线性低密度聚乙烯.doc

LLDPE现货市场研究报告中国石油和化学工业协会二七年一月十四日目 录LLDPE现货市场研究报告5一、LLDPE简介5(一)、LLDPE的应用领域6(二)、LLDPE的分类6图表1：19972007年10年间世界3种共聚单体LLDPE的产量7(三)、LLDPE的生产工艺概况8图表2：Unipol聚乙烯工艺流程图9图表3：加拿大杜邦中压溶液法(Sclairtech)工艺流程简图10图表4：各种聚乙烯装置的投资比较(100kta)，单位：百万美元11图表5：几种典型聚乙烯工艺的消耗指标12图表6：不同工艺方法各生产一种代表性牌号的成本比较12(四)、LLDPE的质量情况分析13图表7：不同密度、不同熔体指数的聚乙烯的ESCR值15图表8：聚乙烯的介电性能16图表9：聚乙烯的密度与介电常数17图表10：聚乙烯的密度与物理机械性能的关系17图表11：LLDPE和HP-LDPE的物理机械性能比较18图表12：共聚单体与乙烯的比例19图表13：线型低密度聚乙烯(企业标准)21二、世界LLDPE供求概况23(一)、世界LLDPE生产概况23图表14：2005年世界主要地区LLDPE产能比例图23图表15：20032005年世界主要LLDPE生产国家及能力23图表16：2003年世界部分国家和地区HDPE、LDPE、LLDPE的产能比例25图表17：2005年世界主要LLDPE/LDPE生产企业产能25图表18：2005年世界十大PE生产商排名25图表19：20062009年世界LLDPE主要改扩建计划(不含中国大陆)26(二)、世界LLDPE消费概况27图表20：2005年世界LLDPE消费结构28(三)、世界PE贸易概况28三、我国LLDPE供求概况29(一)、我国LLDPE生产概况29图表21：20022006我国LLDPE产能产量表29图表22：我国LLDPE主要生产企业2005年产能产量及装置情况表30图表23：20022005年我国主要LLDPE生产企业产能情况表30图表24：20022005年我国主要LLDPE生产企业产量情况表31(二)、我国LLDPE的消费情况分析31图表25：20022005年我国LLDPE消费量32图表26：20022007年我国LLDPE/LDPE消费结构表32图表27：2004年我国LLDPE/LDPE在各领域的消费量及所占比例33图表28：2005年LLDPELDPE消费结构图33图表29：20042005年主要地区消费平衡34(三)、我国LLDPE进出口情况分析34图表30：20032005年LLDPE进口统计35图表31：2005年线型低密度聚乙烯主要贸易国进口35图表32：2005年线型低密度聚乙烯进口地区统计36图表33：2005年我国LLDPE进口前10家企业37图表34：2005年LLDPE进口关别37图表35：2004、2005年国内聚乙烯进口量比较38图表36：20032006年LLDPE出口统计39图表37：2004年LLDPE出口国家和地区统计39图表38：2005年LLDPE主要出口地统计40图表39：2005年LLDPE分地区出口41图表40：2005年LLDPE出口前10家企业统计41图表41：2005年LLDPE出口关别统计42图表42：2005年主要省、市和地区进口贸易所占比例42图表43：2005年主要省、市和地区进口贸易所占比例图43四、价格分析43(一)、近年来价格变化概况43图表44：20022007年线型低密度聚乙烯价格44图表45：20012005年国际市场LLDPE价格(东南亚及远东)(C&F)44图表46：20012005年我国主要地区LLDPE市场价格44(二)、原油价格波动对LLDPE市场的影响45图表47：20022007年LLDPE价格走势45图表48：20022006年WTI原油价格走势45(三)、乙烯价格波动对LLDPE市场的影响46图表49：20012006年东南亚市场乙烯价格46图表50：20012006年东南亚市场乙烯、LLDPE价格走势46(四)、宏观经济增长对LLDPE市场的影响46图表