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聚乙烯蜡/氧化聚乙烯蜡定义及应用

来源于凯茵化工国产原材料网

2022.08.16

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  聚乙烯蜡(PEW, polyethylene wax )又称为低相对分子质量聚乙烯,根据制造 方法的不同,分为聚合型聚乙烯蜡和裂解型聚乙烯蜡两种。前者是乙烯聚合时的副 产物,后者由聚乙烯树脂加热裂解而成。目前市场上的裂解型聚乙烯蜡都是用纯净 的聚乙烯树脂裂解而成的,其成本较高。聚合型聚乙烯蜡和裂解型聚乙烯蜡在相对 分子量分布和分子结构等方面存在着一定的差异,所以其应用场合有所不同。相对 分子质量分布影响聚乙烯蜡的力学性能,分子结构影响聚乙烯蜡的结晶情况。

  聚乙烯蜡的颜色多为白色或淡黄色,形状可根据不同需要制成块状、片状或粉 末状,相对分子质量为1000 ~ 4000,熔点为95Y左右。聚乙烯蜡具有无毒,无腐 蚀性,硬度较大,软化点高,熔融黏度低的特点,在常温下具有良好的抗湿性、耐 化学品性、电气性能和耐磨耐热性能,且润滑性、分散性、流动性好,与聚烯煙树 脂有良好的相容性。

  由于PEW具有十分优异的外部润滑作用和较强的内部润滑作用,而且与PE、 聚氯乙烯、PP等的相容性好,PEW的加入可提高加工效率,防止和克服薄膜、管材、片材黏结,提高成品的平滑度和光泽度,改善成品外观。

  聚合法生产的聚乙烯蜡分子量分布窄,分子量大小可以人为控制,但必须在大 装置匕进仃,资金投入大。国内厂家一般采用高分子量聚乙烯的热裂解法生产。这 种方法釆用的原料可以是聚乙烯树脂,也可以是聚乙烯废塑料,前者制得的产品等 级高,后者制得的产品等级低。

  高分子量聚乙烯在隔绝空气的条件下可以热裂解为低分子量的聚乙烯蜡。这样 制备的聚乙烯蜡与结构有关的性质(如结晶度、密度、硬度和熔点)都受裂解原料 的影响。裂解加工方法分为裂解釜法和挤出法。裂解釜法是间歇式加工方法,适合 于生产量较低、产能较小的厂家;挤出法是连续化生产,适合于生产量大、产能高 的企业。利用回收聚乙烯裂解也可制备聚乙烯蜡。这种技术原料来源十分丰富且 廉价、工艺比较简单,操作成本低。有研究表明回收的HDPELDPE都能制备色 度较好的软化点在80~110无、相对分子质量为500-4000的聚乙烯蜡产品,并且 LDPEHDPE更易降解。

  对聚乙烯蜡按高、中、低三种密度进行区分,高密度型(密度在0.96g/cm3以 ±)聚乙烯蜡的结晶度高,熔点、软化点高,硬度大、抗磨损性能好,易微粉化, 可用于树脂成型时的润滑剂、颜料分散剂等;中密度型(密度在0.94~0.95g/cm3聚乙烯蜡是一种可以与溶剂的亲和性能取得平衡的品种;低密度型(密度在 0.93g/cm3以下)聚乙烯蜡熔点、软化点低、韧性好、熔融黏度低、易于进行氧化 等化学改性。

  聚乙烯蜡是非极性分子,如果能在分子上接入极性基团将大大拓展应用领域。 这些功能化的聚乙烯蜡可以通过乙烯与含氧单体共聚生产,也可以对聚乙烯蜡进行 氧化、接枝等化学方法引入梭基,进而再通过酯化、酰胺化、皂化等化学反应进一 步进行改性。这些功能化的聚乙烯蜡可以满足不同应用要求。

  聚乙烯蜡经氧化或与不饱和稜酸接枝制成的氧化聚乙烯蜡°PEW,兼有原料 及产物的双重优点,不仅分子量较低,分子内又含有一COOH、一C=O—COOR 等极性官能团,能够改善高分子材料与无机填料在树脂中的分散性,与多种塑料和 橡胶有着十分良好的相容性,可作为橡胶的加工助剂。可见经过氧化和接枝改性后 的聚乙烯蜡其性能和用途将得到大大提高。

  梭基化改性可以通过氧化反应进行,也可以通过接枝酸、酸酊等物质的方式进 行。聚乙烯蜡的氧化用空气熔融氧化或聚乙烯氧化降解都可以在聚乙烯蜡分子上引 入梭基,可以改善溶解性能、乳化性、颜料分散及润滑性等物化特性。聚乙烯蜡氧 化过程工艺简单,并使聚乙烯蜡的柔韧性得到改善。

  氧化聚乙烯蜡的技术指标主要有分子量、软化点和酸值。酸值越高,表示其带 的极性基团越多,与极性聚合物的相容性越好。软化点基本表示了分子量大小,一 般OPEW的软化点在70 ~ HOT,酸值在7 ~ 25mg KOH/g

  聚乙烯蜡也可以通过接枝丙烯酸(AA、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯 酸缩水甘油酯GMA)、马来酸Sf(MAH)、丙烯酰胺(AM)、羟甲基丙烯酰胺 (NMAM)以及中和得到的丙烯酸钠AAS)等进行改性。在聚乙烯蜡分子上接枝马来酸酐是目前研究的热点,它的特点是结构单一、酸值高、稳定性好、硬度大、颜色浅。聚乙烯蜡分子上接枝马来酸酐可以改善聚乙烯蜡与极性物质的亲合性。目前马来酸酐接枝聚乙烯蜡的主要制备方法有熔融法和溶液法,另外还有本体、悬浮和固相接枝法,而且还可以通过研磨的方法来制得。

  羧基化的聚乙烯蜡还可以通过酯化、酰胺化、皂化等化学方式进行改性,大大拓宽了产品的应用领域。


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