Herstellungsverfahren für Polyethylen niedriger Dichte

1. Die Polymerisationsmethode von Polyethylen niedriger Dichte

Entsprechend der Polymerisationsmethode kann Polyethylen niedriger Dichte in Hochdruckverfahren und Niederdruckverfahren unterteilt werden. Je nach Art des Reaktors kann er in die Kesselmethode und die Röhrenmethode unterteilt werden. Unter Verwendung von Ethylen als Rohmaterial, das dem Reaktor zugeführt wird, wird unter der Wirkung des Initiators die Polymerisationsreaktion durch Hochdruckkompression durchgeführt, und das aus dem Reaktor austretende Material wird durch den Abscheider nach dem nicht umgesetzten Ethylen entfernt und dann durch Schmelzextrusion granuliert, getrocknet, gemischt und der Verpackung zugeführt.

2. LDPE und LLDPE

Sowohl LDPE als auch LLDPE weisen eine gute rheologische Fließfähigkeit bzw. Schmelzfließfähigkeit auf. LLDPE weist eine geringere Scherempfindlichkeit auf, da es eine enge Molekulargewichtsverteilung und kurze verzweigte Ketten aufweist. Bei Scherprozessen (z. B. Extrusion) behält LLDPE eine höhere Viskosität und ist daher schwieriger zu verarbeiten als LDPE mit gleichem Schmelzindex. Bei der Extrusion ermöglicht die geringere Scherempfindlichkeit von LLDPE eine schnellere Spannungsrelaxation der Polymermolekülketten und damit eine geringere Empfindlichkeit der physikalischen Eigenschaften gegenüber Änderungen des Blasverhältnisses.

Bei der Schmelzdehnung weist LLDPE bei verschiedenen Dehnungsgeschwindigkeiten im Allgemeinen eine niedrigere Viskosität auf. Das heißt, es kommt bei Dehnung nicht zu einer Kaltverfestigung wie bei LDPE. Mit zunehmender Verformungsgeschwindigkeit von Polyethylen zeigt LDPE einen alarmierenden Anstieg der Viskosität, der durch die Verschränkung der Molekülketten verursacht wird.
Dieses Phänomen wird bei LLDPE nicht beobachtet, wo das Polymer aufgrund des Fehlens langer verzweigter Ketten nicht verknotet ist. Diese Eigenschaft ist für Folienanwendungen äußerst wichtig, da sich aus LLDPE-Folien leichter dünnere Folien herstellen lassen, während ihre Festigkeit und Zähigkeit erhalten bleibt. Die Rheologie von LLDPE kann als „steif bei Scherung“ und „weich bei Dehnung“ zusammengefasst werden. Wenn LDPE durch LLDPE ersetzt wird, müssen die Folienextrusionsausrüstung und -bedingungen geändert werden. Die hohe Viskosität von LLDPE erfordert mehr Leistung im Extruder und sorgt für höhere Schmelzetemperatur und -druck. Der Düsenspaltabstand muss vergrößert werden, um eine verringerte Ausbeute aufgrund von hohem Gegendruck und Schmelzebruch zu vermeiden.