高分子量高密度聚乙烯（ HMW HDPE）

高分子量高密度PE树脂是聚乙烯类树脂中的新种类。它们通常被规定为线性共聚物或均聚物树脂，重均分子量在 200 000和 500 000之间。

根据 ASTM D－1238标准 F的熔融流 动指数是确定高分子量聚合物的另一个 方法，因为熔融指数与分子量成反比。．典型的高载荷熔融指数（HLMI）（标准 F）在1～15g/10分钟之间。明确地说， HDPE树脂的密度范围在0．941- 0．965g／CC。大部分的 HMW聚合物品级是密度范围在 0．944－0．954g／cc的共聚 物。

化学和性能

UHMWPE的生产可以用淤浆或气相反应器进行。乙烯的聚合反应在低 压（0.48—3.1MPa）和低温（176— 230F）环境并在过渡金属催化剂存在下 进行。在这些聚合工艺中的使用的高效 率催化剂包括齐格勒型，如钛一烷基铝混 合物，或菲利浦型以铬氧化物为基础的催化剂，且将催化剂浸渍在二氧化硅／氧化铝载体上。在这种条件下生成的长分子链聚合物实质上就是线性的。对均聚物品级，只有乙烯生成的线性聚合物且基本上没有侧支链。对共聚物品级，可用共聚单体如丁烯、己烯或辛烯。HW聚合物的密度是由所用共聚单体水平来决定的。短侧链引入到线性HMW聚合物中，改变了其结晶程度，因此改变了其物理特性。

在生产HMW聚合物中的一个主要设计参数是分子量分布（MWD）。这些树脂的长分子链长度产生高粘度，由此提出了一个在转换使用设备上的特殊加工问题。

具有太窄MWD的粘性树脂将很难加工。高剪切条件也将弓愧过热和降解，随之丧失物理特性。MWD太宽将使熔体强度低，韧性不够和膜泡／型坯不稳定。

因此，需要一个相对宽的MWD以使加工要求和最终使用特性之间达到最佳平衡。催化剂和反应器工艺上的最新进展是能够生产双峰MWD树脂，它具有更好的加工适应性和更好的最终使用性能。这些树脂类型的特点在于有一个具有很高分子量的组元，以改进其物理和机械性能和一个低分子量组元以改进加工性能。

加工

HMW-HDPE制品主要由挤塑成型生产。具有高载荷熔体指数（HLMZ）低达 1.5g／10分钟的 HMW树脂的挤塑可在新设计的设备上在有竞争力的产率和物性不产生降解的条件下进行。这些新设计包括设计具有强力冷却沟的进料段，可提高进料性能且挤出量可提高60％。

在吹膜领域，沟型进料挤出机可以安装内／外膜泡冷却装置，可显著提高薄膜冷却效率。这也可使产量提高时即可有 100％，同时保持厚薄均匀和薄膜特性。

在吹塑料机头和管模设计上的其它重要改革用以改进挤塑的径向厚薄均匀度。

应用

HMW-HDPE的主要最终应用在过去几年中有所拓展，但仍在以下主要市场应用：HMW薄膜、压力管材、大型吹塑件和挤出板材。这些产品类型的每一种都要求不同的高特性，这可通过调整聚合物的三个主要设计参数的平衡来获得，

度。它的优良的熔体强度产生了牵引比，对超薄制品这是必需的。高分子量和高密度的综合提供了好的刚度、高防湿性、耐磨性、耐化学性，并延长了制品在苛刻环境中的应用寿命。由于这些优良的特性参数，HMW-HDPE己被广泛应用于特殊市场。它的较高生产成本意味着它通常以附加价格出售。

吹塑薄膜是HMW-HDPE的最大最终用途市场。在过去7年中估计年增长率超过 25％。薄膜的最大应用是食品杂货袋和罐头内村；其它两个主要用途包括多层衬垫和商品袋。HMW在这些用途中的一个主要优点是它的高熔体强度，它使薄膜超薄，而韧性损失不明显，这是因为在微薄处可获得优异的双轴向取向。HMW食品杂货袋目前产品厚度在0．55和0．65mil之间。HMW的高承载力和防湿性也使其适用于这些市场。在食品杂货袋市场的主要竞争对手是牛皮纸和线性低密度PE（LLDPE）。聚乙烯食品杂货袋占有率估计在1990年增长到70％以上。

罐衬市场目前是LLDPE占优势，但1990年 HMW应用量水平达 30％，且HMW也开始渗透到罐头衬里市场。由于它的优越性能，HMW－HDPE薄膜厚度是丁烯 LLDPE薄膜的 50％～ 60％时即可有相似的最终应用特性。

HMW1413PE压力管包括各种工业和矿业用管、排水管道、输油临时管。配气管路和生活用水管道。其主要增长方面是污水和工业用管道，这些管道直径可达63－in。一种称作滑动内村的技术用于修复己损坏的旧污水管线。

HMW管材树脂现在的一个用途是光纤电话线装置的光纤内管。表11表示出主要的管材用途和公称管径范围。HMW－HDPE树脂在这些用途中的显著性能包括它的高耐化学性、耐腐蚀性。高抗环境应力开裂性，很好的耐磨性和优良的在-60f低温下的抗冲击性。

在大型吹塑制品市场业务增长最快的是HMW－HDPE。这部分由于其加工过程的通用性和加工技术的发展，因此可生产出更大型和有更复杂几何形状的制品。

用于吹塑的技术包括连续挤塑、往复式螺杆和蓄料机头吹塑。蓄料机头技术具有生产最大型制品（500gal.）的能力，并由于HMW－HDPE很高的熔体强度，使其在这一应用中占优势。

  表 1  主要的HMW-HDPE
       管公称直径

资料来源：Hoechst Celanese

主要的吹塑用途领域是货运包装物，容量达55gal，在这里冲击性能。耐化学性和挠曲模量是关键；生活用和城市自卸废物载运箱容量达90gal．；小型载货汽车工具箱；工业用包装物（275gal．）；除草剂和农药的喷雾器药罐。


加工的多方面适应性使“单件”结构生产成为可能，这明显优于需要工具的复合装配。同样，产品可以设计成占有所提供的一切空间，在这种场合，产品的容积值是重要的。用HMW－HDPE制造汽车油箱是一个例子。

挤压板材市场每年的增长率在20％～ 25％之间。挤出板材的公称厚度从12-250mil。HMW板材的主要用途包括车身衬里底垫、衬板、水地衬里和户外便携物品。选择HMW－HDPE作这些用途材料是因为它具有低温特性、抗应力开裂性、耐久性和耐化学性。