树脂数据
PE
Polietileno
PE·聚乙烯·半结晶
聚乙烯(PE)是世界第一大塑料 —— 每年 1.1 亿吨以上,全球每生产 3 公斤塑料中近 1 公斤是 PE —— 在这个通用名称下存在着一整个变体家族,根据密度、分子量和催化剂的不同,性能差异极大。 所有变体共享相同的化学基本单元(CH₂-CH₂),但链架构 —— 线性、分支、超长 —— 决定了一切。
五大家族:LDPE(低密度,分支型)、LLDPE(线性低密度,含共聚单体的线性结构)、MDPE(中密度,中间型)、HDPE(高密度,最高结晶度)和 UHMWPE(超高分子量,分子量 3-7 百万 g/mol)。当有人不加限定地说"聚乙烯"时,通常指 LLDPE(包装薄膜)或 HDPE(瓶子和管材)。
参考品牌:ExxonMobil Exceed S(最新一代茂金属催化 mLLDPE)、Dow Elite(辛烯基 PE)、SABIC Supeer、LyondellBasell。UHMWPE 方面:Celanese GUR、Mitsui Hi-Zex Million、Braskem UTEC。聚乙烯 HDPE/MDPE 占市场 47%,LLDPE 年增长 5.5% —— 最具活力的细分市场。你在加工特定的 PE 吗?欢迎在评论中分享你的经验和专长。
这些数据表中显示的范围由 MVPS 团队根据各种参数表和文献整理而成,涵盖了每种材料类型的下限和上限。
在制定注塑工艺时,必须仔细核对这些信息。最终范围和加工公差由负责工程师承担责任。
不建议使用这些范围来制定特定的工艺公差。MVPS 始终建议索取并参考供应商的数据表。
一般性能
| 化学结构 | 半结晶 |
| 比重(密度) | 1.21:1 |
| 长径比 (L/D) | 18 – 24 |
| 压缩比 | 2 – 3 |
| 锁模力系数 | 3.86 – 5.41kN/cm² |
| 热扩散率 | 0.1702mm²/s |
| 最大剪切速率 | 40,0001/s |
| 收缩率 | 0.2 – 0.8% |
| 回料 | 50% |
| 热变形温度 (HDT) @ 1.82 MPa | 121°C |
| 玻璃化转变温度 (Tg) @ 10°C/min | -120°C |
| 维卡软化点 @ 50N | 70°C |
干燥
| 干燥温度 | 85 – 91°C |
| 干燥时间 | 1 – 2h |
| 建议含水率 | 0.02% |
| 建议干燥机类型 | 除湿 |
| 露点 | -40°C |
温度
| 熔体温度 (Melt) | 254 – 277°C |
| 喷嘴 | 191 – 302°C |
| 前段 | 229 – 302°C |
| 中段 | 221 – 291°C |
| 后段 | 210 – 282°C |
| 脱模 | 82 – 99°C |
| 模具(冷却) | 66 – 88°C |
| 进料喉部 | 35 – 79°C |
工艺参数
| 背压 | 3.4 – 13.8bar |
| 螺杆转速 | 40 – 100RPM |
| 注射速度 | 高 |
| 料筒占用率 | 20 – 85% |
| 注射压力 | 700 – 1,400Pbar |
| 保压压力 | 175 – 1,120Pbar |
| 缓冲垫 | 6.4 – 12.7mm |
模具
| 流道直径 | 4.57 – 9.14mm |
| 浇口直径 | 1.02 – 2.03mm |
| 浇口面积 | 0.81 – 3.24mm² |
| 壁厚 | 0.76 – 5.08mm |
排气
| 深度 (Vent Depth) | 0.0102 – 0.0305mm |
| 长度 (Vent Land) | 0.508 – 1.02mm |
| 宽度 (Vent / Clearance) | 3.05 – 10.2mm |
| 释压槽 (Relief Channel) | 0.127 – 0.254mm |
常见问题
两个主要参数:**密度**(密度越大 = 结晶度越高、刚性越高、透明度越低)和**分子架构**(线性 vs 支化链、分子量)。范围:**LDPE** 0.910-0.925 g/cm³(高度支化、柔软、透明)、**LLDPE** 0.915-0.925(带有受控短支链的线性)、**MDPE** 0.926-0.940(中间型)、**HDPE** 0.941-0.965(线性、刚性、不透明)、**UHMWPE** 0.930-0.935(线性但超长链,性能独特)。