51：我国GDP数据分析（万亿元）47图表52：20002007年我国GDP增长及预测（万亿元）47图表53：20022007年LLDPE国内市场价格走势48图表54：20012007年我国LLDPE市场情况与GDP增长率比较48五、LLDPE新产品开发发展趋势48(一)双峰LLDPE49图表55：三井EVOLUE公司双峰LLDPE和单峰LLDPE树脂的典型物理性能比较49(二)茂金属LLDPE(mLLDPE)49(三)非茂单中心LLDPE(sLLDPE)50LLDPE现货市场研究报告聚乙烯(PE)是五大合成树脂之一，是我国合成树脂中产能最大、进口量最多的品种。目前，我国已是世界上最大的聚乙烯进口国和第二大消费国。聚乙烯主要分为线性低密度聚乙烯(LLDPE Line-Low-Density Polyethylene, 线性低密度聚乙烯)、低密度聚乙烯(LDPE Low-Density Polyethylene, 低密度聚乙烯)、高密度聚乙烯(HDPE high-density polyethylene 高密度聚乙烯)三大类。一、LLDPE简介线性低密度聚乙烯(LLDPE)，是乙烯与少量高级-烯烃(如丁烯-1、己烯-1、辛烯-1、四甲基戊烯-1等)在催化剂作用下，经高压或低压聚合而成的一种共聚物，密度处于0.9150.940克/立方厘米之间。但按ASTM American Society for Testing Material 美国试验材料学会的D-1248-84规定，0.9260.940克/立方厘米的密度范围属中密度聚乙烯(MDPE)。新一代LLDPE将其密度扩大至塑性体(0.8900.915克/立方厘米)和弹性体(<0.890克/立方厘米)。但美国塑料工业协会(SPI)和美国塑料工业委员会(APC)只将LLDPE的范围扩大至塑性体，不包括弹性体。上世纪80年代，Union Carbide和Dow Chemical公司将其早期销售的塑性体和弹性体称之为非常低密度的聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)树脂。常规LLDPE的分子结构以其线性主链为特征，只有少量或没有长支链，但包含一些短支链。没有长支链使聚合物的结晶性较高。通常，LLDPE树脂用密度和熔体指数来表征。密度由聚合物链中共聚单体的浓度决定。共聚单体的浓度决定了聚合物中的短支链量。短支链的长度则取决于共聚单体的类型。共聚单体浓度越高，树脂的密度越低。此外，熔体指数是树脂平均分子量的反映，主要由反应温度(溶液法)和加入链转移剂(气相法)来决定。平均分子量与分子量分布无关，后者主要受催化剂类型影响。LLDPE在20世纪70年代由Union Carbide公司工业化，它代表了聚乙烯催化剂和工艺技术的重大变革，使聚乙烯的产品范围显著扩大。LLDPE用配位催化剂代替自由基引发剂，以及用较低成本的低压气相聚合取代成本较高的高压反应器，在比较短的时间内，便以其优异的性能和较低的成本，在许多领域已替代了LDPE。目前LLDPE几乎渗透到所有的传统聚乙烯市场，包括薄膜、模塑、管材和电线电缆。LLDPE产品无毒、无味、无臭，呈乳白色颗粒。与LDPE相比具有强度高、韧性好、刚性强、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环境应力开裂、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等。2005年，我国LLDPE产量为188万吨，约占PE总产量的35.5%；消费量355万吨，约占PE总消费量的33.8%。预计未来23年内，LLDPE消费量将保持8%左右的速度继续增长。按照当前市场价格12000元/吨计算，我国LLDPE的市场规模已经超过了400亿元。(一)、LLDPE的应用领域LLDPE的主要应用领域是农膜、包装膜、电线电缆、管材、涂层制品等。线形低密度聚乙烯由于较高的抗张强度、较好的抗穿刺和抗撕裂性能，主要用于制造薄膜。2005年世界LLDPE消费量为1617万吨，同比增长6.4%。