聚乙烯袋按聚合压力可分为高压法、中压法和低压法。采用高压法生产低密度聚乙烯。这种方法发展得很早。到目前为止,用这种方法生产的聚乙烯约占聚乙烯总产量的2/3。然而,随着生产技术和催化剂的发展,其增长速度大大落后于低压法。低压法有浆液法、溶液法和气相法。浆料法主要用于生产高密度聚乙烯,而溶液法和气相法不仅可以生产高密度聚乙烯,还可以通过添加共聚单体生产中、低密度聚乙烯,又称线性低密度聚乙烯。各种低压工艺发展迅速。
聚乙烯袋高压法:以氧气或过氧化氢为引发剂,将乙烯聚合成低密度聚乙烯的方法。乙烯二次压缩后进入反应器,在压力100~300MPa、温度200~300℃和引发剂作用下聚合成聚乙烯。反应物在减压下分离以回收未反应的乙烯,然后再循环。熔融聚乙烯在添加塑料添加剂后挤出并造粒。使用的聚合反应器包括管式反应器(管道长度达2000 m)和釜式反应器。管式工艺单程转化率20%~34%,单条线年生产能力10万t。釜法的单向转化率为20%~25%,单线年生产能力为180kt。
聚乙烯袋低压法:可分为浆液法、溶液法和气相法。除溶液法外,聚合压力小于2mpa。一般步骤包括催化剂制备、乙烯聚合、聚合物分离和造粒。① 浆液法:生产的聚乙烯不溶于溶剂,呈浆液状。浆料聚合条件温和,易于操作。烷基铝常用作活化剂,氢气用作分子量调节剂,常用釜式反应器。来自聚合釜的聚合物浆液经过闪蒸釜和气液分离器,进入粉末干燥器,然后进入造粒。生产过程还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合反应器串联或并联,可以得到不同分子量分布的产物。② 溶液法:聚合在溶剂中进行,但乙烯和聚乙烯溶解在溶剂中,反应体系为均相溶液。反应温度(≥ 温度140℃,压力(4~5MPa)较高。其特点是聚合时间短,生产强度高。还可生产高、中、低密度聚乙烯,更好地控制产品性能;然而,通过溶液法获得的聚合物具有低分子量、窄分子量分布和低固体含量。③ 气相法:乙烯以气态聚合,一般采用流化床反应器。催化剂有两种:铬系和钛系。它们从储罐定量添加到床层中,并与高速乙烯循环,以保持床层的流化并消除聚合反应热。生成的聚乙烯从反应器底部排出。反应器压力约2mpa,温度85~100℃。气相法是生产线型低密度聚乙烯*重要的方法。与溶液法相比,气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥过程,节省了15%的投资和10%的运行成本。它是传统高压法投资的30%,操作成本的1/6。因此,它发展迅速。但气相法的产品质量和品种还有待进一步提高。
聚乙烯袋中压法:采用硅胶负载铬催化剂,在环管反应器中使乙烯中压聚合,生产高密度聚乙烯。加工应用:可采用吹塑、挤出、注塑等方法加工。广泛应用于薄膜、中空制品、纤维及日用杂物的制造。在实际生产中,为了提高聚乙烯的抗紫外线和抗氧化稳定性,提高加工和使用性能,需要加入少量的塑料添加剂。常用的紫外线吸收剂是邻羟基二苯甲酮或其烷氧基衍生物,而炭黑是优良的紫外线屏蔽剂。此外,还添加了抗氧化剂、润滑剂和着色剂,以扩大聚乙烯的应用范围。