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化工机械气相薄膜合成装置

发布时间:2022-05-25 10:29:38

A. 气相沉积分为那几类方法CVD法包括那几个过程PVD法有哪些方法,它们各自的原理是咋样的

这个问题越来越难了,哈哈,还是 我回答,不知道你到底要做什么产品,问看真有回答你的,你这样问,说了这个行业广,没有办法回答,手打没有办法,可以复制点给你。CVD(Chemical Vapor Deposition, 化学气相沉积),指把含有构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气及反应所需其它气体引入反应室,在衬底表面发生化学反应生成薄膜的过程。在超大规模集成电路中很多薄膜都是采用CVD方法制备。经过CVD处理后,表面处理膜密着性约提高30%,防止高强力钢的弯曲,拉伸等成形时产生的刮痕。
CVD是Chemical Vapor Deposition的简称,是指高温下的气相反应,例如,金属卤化物、有机金属、碳氢化合物等的热分解,氢还原或使它的混合气体在高温下发生化学反应以析出金属、氧化物、碳化物等无机材料的方法。这种技术最初是作为涂层的手段而开发的,但目前,不只应用于耐热物质的涂层,而且应用于高纯度金属的精制、粉末合成、半导体薄膜等,是一个颇具特征的技术领域。 其技术特征在于:(1)高熔点物质能够在低温下合成;(2)析出物质的形态在单晶、多晶、晶须、粉末、薄膜等多种;(3)不仅可以在基片上进行涂层,而且可以在粉体表面涂层,等。特别是在低温下可以合成高熔点物质,在节能方面做出了贡献,作为一种新技术是大有前途的。 例如,在1000℃左右可以合成a-Al2O3、SiC,而且正向更低温度发展。 CVD工艺大体分为二种:一种是使金属卤化物与含碳、氮、硼等的化合物进行气相反应;另一种是使加热基体表面的原料气体发生热分解。 CVD的装置由气化部分、载气精练部分、反应部分和排除气体处理部分所构成。目前,正在开发批量生产的新装置。 CVD是在含有原料气体、通过反应产生的副生气体、载气等多成分系气相中进行的,因而,当被覆涂层时,在加热基体与流体的边界上形成扩散层,该层的存在,对于涂层的致密度有很大影响。图2所示是这种扩散层的示意图。这样,由许多化学分子形成的扩散层虽然存在,但其析出过程是复杂的。粉体合成时,核的生成与成长的控制是工艺的重点。 作为新的CVD技术,有以下几种: (1)采用流动层的CVD; (2)流体床; (3)热解射流; (4)等离子体CVD; (5)真空CVD,等。 应用流动层的CVD如图3所示,可以形成被覆粒子(例如,在UO2表面被覆SiC、C),应用等离子体的CVD同样也有可能在低温下析出,而且这种可能性正在进一步扩大

B. 化学气相沉淀法合成宝石

化学沉淀法主要包括化学气相沉淀法和化学液相沉淀法。用化学液相沉淀法合成欧泊、绿松石、青金石和孔雀石等多晶宝石材料的方法及鉴别在本书宝石各论中已进行了介绍,本节主要介绍用化学气相沉淀法(简称CVD法)合成多晶金刚石薄膜、大颗粒钻石和碳硅石单晶材料的工艺过程。

一、CVD法合成金刚石薄膜

早在20世纪50年代和60年代,美国和前苏联的科学家们先后在低压条件下实现了金刚石多晶薄膜的化学气相沉淀(CVD)开发研究,虽然当时的沉淀速率非常低,但无疑是奠基性的创举。进入80年代以来,科学家们又成功地发展了多种CVD金刚石多晶薄膜的制备方法,如热丝CVD方法、微波等离子体CVD方法、直流等离子体CVD方法、激光等离子体CVD方法、等离子增强PECVD方法等。随着合成技术的日趋成熟,金刚石薄膜的生长速率、沉积面积和结构性质已经逐步达到了可应用的程度。