在消费结构中，薄膜制品仍占最大比例，消费量为1190万吨，占总消费量的73.6%，其次为注塑，消费量为114.8万吨，约占LLDPE总消费量的7.1%。2005年，我国LLDPE和LDPE消费总量为598万吨，其中LLDPE消费量为355万吨，同比增长25.4%，占LLDPE/LDPE消费总量的59.4%；LDPE消费量为243万吨，同比增加0.7%，占LLDPE/LDPE消费总量的40.6%。从LLDPE/LDPE消费结构看，薄膜仍是消费的最大品种，消费量为485万吨，占LLDPE/LDPE总消费量的77.5%，其中包装膜313万吨，占总消费量的50%；农膜134.5万吨，占消费总量的22.5%；特殊包装膜37.6万吨，占消费总量的6%。其次为注塑制品，消费量为55.7万吨，占消费总量的8.9%。其后依次为涂层制品、管材和电线电缆，消费量分别为31.3万吨、18.8万吨和15.7万吨，分别占总消费量的5%、3%和2.5%；其它消费量为18.8万吨，占总消费量的3%。从20032005年LLDPE/LDPE的消费情况看，薄膜的消费比例一直保持在77%左右，第二大品种注塑制品的消费比例也一直在9%上下徘徊。预计未来23年内，虽然各项品种的绝对消费量将继续增长，但其消费比例会基本维持目前态势；由于包装膜的需求相对增长较快，农膜的消费比例将会降至20%左右。由于LLDPE的性能不断改善，其应用领域也不断扩大，未来市场对LLDPE的需求增速将大大高于LDPE和HDPE。(二)、LLDPE的分类按共聚单体类型，LLDPE主要划分为3种共聚物：C4(丁烯-1)、C6(己烯-1)和C8(辛烯-1)。其中，丁烯共聚物是全球生产量最大的LLDPE树脂，而己烯共聚物则是目前增长最快的LLDPE品种。在LLDPE树脂中，共聚单体的典型用量为5%10%重量分数，平均用量大约为7%。茂金属基的LLDPE塑性体(mLLDPE)具有传统LLDPE 3倍多的平均共聚单体含量。图表1显示的是引用自外刊的10年间世界3种共聚单体LLDPE的产量。图表：19972007年10年间世界3种共聚单体LLDPE的产量（图表说明：Butene：丁烯；Hexene：己烯；Octene：辛烯）在1984年末，当时的联碳公司引入了己烯共聚LLDPE的生产，紧随其后的是Exxon、Mobil等公司。Dow Chemical(陶氏化学公司)在其低压溶液工艺中几乎全部采用辛烯作为共聚单体，加拿大NOVA(诺瓦化工)也在其中压溶液工艺中大部分采用辛烯。辛烯共聚LLDPE树脂具有略好的强度、抗撕裂性能和加工性能，而己烯共聚和辛烯共聚树脂的性能差别不大。目前己烯LLDPE树脂的生产商主要有ExxonMobil Chemical(埃克森美孚化工公司)、Eastman Chemical(伊士曼化学公司)、Equistar(等星公司)和Chevron Phillips(雪佛龙菲利普斯化学公司)等。此外，Dow Chemical(陶氏化学公司)、Basell(巴塞尔公司)、Innovene(亿诺公司)、Samsung Total(三星道达尔公司)等也生产己烯LLDPE。与通常使用的丁烯共聚单体相比，以己烯和辛烯作为共聚单体生产的LLDPE具有更为优良的性能。LLDPE树脂的最大用途在于薄膜的生产，以长链-烯烃(如己烯、辛烯)作为共聚单体生产的LLDPE树脂制成的薄膜及制品在拉伸强度、冲击强度、撕裂强度、耐穿刺性、耐环境应力开裂性等许多方面均优于用丁烯作为共聚单体生产的LLDPE树脂。自20世纪90年代以来，国外的PE生产厂商及用户均趋向于用己烯及辛烯替代丁烯。据悉，用辛烯作共聚单体，树脂性能不一定能比己烯共聚有更进一步的改善，且价格反而贵些，因此目前国外主要LLDPE生产商使用己烯来替代丁烯的趋势更为明显。目前，由于国内尚无大规模生产己烯、辛烯，且进口价格较贵，因此，现今国内生产的LLDPE树脂主要用丁烯作为共聚单体。国内有些企业在引进LLDPE生产装置时虽有用己烯作共聚单体的牌号，但终因国内无己烯生产而不得不放弃，仅在开车考核时进口少量己烯。我国进口的高档LLDPE多为此类产品。