上世纪30-60年代可以说是塑料行业百花齐放的时期，这一时期大量的塑料品种被开发出来。而在其中聚乙烯脱颖而出，成为了人类目前产量最大的塑料品类。之所以会出现这种情况主要有以下几个原因:

首先，聚乙烯合成过程中反应步数少，只需要一步乙烯聚合就可以生成。反应步数少就代表工艺流程短，设备和其他辅助系统消耗就少。

其次，聚乙烯性能优良，它的分子链完全由乙烯聚合而成，不含杂原子和其他基团，化学稳定性好。电绝缘性能也非常优良。举例来说，聚乙烯无论从化学稳定性还是耐热性上都要好于聚氯乙烯，聚氯乙烯受热后由于自身分解和助剂渗出会产生有害物质，这就大大限制了其应用范围，比如生活中二者都可以作塑料袋使用，但一般不建议用聚氯乙烯塑料袋盛放熟食。

聚乙烯与聚氯乙烯塑料袋

第三，聚乙烯虽然单体是最简单的乙烯，但是在后续合成过程中可以通过调整合成工艺，生成各种各样具有不同支链的品种，满足各种需要。

最后，原料便宜，乙烯可以从石油裂解中得到，来源相对丰富。

聚乙烯产品种类非常多，按照分子链结构大致可以分为高密度聚乙烯，低密度聚乙烯以及线性低密度聚乙烯。高密度聚乙烯所含有的都是线性的长链分子，分子链中支链较少，因此整体密度较高。高密度聚乙烯具有更好的耐热性，机械强度和耐腐蚀性，一般用来制作管材，板材以及容器等等，还可以用来制作日用品。

低密度聚乙烯分子链长，但是含有大量长支链，导致分子链间距离较大，因此整体密度较低。线性低密度聚乙烯虽然长支链较少，但是短支链较多，加上主链较短因此整体密度也偏低。低密度聚氯乙烯与线性低密度聚乙烯更加柔软，而且有一定的白色透明度，适宜做成塑料袋以及薄膜。

聚乙烯分类

聚乙烯的合成工艺按照机理分为两种，一种是自由基机理，一种是离子聚合机理。由于离子聚合机理所需要的催化剂发明较晚因此一开始聚乙烯都是采用高压法进行的。年英国帝国和化学公司首次在高压反应釜中合成聚乙烯，到了年底该工艺完成中试规模的工业化产量达到百吨级别。

高压法聚乙烯反应压力高达-MPa，一般采用氧化物或过氧化物作为引发剂，反应温度在℃左右。高压聚合一般在聚合釜或者管式反应器中进行，一般采用本体聚合。高压聚乙烯在反应机理上属于自由基聚合，由于自由基本身反应活性非常强，因此反应过程中自由基除了进攻高分子链的两端外还会进攻分子链的中间部分。进攻分子量的端部就会导致分子量延长，进攻分子链中段就会生成支链，所以高压法聚乙烯实际上属于低密度聚乙烯。

高压聚乙烯反应条件过分苛刻，因此化学家都开始追求采用更加温和的工作条件，而这些研究都聚焦在转换反应机理选择适宜的催化剂上。从上世纪50年代开始，先后出现了采用氧化铬或者氧化钼作为催化剂并在溶剂中合成聚乙烯的工艺。其中氧化钼催化剂反应压力在4-8MPa，但反应温度偏高，达到了℃左右。氧化铬催化剂活性更高，可以将反应的温度压力条件降低到℃，3MPa左右。

而真正革命性的技术出现在年，德国科学家齐格勒利用三乙基铝和四氯化钛作为催化剂，成功在1MPa和50℃反应条件下生产了聚乙烯，由于乙烯是气体，1MPa的压力下乙烯无法液化，因此反应过程中需要将其通入溶剂中，因此该法也被称为溶剂法或者淤浆法。低压法聚乙烯从机理上属于阴离子聚合，阴离子聚合中催化剂的金属元素首先与高分子链中的双键结合形成阴离子配合物，阴离子配合物作为活性中心与单体进行聚合，活性中心位于分子链的端部因此不容易形成支链，所以得到的都是高密度聚乙烯。

到了20世纪70年代又出现了线性低密度聚乙烯以及气相法聚乙烯工艺，气相法聚乙烯一般采用流化床反应器，适宜进行大规模连续化生产，具有工艺流程短装置简单，设备成本较低等优点。

下期预告：化工史话75：应运而生——聚丙烯

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