1.CVD法合成多晶金刚石膜的原理

化学气相沉淀法是以低分子碳氢化合物(甲烷CH4、乙炔C2H2、苯C6H6等)为原料所产生的气体与氢气混合(有的还加入氧气),在一定的温压条件下使碳氢化合物离解,在等离子态时生成碳离子,然后在电场的引导下,碳离子在金刚石或非金刚石(Si、SiO2、Al2O3、Si C、Cu等)衬底上生长出多晶金刚石薄膜层的方法。以金刚石为衬底生长金刚石薄膜的CVD方法也叫做外延生长法。有人曾利用微波等离子体CVD方法,以CH4和H2为原料在金刚石衬底的(100)表面成功地生长了厚度为20µm的金刚石外延层,该外延层具有平滑的外延生长表面和高的晶体质量,生长速度为0.6µm/h,而在金刚石(110)和(111)面的外延生长的晶体质量较差。这说明,金刚石的同质外延层的质量直接与衬底金刚石的晶面取向有关。

2.等离子增强PECVD法工艺条件

等离子增强PECVD方法是目前合成金刚石薄膜采用最多的方法之一,其反应装置见图4-1-28。

图4-1-28 PECVD法合成金刚石薄膜示意图

等离子增强化学沉积法(PECVD)工艺需要使用能源装置,将输入的气体电离,产生出富含碳的等离子气体带电粒子。碳氢化合物气体通常采用甲烷和氢气,其体积比为(0.1~1)∶(0.9~9);反应过程中需要的温度为700~1000℃,压力为(0.7~2)×104Pa。在上述工艺条件下,碳氢化合物气体粒子分解,碳原子沉积在基体材料上,形成合成金刚石薄膜。

3.CVD方法合成金刚石薄膜的应用

据介绍,化学气相沉淀法合成的金刚石薄膜在工业上的用途极广,例如可做机械零件上的镀膜以增加耐磨性和润滑性;使用在电子产品上可提高散热效果;可以用来制作超级计算机的芯片、最好的滤波器;用在光学产品上可增强透视效果、保护镜片;在医学上可做人工关节的界面、人工心脏的阀片、最好的抗酸碱和辐射的保护膜;军事上可做导弹的雷达罩;日常生活上可用于不粘锅、音响振动膜、剃刀片护膜、条码机护膜等。

目前,CVD方法合成金刚石薄膜在宝石业方面的应用,主要有下列几种:

1)在各种仿制钻石刻面上镀合成金刚石薄膜,以使其具有天然钻石的部分性质。

2)在天然钻石表面镀彩色金刚石薄膜用来改变刻面钻石的外观颜色,模仿彩色钻石。

3)在切磨好的钻石表面镀金刚石薄膜,可以增加成品钻石的重量。

4)在硬度低的宝石表面上镀金刚石薄膜以增强其耐磨性等,例如在德国已有人对鱼眼石或蓝晶石进行金刚石薄膜处理并获得专利。

5)合成金刚石薄膜技术可用于欧泊表面镀膜处理,防止其失水和产生龟裂现象。

二、CVD法合成钻石单晶体

近十几年来,化学气相沉淀法合成技术得到了飞速发展,尤其是2003年,CVD技术取得了新的突破,可以以相对低廉的成本生长出大颗粒的单晶体钻石,颜色、净度都可以达到较高的等级,甚至可以切磨出1ct以上的D色级、净度级别为IF的首饰用钻石。2005年5月17日美国华盛顿卡内基地球物理实验室分别在日本第十届钻石新科技国际会议和英国宝石协会的Gem-A Mailtalk网上宣布:他们通过对化学沉淀技术的改进,可以以100µm/h的速度快速生长出10ct、半英寸厚的高品质、无色的单晶钻石。但是,合成技术的细节均未透露。