预计今后对以1-己烯为单体的LLDPE需求将有较大增长。(三)、LLDPE的生产工艺概况1、LLDPE的工艺种类聚乙烯的生产方法主要有4种：高压法、气相法、溶液法和淤浆法。但目前，世界上生产LLDPE树脂通常采用气相法和溶液法工艺。在溶液法工艺中，美国Dow Chemical的冷却低压法和加拿大NOVA Chemicals Corporation的中压法占绝对优势。这两种工艺均可切换生产LLDPE和HDPE。Dow公司的低压溶剂法工艺已用于世界上许多工厂，但这些工厂均属Dow的自有工厂。在此工艺中，乙烯、辛烯-1和C8C9异构链烷烃溶剂与改性的Ziegler催化剂溶液一起送入两台串联的搅拌反应器。反应在395磅/平方英寸和160的条件下进行。第二台反应器溶液中，聚合物的含量为10%。总停留时间为30分钟。反应器的流出物在35磅/平方英寸的绝压下闪蒸，除去溶液中的乙烯。继之，用加热/闪蒸步骤除去溶剂。聚合物则进行挤压造粒。加拿大NOVA公司的中压SclairTM溶液法工艺系由DuPont Canada开发，在1994年中期，NOVA Chemicals购买了SclairTM技术及其世界技术转让业务，并采用新一代的非茂金属催化剂，开发出了SclairTM技术。在气相法工艺中，Univation的低压气相流化床工艺，亦即UnipolTM工艺是生产LLDPE的最普通工业化工艺。在此工艺中，乙烯和共聚单体(丁烯-1或己烯-1)在流化床反应器中聚合，生成颗粒状聚合物。其特点是将一种载体型钛或钛-铬催化剂粉末连续送入流化床反应器，并连续地由反应器取出聚合物产品颗粒。在流化床中，增长的聚合物颗粒被循环的乙烯/共聚单体物流流态化。循环物流通过外部冷却器冷却，除去反应热。反应器压力约为300磅/平方英寸，反应温度约为88。UnipolTM工艺也可用于生产聚丙烯，采用Shell的超高活性催化剂(SHAC)。此外，BP的低压气相流化床工艺与UnipolTM工艺非常相似。仅冷凝液送入流化床的方式稍有不同。BP的方法是先将冷凝液与循环物流分离，然后用置于流化床内的喷咀雾化，将其送入流态化床层。UnipolTM则不进行分离，冷凝液随循环物流一起送入流化床反应器。2、工艺流程生产LLDPE的工艺流程有多种，现主要介绍气相法和溶液法中两种主要的工艺流程。1.美国联碳公司(UCC)的Unipol气相法工艺。该工艺与BP气相法工艺大同小异，但UCC产品范围较广，品种较多，采用4种不同的催化剂生产全密度范围分子量分布由窄到宽、熔体指数由0.91g/10min125g/10min的各种树脂。在各种工艺中，UCC气相法产品范围最广。BP工艺采用一种催化剂生产全密度聚乙烯，熔体指数由0.35/10min30g/10min，分子量分布窄，当生产宽分子量分布的牌号时，要在挤压造粒时加助剂，但牌号较少。Unipol PE工艺的装置一般由4部分组成：单体净化、聚合反应、树脂脱气和树脂造粒。工艺流程如图表2 所示。图表：Unipol聚乙烯工艺流程图(1)单体净化 凡进入聚合反应器的单体(包括乙烯和共聚单体)都必须脱除氧、一氧化碳、二氧化碳、水、硫化物、甲醇、炔烃等对催化剂有毒的杂质。常用脱氧及氧化物的催化剂床和分子筛来脱出杂质。(2)聚合反应 聚合反应在流化床反应器中进行，该反应器下部为圆筒形，上部由一倒锥体和一半球组成。反应器底部有一气体分布板，板上是由粉状树脂形成的流化床层。催化剂和助催化剂直接从分布板通入反应床层，鼓风机送入循环气使床层保持流化状态，并使反应单体与催化剂均匀混合，同时带走反应热。反应热在循环气冷却器中移出系统。通过床层的气体质量速度应为36倍的Gmf(流化所需最低气流速度)。分子量调节剂氢气也和单体一起从反应器底部通入系统。树脂的性能通过催化剂、助催化剂、共聚单体和氢气的加入量来调节。反应停留时间约3小时左右。(3)树脂脱气 树脂从反应器出来经过特殊的卸料系统脱除未反应的单体；回收了单体的树脂循环到反应器，进入脱气仓，在此仓内进一步脱去树脂中吸附的烃类，从脱气仓下部通入一股吹扫气，与树脂逆流接触，将烃类吹出带走，同时也通入小股脱活剂，将聚合物上残余的活性中心杀死。