**LDPE**(低密度):通过高压聚合制成,无特定催化剂,链随机分支("树"状结构)。结果:非常透明、非常柔软、易加工,**但机械强度低**。**LLDPE**(线性低密度):通过低压聚合制成,使用 Ziegler-Natta 或茂金属催化剂,加入共聚单体(1-丁烯、1-己烯、1-辛烯),形成可控的短支链。结果:与 LDPE 密度相同但**拉伸、冲击和穿刺强度更高** —— 在大多数包装薄膜中已取代 LDPE。
**UHMWPE**(超高分子量聚乙烯)的链分子量为 **3-7 百万 g/mol** —— 而常规 HDPE 为 5-20 万。这赋予它独特特性:**所有塑料中最高的耐磨性**、最大抗冲击强度、**摩擦系数极低**、**生物相容性**。主要应用:**髋关节和膝关节假体**(全球市场 85% 使用 UHMWPE 作为承重表面,~50 年医疗使用历史)、**防弹背心和装甲**(Dyneema、Spectra 纤维)、**工业轴承和衬套**、**港口起重机承载支架**。
按全球**销量**,**HDPE/MDPE** 合计占市场总额 47%,居首。按**单一应用**,主导者为:**HDPE** 用于刚性瓶(牛奶、洗涤剂、非碳酸饮料)、桶、燃气和水管。**LLDPE** 用于包装薄膜(拉伸膜、超市袋、温室膜)。**LDPE** 用于较软的柔性薄膜和按压式瓶盖。**PE-RT**(耐升温聚乙烯,类似含共聚单体的 MDPE)用于现代住宅热水管道。
**mPE**(茂金属 PE)用**茂金属催化剂**生产 —— 锆或钛与环戊二烯基配体的复合物。相比传统 Ziegler-Natta 催化剂,茂金属催化剂生产的聚合物具有**更窄的分子量分布**、**更均匀的共聚单体分布**和**更少的可萃取物**。结果:相同强度下薄膜更透明且厚度更薄(减薄化)、密封温度更低、食品包装的感官性能更好。**ExxonMobil Exceed S** 和 **Dow Elite** 是参考品牌。
因牌号差异很大:
- **LDPE/LLDPE 注塑**:熔体 180-240°C,模具 20-40°C
- **MDPE**:熔体 200-260°C,模具 20-50°C
- **HDPE 注塑**:熔体 220-280°C,模具 20-60°C
- **UHMWPE**:**不能用常规注塑加工** —— 其粘度极高,需要**柱塞挤出**或**压缩成型**。某些特殊牌号(极高分子量但非超高)可在 220-280°C 小心注塑。
**可以,常规牌号可以**:代码 **#2 (HDPE)** 和 **#4 (LDPE/LLDPE)** 在市政系统中被广泛接受。PE 是**世界上最可回收的塑料之一** —— 简单的烃链、无卤素、大宗牌号无复杂添加剂。食品接触级 **rPE**(回收 PE)已获 FDA 和 EFSA 批准,按来源有限制。**UHMWPE 通常不回收** —— 太专业化,重熔用于非关键部件。
**PE** 优势:柔性更大(尤其低温)、抗应力开裂、薄膜透明度、成本(LDPE/LLDPE)。**PP** 优势:刚性(模量更高)、使用温度(高达约 100°C vs HDPE 的 70°C)、抗疲劳性(PP "活铰链")、阻水蒸气。**经验法则**:薄膜、袋子、软包装、电缆 → **PE**。带铰链的盖子、刚性耐热容器、纤维 → **PP**。
是所有塑料中变化最大的之一:
- **LDPE/LLDPE**:1.5-2.5%(各向异性)
- **MDPE**:1.5-3.0%
- **HDPE**:1.5-3.0%(厚壁件可达 4%)
- **UHMWPE 成型**:2-4%,因为结晶度最大
PE 的高收缩率直接源于其**高结晶度** —— 材料结晶度约 50-90%,而 PC 或 ABS 等无定形材料为 0.4-0.7%。必须采用过尺寸模具设计。
**PEX**(交联聚乙烯)是通过三种方法在 PE 链之间**形成化学键**:**PEX-A**(挤出过程中加过氧化物)、**PEX-B**(挤出后加硅烷+水)、**PEX-C**(伽马射线或电子束辐照)。结果:**三维网络**不再熔化 —— 是热固性,不是热塑性。主导应用:**住宅热水管道** —— 自 2010 年以来美国和欧盟取代铜和 CPVC 的主要材料。使用寿命 50+ 年,压接安装快速,无需溶剂焊接。