CVD法合成单晶钻石的原理是将甲烷和氢气导入反应腔,利用电热丝、微波、火焰、直流电弧等设备,将碳从化合物分解成原子,在反应腔内形成等离子体。甲烷中的碳原子已具备四个键的结构,在氢的催化作用下,使每一个碳原子与四个碳原子结合形成钻石结构,并逐渐沉淀生长在预先制备好的“基座”上,其生长速度通常为每小时一微米至数十微米。生长基座可使用天然或高温高压合成的钻石切成平行{100}晶面的薄片,用微波加热形成等离子场,在800~1000℃、1/10大气压

1atm(标准大气压)=101325Pa。的条件下,可按需要合成出不同厚度或粒度大小的钻石。

CVD法合成钻石如图4-1-29所示。

图4-1-29 CVD法合成钻石

三、合成碳硅石晶体

1.概述

早在一个世纪以前,合成碳硅石(SiC)就被制造出来了,并作为磨料在工业上得到了广泛的应用。SiC单晶的生长也已被研究多年,生长出的SiC单晶主要有两种用途:一是作为一种半导体材料,二是在珠宝方面作为一种钻石的代用品。

1955年,莱利(Lely)采用升华法生长出了合成碳硅石晶体,奠定了合成碳硅石发展的基础。虽然用这种方法生长的晶体尺寸较小,且形状不规则,但生长的晶体质量很好,故莱利法一直是生长高质量碳硅石单晶体的方法。1980年初,俄罗斯的戴依洛夫(Tairov)等人对莱利法进行了改进,采用籽晶升华技术(又称物理气相输送技术)生长出碳硅石大晶体,且有效地避免了自发成核的产生,宣告有控制地生长合成碳硅石技术获得了成功。这种材料其刻面宝石的颜色可近似于无色。这种合成材料由北卡罗莱纳州道哈姆地区的克瑞研究公司(Cree Researchinc.)生产,并由C3公司销售。

1995年创立的美国诗思有限公司(Charles&Colvard Ltd.),其前身即C3公司,采用高科技成果在高温常压下解决了合成碳硅石的颜色、透明度问题,合成了大颗粒宝石级合成碳硅石晶体,并经过精密的切割后镶嵌在铂金和K金首饰上,正式推向国际市场。到2000年,生长出的合成碳硅石晶体直径已达到100mm。目前,合成碳硅石年产量可达7万多克拉。

2.合成碳硅石单晶技术

图4-1-30 戴维斯专利中的合成碳硅石生长设备结构简图

1990年,戴维斯对莱利法进行了改进,其成熟的技术获得了专利。该方法的设备结构简图如图4-1-30所示。工艺中用于生长合成碳硅石单晶的原料粉末经过多孔的石墨管后加热升华成气态,直接在籽晶上结晶,生长出梨晶状的Si C单晶体。整个过程既有物态的变化,也有物质结构的变化。

戴维斯专利的工艺条件为:

1)粉料的粒径应加以控制,并使用超声波振荡法填料。

2)籽晶与粉料应属于同一多型,并且籽晶的取向应稍稍偏离轴向。

3)生长初期应抽真空,而后施以低压氩气。

4)采用耐热的石墨套管加热,其中补给区温度为2300℃,晶体生长温度低于补给区温度100℃。

5)籽晶的旋转和生长过程中生长晶体位置的调整要准确无误,该方法能生长出达宝石级的有色6H型合成碳硅石晶体,直径12mm,厚度6mm,生长周期为6h。某些生长出的合成碳硅石梨晶表面显示出与钻石表面相似的三角形凹坑。

C. 气相色谱仪的使用方法,及使用注意事项应用范围

气相色谱仪使用方法怎样?