(4)造粒 脱气后的树脂经过振动筛等设备除去大块，在进入造粒系统前，先与固、液态添加剂混合。Unipol的造粒系统是由混炼器、熔融泵和造粒机紧密组合成三位一体，与其它工艺的相同系统相比，大约可节省能耗13。用循环软水带走粒状切片，经过干燥分离水，送入料斗，再用空气送到掺混、储运和包装工序。2.加拿大杜邦中压溶液法(Sclairtech)工艺流程。该工艺是溶液法中生产能力最大、发展最快的一种。1960年杜邦公司在加拿大沙尼亚建立第一套11kt/a的装置，至1990年后，采用该工艺的生产能力已达到720kt/a780kt/a，其中最大的反应器生产能力为300kt/a。杜邦中压溶液法(Sclairtech)工艺流程如图表3所示。图表：加拿大杜邦中压溶液法(Sclairtech)工艺流程简图(1)聚合 乙烯升压后与净化过的循环共聚单体及溶剂(环己烷)一起进入冷却吸收器，在降温的同时充分混合溶解，用进料泵加压达到反应压力10.7916.67Mpa(110170kgf/cm2)，经温度控制系统达到反应温度(100300)，用加入的齐格勒型催化剂的量来控制乙烯转化率达95%左右，用氢来调节熔体指数。用共聚单体量调节聚乙烯密度。采用2个(或更多)反应器，在不同温度和不同氢加入点条件下操作调节产品分子量分布。在反应器出口加入脱活剂以终止反应，然后使反应物流升温到300，通过Al2O3吸附剂吸附脱除催化剂残渣；如采用改进后的新催化剂体系(ACS)则可免去脱催化剂的设施。然后，反应物料进入中压闪蒸器脱除反应乙烯、共聚单体和大部分溶剂。(2)后处理 熔体脱除单体、溶剂等易挥发物后与固体添加剂混合，进入挤压机和切料机，粒料被循环水带出，脱水后再用热水配成浆液，进一步洗出树脂中的溶剂，然后树脂进入汽提机，经蒸汽逆流汽提后，残留溶剂量小于500mg/L，再进一步干燥，并用热空气送到掺混料仓和包装工序。(3)溶剂回收 从中压和低压闪蒸器顶部脱出的乙烯、共聚单体和环己烷分别经一、二段冷凝器进入低沸塔，低沸塔顶物料再依次经过乙烯塔和共聚单体塔回收乙烯和共聚单体，低沸塔底物料送到高沸塔和树脂汽提塔处理，从高沸塔顶回收环己烷，从树脂汽提塔底排出油脂状低聚合】物。补充的共聚单体键入共聚单体塔，从该塔侧线还排出异构物2-丁烯。3、生产LLDPE的成本投入生产聚乙烯的各种工艺方法，因其反应机理和工艺技术不同，导致生产流程和工艺条件各异，因而在原料和公用工程的消耗上，以及设备台数和材质的要求上均不相同，所以各种装置的投资和成本也有较大的差异。聚乙烯生产工艺的技术经济比较见下列各表。图表：各种聚乙烯装置的投资比较(100kta)，单位：百万美元生产方法和特点界区内投资界区外投资总固定资产投资投资额大小排序UCC公司Unipol粉料产品18.28.827.01道化学公司低压冷却溶液法，粒料19.112.831.92杜邦公司中压绝缘溶液法，粒料24.415.840.23UCC公司Unipol粒料产品28.113.841.94Philips轻稀释剂淤浆法，粒料27.914.442.35Solvay重稀释剂淤浆法，粒料28.714.242.96DSM低压绝热溶液法，粒料28.115.843.97BP气相法，粒料30.613.844.48三井油化，Hoechst重稀释剂淤浆法30.515.145.69高压釜式法均聚物和EVA共聚物54.420.074.410高压管式法均聚物，EVA和EBA55.718.974.611注：表中投资为1984年中期美国海湾价格。