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主题:【原创】聚乙烯的故事(全) -- 晨枫

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家园 【原创】聚乙烯的故事(七)

前面提到,聚乙烯的化学性质十分稳定,这使它很难溶解于任何溶剂。于是,液相过程必须借助一定的温度和相当高的压力,迫使聚乙烯溶解于溶剂。这是液相工艺不利的一点。说到溶剂,在反应阶段,聚乙烯越容易溶解于溶剂越好,但在闪蒸挥发阶段,聚乙烯越容易从溶剂析出越好。这是一对矛盾的要求。所以溶剂的选择和整个工艺路线各阶段的工况选择十分讲究,否则很容易弄巧成拙。相比起来,气相工艺不需要考虑溶解的问题,过程的温度、压力都可以降下来,工艺条件也简单,尤其是压力,基本就是常压过程,对设备和工艺设计十分有利。流化床、冷却回路的一体化设计,又有利于散热,对增加产量十分有利。然而,世界上没有十全十美的好事,凡事总有一个“但是”。气相工艺的“但是”在产品这一头。

聚乙烯发展至今,产品早已从早期单一的“柔若无骨”的低密度聚乙烯(LDPE),发展到刚劲挺拔的高密度聚乙烯(HDPE),和柔韧如柳的线性低密度聚乙烯(LLDPE)。现在的趋势是向两头发展:刚度好的超高密度HDPE和柔韧性好的超低密度LLDPE。聚乙烯的使用的范围上天入地,但是到GPC和TREF等照妖镜(这东东我也是一知半解,留给大拿们解说吧)下一照,眼花缭乱的产品的差别主要是分子量分布(molecular weight distribution)。前面说到,聚合物(或者老名字“高分子”)就是把一个一个的单体分子连成一个长长的分子链。分子链的长度决定了分子量,但反应不是一刀切的,抓一袋子聚乙烯来,说是同样的产品,但分子量从低到高什么都有,只是平均分子量在产品质量指标附近。

分子量分布对聚乙烯的性质影响很大。特别低的分子量对应于蜡状的聚合物,熔点低,易粘连,问题在超低密度时尤其严重。气相工艺取决于翻腾起来的流化床,这些特别低分子量的副产品聚合物容易粘连打团,严重影响流化床反应的正常进行,所以气相工艺无法染指超低密度的LLDPE,只能看着一块大肥肉(啊不,现在流行瘦肉了,那就是一块大里脊肉吧)流口水。液相工艺的聚乙烯本来就是溶解于溶剂中的,不存在粘连问题,所以超低密度聚乙烯就是液相的天下了。看来上帝还是不偏心的。

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