PU涂料的交联机制,特别是双组分(2K)体系与紫外光固化PU体系,在汽车面漆和工业防护涂层中的应用。 第六卷:特种工程塑料:聚酰胺(PA)与聚酯(PET/PBT)的分子工程 本卷聚焦于两类关键的工程塑料:聚酰胺(尼龙)和聚酯。 聚酰胺(PA) 方面,深入探讨了从PA6、PA66到高耐温尼龙(如PA46、PA12)的合成工艺改进,重点在于提高吸湿性控制和尺寸稳定性。解析了无规共聚、共聚改性(如PA6/PA6T)在提升耐热性和降低吸水率方面的作用。 聚酯(PET/PBT) 方面,本卷集中讨论了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的固体聚合(SSP)技术,以实现食品级和高强度纤维的应用。同时,详述了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在增强其抗蠕变性和电学性能方面的分子设计策略,以及其在汽车连接器中的应用挑战与解决方案。 --- 丛书的共同特点与研究方法论 贯穿整套丛书的,是对材料的“结构-性能-加工”三位一体的深入研究。我们强调以下几个核心研究方法论: 1. 计算化学与模拟:大量引入分子动力学模拟(MD)和密度泛函理论(DFT)在预测树脂固化过程、玻璃化转变温度、界面粘结强度方面的应用案例。 2. 先进表征技术:详细介绍动态热机械分析(DMA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、凝胶渗透色谱(GPC)等技术在树脂质量控制和性能验证中的标准操作流程。 3. 可持续性与循环经济:每一卷都包含关于如何通过化学回收、生物基单体替代等方式,实现相关树脂体系环境足迹优化的章节。 本丛书不仅是理论的宝库,更是解决实际工程问题的工具书,旨在推动合成树脂材料领域的技术进步与产业升级。