图表：几种典型聚乙烯工艺的消耗指标项 目Unipol气相法杜邦溶液法淤浆法高压法HDPELLDPE0.960.9460.919DSMPhilips釜式管式C=4共聚C=4共聚C=4C=6C=4C=4C=4C=4均聚均聚乙烯，t/t PE0.9930.9980.9400.9331.0110.9990.9460.9480.923共聚单体，t/t PE0.0250.0200.0780.0850.0170.0800.0710.087单体总耗量，t/t PE1.0181.0181.0181.0181.0111.0161.0261.0191.0101.0261.027溶剂或稀释剂，t/t PE0.0120.0120.0120.0160.0050.015催化剂、化学品，美元/t PE9.929.929.929.926.53.66.359.446.56.66.6公用工程消耗： 电，kW·h/t PE 蒸汽，kg/t PE 燃料，m3/t PE 冷却水，t/t PE 冷凝液，t/t PE35565753556575325657532565753304001.06MJ200400105014752100.665504400.012251113-12001531.481071-410142图表：不同工艺方法各生产一种代表性牌号的成本比较工艺方法密 度g/cm3熔体指数共聚单体%产品价格产品价格=经营成本+10%折旧+15%投资回收率美分/lbUCC公司气相法粉料0.9181.0C=4/7.627.22杜邦公司中压绝缘溶液法(粒料)0.9245.1C=4/7.028.09UCC公司气相法(料粒)0.9181.0C=4/7.629.75BP气相法(料粒)0.9181.0C=4/7.630.18道化学公司低压冷却溶液法(粒料)0.9301.0C=8/4.930.20DSM低压绝热溶液法(粒料)0.9204.4C=4/8.031.00三井油化，Hoechst搅拌釜式淤浆法0.9400.2C=4/2.331.13Philips轻稀释剂淤浆法0.93535.0C=4/5.131.83Solvay重稀释剂淤浆法0.9261.0C=6/5.732.28高压釜式法0.9381.0VA/18.039.11高压管式法0.9362.0VA/18.042.42根据投资和消耗指标，再以一种有代表性的产品牌号为例，对各种工艺的生产成本进行比较，其结果列表于上。从表中可以气相法和中压溶液法的成本最低，淤浆法和低压溶液法次之，高压法成本最高。在实际的生产经营中，一个生产装置不可能始终生产一个牌号，总要根据市场需求而切换牌号。但切换牌号时，反应器越大、停留时间越长、更换催化剂越多，则不同牌号的过渡料就多，为切换而损失的操作时间也越长，由此而造成产品成本上升的幅度就越大。在这种情况下，气相法料粒的成本升高幅度较大，溶液法和Philips环管法及气相法粉料的成本升高幅度较小，而高压法的产品成本仍居高不下。4、工艺技术对于LLDPE质量的影响新技术工艺的发展不仅提高了产品的性能，而且降低了制造成本，促进了聚合物之间的竞争和相互替代。催化剂系统、共催化剂、共聚单体、反应器、聚合介质等方面的改变，影响着聚合物的分子结构，影响树脂的结晶度、支链度、共聚单体分布，以及密度、相对分子质量、相对分子质量分布(MWD)等。这些结构因素又决定着聚合物的最终性能，包括力学强度、光学性能、纯度、流变行为(可加工性)、稳定性(对热、紫外线等)、热性能和电性能。如用低压工艺生产双峰的宽MWD和LLDPE共聚物和三元共聚物，可以得到加工及性能类似于传统高压LDPE的树脂。LDPE有较多的支链结构，其中长支链占优势，而LLDPE只有短支链，它们的数目决定聚合物的结晶度和密度。改进加工性能将有利于LLDPE向LDPE的应用领域扩展，进入那些先前由于性能(如透明度、熔体强度等)差别而未能进入的领域。近几年来，在一些LLDPE生产的新技术中，除了双峰工艺外，最突出的是茂金属、非茂金属单中心催化剂的工艺技术的发展，使得易加工、高性能的LLDPE大量涌现。应用这些新技术开发的LLDPE树脂，被人们称为第二代LLDPE树脂。从上述情况可知，生产技术工艺先进与否，对产品质量、成本具有决定性影响。目前，我国LLDPE生产技术基本是引进国外上世纪90年代初期以前的工艺，加之消化吸收不够，生产出的产品档次和质量都不高，品种也少，产品杂质较多，质量不均匀，加工性能也较差。因此，国内许多加工企业宁可花高价进口国外料，而不愿用国内同类产品。(四)、LLDPE的质量情况分析LLDPE的分子量分布、平均分子量和密度是影响最终产品的关键性质。1、结构与性能各种聚乙烯结构不尽相同，其主要区别是支链的类别、数目和分布。