1 、开氮气、氢气、空气发生器电源开关(或氮气瓶总阀),调节输出压力稳定在0.4Mpa左右(气体发生器一般在出厂时调整,无需调整)。

2 、将色谱仪气体净化器的气体开关打开至“开”位置。观察色谱柱载气后B的柱前压力上升并稳定约5分钟后,打开色谱仪的电源开关。

3 、设定每个工作部件的温度。 TVOC分析的条件设置:(a)烤箱:烤箱初始温度50°C 、初始时间10分钟、加热速率5°C / min 、结束温度250°C 、结束时间10分钟; (b)注射器和检测器:均为250°C。用于脂肪酸分析的色谱条件:(a)烘箱:烘箱的初始温度140°C 、初始时间5分钟、加热速率4°C / min 、终止温度240°C 、终止时间15分钟; (b)进样器温度为260°C检测器温度为280°C。

4 、点火:待测试(按“显示、 Shift 、检测器”检查检测器温度)温度升至150°C以上后,将净化器上的氢气、空气开关阀打开至“ON”位置。观察到色谱仪上的氢气和空气压力表分别稳定在0.1 Mpa和0.15 Mpa左右。按住点火开关(无点火时间为6~8秒)进行点火。同时,明亮的金属片靠近探测器出口,当火开启时,金属片上会有明显的水蒸气。如果氢气在6~8秒内未点火,则松开点火开关并重新点火。在点火操作期间,如果发现水在检测器出口中的白色聚四氟乙烯盖中冷凝,则可以拧下检测器收集器盖并移除水。确定色谱工作站上是否点燃氢火焰的方法:观察氢火焰点燃后的基线电压应高于点火前的基线电压。

5 、打开电脑和工作站(通道1分析脂肪酸,通道2分析碘),打开方法文件:脂肪酸分析方法或碘分析方法。显示屏左下角应该有一个蓝色文字,以显示当前的电压值和时间。然后,您可以转动色谱仪放大器面板上点火按钮上的“粗调”旋钮,检查信号是否为路径(当您转动“粗调”旋钮时,基线应该会改变)。在基线稳定后,输入样品并单击“开始”按钮或单击色谱仪旁边的快捷按钮以分析色谱数据。在分析结束时,单击“停止”按钮,数据将自动保存。

6 、关闭程序:首先关闭氢气和空气源,使氢火焰探测器灭火。在氢气火焰熄灭后,将炉子初始温度、检测器温度和进样器温度设置为室温(20-30°C)。温度降至设定温度后,关闭色谱仪电源。最后关掉氮气。

D. 化工TDI是什么TDI装置是什么看有公司招聘TDI装置工艺工程师招聘,不理解说化工机械范畴吗还什么

TDI是一种剧毒的化学品。
生产TDI的原料,主要是光气和甲苯,也很毒,国内就几家而已。你提到的那个岗位,其实就是生产那东西,虽然现在全是自动化控制,DCS系统什么的,但是你毕竟还是长期呆在那个环境中。
哥们听我说:我工作中跟这东西打交道时间比较长,我是衷心的希望你不要去做这个工作,我亲眼见到同事吸了TDI蒸汽后的惨状,类似于肺炎,一直咳嗽,持续了大概半年左右,带苯环的化学品,几乎全部会致癌,别去,这是我给你的忠告!

E. 为什么说真空是气相法制备薄膜的基础

气相法制备薄膜需要在真空的环境里才能实现,所以真空技术是基础。
气相沉积制备薄膜,在大气的环境无法实现的,看看制备工艺方法就清楚了。

F. 气相色谱仪的基本设备的作用是什么

气相色谱仪的基本设备的作用主要有以下几个方面:

环境保护:大气水源等污染地的痕量毒物分析、监测和研究;

生物化学:临床应用,病理和毒理研究;

食品发酵:徽生物饮料中微量组分的分析研究;

中西药物:原料中间体及成品分析;

石油加工:石油化工,石油地质,油质组成等分析控制和控矿研究;

有机化学:有机合成领域内的成分研究和生产控制;

卫生检查:劳动保护公害检测的分析和研究;

尖端科学:军事检测控制和研究.

G. 气相合成金刚石薄膜被誉为20世纪的炼金术.其中化学气相沉积法制造金刚石薄膜的原理为CH4→C(金刚石)+2

CH4→C(金刚石)+2H2中,反应物是一种,生成物是两种,根据反应类型的概念可知,该反应属于分解反应.
故答案选B

H. 物理气相沉积法制膜包括哪些基本过程

:(1)沉积原子在表面活性剂原子层上快速扩散;...首先提供一化学气相沉积系统,其包括管状炉管、连接至...化学汽相淀积法制膜技术及制膜设备话135制备网状...如买卖方在交易过程中产生纠纷,沟通无果并发起维权...积法制膜设计资料沉积阳极膜沉积膜光纤...具体包括电沉积前驱液的制备、衬底清洗处理以及薄膜生长三大步,最后薄膜生长采用电...超薄自支撑聚酰亚胺滤光薄膜的物理气相...本发明公开了一种脉冲电沉积制备均匀...在惰性或还原性保护气体中进行沉积,...喷涂沉积大面积均匀透明导电薄膜装置085...等离子辅助反应热化学气相沉积法制备晶...对物理气相沉积(PVD)方法制备的CrMo合金膜和TiAlN陶瓷膜的结合强度、韧性、内聚...溶胶-凝胶法制备高折射GPTMS/TiO_2-ZrO_2材料[J];电子与封装;2011年08期2...物理气相沉积技术是一种对材料表面进行改性处理的高新...应用对象不断扩展美国BalzersToolCoating公司1994年评估了用PVD法制取的薄膜在2000...真空镀铝膜生长过程的分形几讨论了等离子体引入化学气相沉积过程中所带来的一些变化,给出了现阶段PCVD成膜...以往用于表面强化的气相沉积技术主要有化学气相沉积(...PCVD法制备硅系纳米复合薄膜材物理气相沉积技术的应用对象不断扩展,...Coating公司1994年评估了用PVD法制取的薄膜在2000年前的市场发展前景〔1〕,认为,...Ti和Al的加工模具上的CrN沉积法〔3〕...[技术摘要]提供在抽真空或开始溅射时及在溅射过程中...本发明也包括物理气相沉积靶,它基本上由铝并且和小于...436-BG19304射频磁控溅射法制备ZnO∶Zr透明导电薄膜...【等离子体增强化学气相沉积法制图优化TiO2薄膜及其光学性能研究】查看全文文章...4矩量法及其与物理光学混合算法的研...5几种离子/分子光学传感的设计...

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I. 聚乙烯分成哪几类它们分别是如何合成的它们的结构和哪些性能有所不同这些不同与生产方法有何关系

生产方法

分为高压法(由高压工艺从乙烯合成,其合成压力100~300MPa,温度为150~275℃,0.05%~0.1%的氧或过氧化物作为催化剂;合成或在搅拌罐中间歇发生,或在管式反应器中连续发生)、低压法、中压法三种。高压法用来生产低密度聚乙烯,这种方法开发得早,用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展,其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说,有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆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,还可通过加共聚单体,生产中、低密度聚 聚乙烯乙烯,也称为线型低密度聚乙烯。近年来,各种低压法工艺发展很快。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用,生产的主要是高密度聚乙烯。
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聚乙烯特性

聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,但由于其为线性分子可缓慢溶于某些有机溶剂,且不发生溶胀,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。
聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。
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种类

(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯
(2)LLDPE:线形低密度聚乙烯
(3)MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂
(4)HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯
(5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX)
(7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、 EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)
分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
主要方法: 聚乙烯液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型)。我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法。
条件与过程描述:纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品。
化学名称:聚乙烯
英文名称:Polyethylene(简称PE)
比重:0.94-0.96克/立方厘米成型收缩率:1.5-3.6% 成型温度:140-220℃
特点:耐腐蚀性,电绝缘性(尤其高频绝缘性)优良,可以氯化,化学交联、辐照交联改性,可用玻璃纤维增强。低压聚乙烯的熔点,刚性,硬度和强度较高,吸水性小,有良好的电性能和耐辐射性;高压聚乙烯的柔软性,伸长率,冲击强度和渗透性较好;超高分子量聚乙烯冲击强度高,耐疲劳,耐磨. 低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件;高压聚乙烯适于制作薄膜等;超高分子量聚乙烯适于制作减震,耐磨及传动零件。
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成型特性