高压低密度聚乙烯(HP-LDPE)既有长支链又有短支链，其长支链的长度甚至可以达到主链的长度。长支链的数目在主链每1000个碳原子上有0.55个。短支链的数目在主链每1000个碳原子上有1530个。主链呈枝状。高密度聚乙烯(HDPE)没有长支链，只有很少的短支链。其短支链的数目在主链的每1000个碳原子上不足10个(均聚物的短支链比共聚物更少)。主链呈直线型。由于HDPE的短支链又少有短，因此其密度高、结晶度也高。线型低密度聚乙烯(LLDPE)与高密度聚乙烯一样没有长支链，但它的短支链比HDPE既短又长，在主链的每1000个碳原子上有1035个短支链。它还可以通过引入不同种类(从丙烯至1-辛烯)和不同数量(5%20%)的共聚单体，而使它的短支链长度和数目可调，从而改变其分子结构，以获得所需性能的树脂。它的主链也与HDPE类似而呈直线型。影响聚乙烯性能的主要因素是：支链的类别、数目和分布；分子量和分子量分布。其中尤以支链的类别和数目对性能的影响更甚。(1)结晶性能 聚乙烯是结晶性聚合物。不同密度的聚乙烯结晶度也不相同。结晶度与密度呈线性关系，它们对聚乙烯的许多性能有显著影响。鉴于聚乙烯短支链的存在会干扰主链的结晶，因此增加短支链就会破坏结晶和降低密度。均聚的高密度聚乙烯含有极少的短支链，所以它的结晶度高，密度也高。LLDPE与HDPE虽同属线型聚乙烯，但LLDPE完全是乙烯与-烯烃共聚而成的。由于LLDPE所含的共聚单体比高密度的共聚物多，因而LLDPE的线型主链上有很多的短支链，致使其结晶度和密度都低；再因其短支链的类别和数目是随不同的共聚单体而异，若共聚单体的碳原子数多，在共聚物中含量也多，则该共聚物的密度下降也大。(2)热性能 聚乙烯受热以后，随着温度的升高，结晶部分逐渐减少，当结晶部分完全消失时，聚乙烯就融化，此时的温度即为熔点。聚乙烯的密度升高，结晶度升高，其熔点也随之升高，所以密度不同的聚乙烯，其熔点也不同。LLDPE的熔点为120125，介于HP-LDPE与HDPE之间。不同共聚单体的LLDPE，其熔点高低随其共聚单体的碳原子的增减而变动，碳原子数增多熔点升高。由于LLDPE的熔点比HP-LDPE高，故其模型制品可在较高温度下脱模，而且又快又干净。因LLDPE的熔点范围比HP-LDPE窄，故LLDPE的薄膜热封性能好，热合强度也高。聚乙烯在温度升高时的流动性和在增加荷重时的变化，主要受分子量的影响。由于测定聚乙烯的熔体流动速率比测定分子量容易，因而通常以熔体指数(MI)，或熔体流动指数(MFI)来表示聚乙烯的分子量特性。在熔融状态下，聚乙烯的熔体粘度是分子量的函数，它随分子量的增高而加大。当分子量相同时，温度升高则熔体粘度降低。在常温下聚乙烯随密度的不同而有不同的柔韧性。在低温下聚乙烯自然具有良好的柔韧性，其脆析温度较低，这与其分子量有关。当聚乙烯的分子量增高时，其脆化温度下降，其极限值为-140。在分子量相同的情况下，线型结构的LLDPE与HDPE的熔体粘度要比非线型结构的HP-LDPE大。在熔体指数相同的情况下，HP-LDPE的熔体粘度明显低于LLDPE和HDPE，因此，前者加工时的熔体流动性明显好于后两者，螺杆负荷小，发热量也小。(3)抗环境应力开裂和抗蠕变性能 从聚乙烯树脂的实用性来看，抗环境应力开裂(ESCR)性能是重要的物性指标之一。聚乙烯 ESCR性能因支链的增加、密度的降低而得到大大的改善。在3种不同的聚乙烯树脂中，LLDPE的许多性能介于HP-LDPE和HDPE之间，但其ESCR性能却居三者之冠。碳6和碳8高碳-烯烃共聚的LLDPE，因其支链的增加，其ESCR值明显优于碳4共聚的LLDPE。另一个受短支链增加、密度降低影响的性能是抗蠕变性或承受荷重的能力。这个性能在聚合物的使用上同样非常重要。只要密度稍稍下降一点，抗蠕变性就得到很大的改善。可以说，增加乙烯的短支链，降低乙烯的密度而得益最大的就是提高了ESCR性能和抗蠕变性。