1.结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大。注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.
2.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲。冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.
3.加热时间不宜过长,否则会发生分解。
4.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.
5.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂
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聚乙烯类产品

产品类别
聚乙烯(PE)是通用合成树脂中产量最大的品种,主要包括低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)及一些具有特殊性能的产品。
聚乙烯物理性能
聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低,对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下,透明度随分子量增大而提高。高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC,低密度聚乙烯熔点较低(112oC)且范围宽。
常温下不溶于任何已知溶剂中,70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊 聚乙烯酯、三氯乙烯
等溶剂中
聚乙烯化学性能
聚乙烯有优异的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质,硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。
各类聚乙烯产品用途
高压聚乙烯:一半以上用于薄膜制品,其次是管材、注射成型制品、电线包裹层等
中低、压聚乙烯:以注射成型制品及中空制品为主。
超高压聚乙烯:由于超高分子聚乙烯优异的综合性能,可作为工程塑料使用。
熔点 140摄氏度
熔化焓292.88J/g
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不同密度的聚乙烯

概况
LDPE是低密度聚乙烯的英文缩写,即低密度高压聚乙烯
HDPE是高密度聚乙烯的英文缩写,即高密度低压聚乙烯。
二者密度不同,一般密度大于0.94的为HDPE,小于0.925的为LDPE,在此之间的为MDPE(中密度聚乙烯)。
LDPE(低密度高压聚乙烯): 感官鉴别:手感柔软:白色透明,但透明度一般,燃烧鉴别:燃烧火焰上黄下蓝;燃烧时无烟,有石蜡的气味,熔融滴落,易拉丝
HDPE(高密度聚乙烯):HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。原态HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明状。PE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。某些种类的化学品会产生化学腐蚀,例如腐蚀性氧化剂(浓硝酸),芳香烃(二甲苯)和卤化烃 (四氯化碳)。该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。HDPE具有很好的电性能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性,在常温甚至在-40℃低温度下均如此。
低密度聚乙烯( LDPE)
通常用高压法(147.17-196.2MPa)生产,故又称为高压聚乙烯。由于用高压法生产的聚乙烯分子链中含有较多的长短支链(每1000个碳链原子中含有的支链平均数21),所以结晶度较低(45%-65%),密度较小(0.910-0.925),质轻,柔性,耐低温性、耐冲击性较好。LDPE广泛用于生产薄膜、管材(软)、电缆绝缘层和护套、人造革等。
高密度聚乙烯(HDPE)
主要是采用低压生产,故又称低压聚乙烯。HDPE分子中支链少,结晶度高(85%-90%),密度高(0.941-0.965),具有较高的使用温度,硬度、力学强度和耐化学药品性较好。 聚乙烯适用于中空吹塑、注塑和挤出各种制品(硬),如各种容器、网、打包带,并可用作电缆覆层、管材、异型材、片材等。
聚乙烯树脂分类及性能
聚乙烯的种类:
(1) LDPE:低密度聚乙烯(又称高压聚乙烯)
(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯
(3) MDPE:中密度聚乙烯
(4) HDPE:高密度聚乙烯(又称低压聚乙烯)
(5) UHMWPE:超高分子量聚乙烯
(6) 改性聚乙烯:氯化聚乙烯(CPE)、交联聚乙烯(PEX)
(7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH)。分子量达到300万-600万的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。
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LDPE树脂