图表：不同密度、不同熔体指数的聚乙烯的ESCR值聚乙烯类别密度 (g/cm3)熔体指数 (g/10min)ESCR (h)低密度0.918200.871.724.10.7>350.00.2>350.0中密度0.9340.81.60.540高密度(低压法)0.9450.2150高密度(中压法)0.9600.730(4)热氧老化和光氧老化性能 聚乙烯由于其分子结构上和聚合物中所含的微量杂质等内因，以及受大气环境和成型加工条件等外因的影响，会产生热氧老化和光氧老化。这些老化反应按自由基键式反应机理进行，结果导致聚乙烯发生降解反应为主的不可逆的化学反应，而使其性能变坏乃至完全失去使用价值。聚乙烯在氧气的存在下受热时易发生热氧老化作用，这种热氧老化过程具有自动催化效应，因此当升高温度时，氧化加速进行，它可使聚乙烯的电绝缘性能变坏。此外，ESCR、伸长率等性能也会降低，并且脆性增加，严重时还会发生特臭气味。氧化作用的影响与受热时间长短有关，例如将高密度聚乙烯制成的容器经短时间受热，其使用价值并无任何降低，如果将其制成的电缆在60长时间受热，则其电绝缘性能会显著降低。聚乙烯受日光中紫外线的照射和空气中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而发生光氧老化作用，这种光氧老化作用是在常温下进行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支链体型结构。因此，为了防止或减慢光氧老化的作用，应在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的稳定剂，如炭黑或紫外线吸收剂。聚乙烯在受热成型加工过程中，特别是与大量空气接触的情况下，例如压延过程中或挤出、注射成型时，由于受热氧化而使聚乙烯的机械性能降低，加了抗氧化剂后虽可部分防止，但仍不能完全避免，因此改进聚合工艺及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的稳定性。(5)聚乙烯的介电性能 纯的聚乙烯不含极性基因，因此具有良好的介电性能。聚乙烯的分子量对其介电性能不发生影响，但聚乙烯中若含有杂质，如催化剂、金属灰分及分子中存在极性基团(羟基、羰基)等，则对其介电性能如介电常数、介电耗损(介电损耗角正切)等会发生不良影响。在电流频率为501×109Hz范围内，聚乙烯的介电常数和介电耗损因数与电流频率无关，因此适合用作高频绝缘材料。聚乙烯的介电性能数据如图表8、9所示。图表：聚乙烯的介电性能介电性能低密度聚乙烯高密度聚乙烯介电常数 103Hz 106Hz 3×107Hz介电损耗角正切 103Hz 106Hz 3×107Hz体积电阻率，·cm介电强度，kV/mm2.282.322.282.322.290.00020.00030.00026×1015>202.342.362.342.382.360.00020.00030.00016×1015>20图表：聚乙烯的密度与介电常数密度，g/cm3介电常数 (ASTM D150)0.9200.9250.9300.9350.9402.282.292.302.312.32(6)化学稳定性 聚乙烯具有饱和脂肪烃的化学性质，因此它是高度稳定和不活泼的。不同密度的聚乙烯所含双键数目和支链数目不同，结晶度也不相同，所以它们的化学稳定性也略有差异。例如，低密度聚乙烯可溶于沸腾的苯中，而高密度聚乙烯在相同的条件下仅为苯溶胀。(7)物理机械性能 聚乙烯的物理机械性能与它的结晶度(密度)和分子量(熔体指数)有关，因此不同密度的聚乙烯，或相同密度不同熔体指数的聚乙烯，其物理机械性能也各异，如图表10所示。图表：聚乙烯的密度与物理机械性能的关系随密度升高而升高的性能随密度升高而降低的性能浊度拉伸强度刚性熔点介电常数渗透性(包括透气性、透湿性和耐油性)溶解度伸长率冲击强度耐环境应力开裂性聚乙烯的刚性与密度的关系是：随着聚乙烯的密度升高，其结晶度也升高，刚性就升高。在3种聚乙烯中，HDPE密度最高，其刚性也最高。但刚性几乎迅速地随着聚乙烯的密度下降而下降，例如密度为0.960g/cm3的HDPE,其刚性为1000MPa，当密度降到0.940g/cm3时，其刚性就迅速下降到550MPa。但相同