性质:无味、无臭、无毒、表面无光泽、乳白色蜡状颗粒,密度约0.920g/cm3,熔点130℃~145℃。不溶于水,微溶于烃类、甲苯等。能耐大多数酸碱的侵蚀,吸水性小,在低温时仍能保持柔软性,电绝缘性高。
生产工艺:主要有高压管式法和釜式法两种。从目前发展状况看,为降低反应温度和压力,管式法工艺普遍采用低温高活性引剂引发聚合体系,以高纯度乙烯为主要原料,以丙烯/丙烷等为密度调整剂,使用高活性引发剂在约200℃~330℃、150-300MPa条件下进行聚合反应。反应器中引发聚合的熔融聚合物,必须要经过高压、中压和低压冷却、分离,高压循环气体经过冷却、分离后送入超高压(300MPa)压缩机入口,中压循环气体经过冷却、分离后送入高压(30MPa)压缩机入口,而低压循环气体经过冷却、分离后送入低压(0.5MPa)压缩机循环利用,而熔融聚乙烯经过高压、低压分离后送入造粒机,进行水中切粒,在造粒时,企业可以根据不同应用领域,加入适宜的添加剂,颗粒经包装出厂。
用途:可以采用注塑、挤塑、吹塑等加工方法。主要用作农膜、工业用包装膜、药品与食品包装薄膜、机械零件、日用品、建筑材料、电线、电缆绝缘、涂层和合成纸等。
力学性能
聚乙烯的力学性能一般,拉伸强度较低,抗蠕变性不好,耐冲击性好。冲击强度LDPE>LLDPE>HDPE,其他力学性能LDPE<LLDPE<HDPE。主要受密度、结晶度和相对分子质量的影响,随着这几项指标的提高,其力学性能增大。耐环境应力开裂性不好,但当相对分子质量增加时,有所改善。耐穿刺性好,其中LLDPE最好。
热学性能
聚乙烯的耐热性不高,随相对分子质量和结晶度的提高有所改善。耐低温性能好,脆性温度一般可达-50℃以下;并随相对分子质量的增大,最低可达-140℃。聚乙烯的线膨胀系数大,最高可达(20~24)×10-5/K。热导率较高。
电学性能
因聚乙烯无极性,所以具有介电损耗低、介电强度大的电性能优异,即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料,又可以做高压绝缘材料。
环境性能
聚乙烯属于烷烃惰性聚合物,具有良好的化学稳定性。在常温下耐酸、碱、盐类水溶液的腐蚀,但不耐强氧化剂如发烟硫酸、浓硝酸和铬酸等。聚乙烯在60℃以下不溶于一般溶剂,但与脂肪烃、芳香烃、卤代烃等长期接触会溶胀或龟裂。温度超过60℃后,可少量溶于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯、松节油、矿物油
及石蜡中;温度高于100℃,可溶于四氢化萘。
由于聚乙烯分子中含有少量双键和醚键,其耐候性不好,日晒、雨淋都会引
起老化,需要加入抗氧剂和光稳定剂改善。
加工特性
因LDPE、HDPE的流动性好,加工温度低,粘度大小适中,分解温度低,在惰性气体中高温度300℃不分解,所以是一种加工性能很好的塑料。但LLDPE的粘度稍高,需要增加电机功率20%~30%;易发生熔体破裂,需增加口模间隙和加入加工助剂;加工温度稍高,可达200~215℃。聚乙烯的吸水率低,加工前不
需要干燥处理。
聚乙烯熔体属于非牛顿流体,粘度随温度的变化波动较小,而剪切速率的增加下降快,并呈线性关系,其中以LLDPE的下降最慢。
聚乙烯制品在冷却过程中容易结晶,因此,在加工过程中应注意模温。以控制制品的结晶度,使之具有不同的性能。聚乙烯的成型收缩率大,在设计模具时一定要考虑。
聚乙烯的熔体流动速率与制品种类的关系如下表所示
聚乙烯熔体流动速率与制品种类的关系

用途 熔体流动速率,g/10min
LDPE LLDPE HDPE
吹塑薄膜
重包装薄膜
挤出平膜
单丝、扁丝
管材、型材
中空吹塑容器
电缆绝缘层
注塑制品
涂覆
旋转成型 0.3~8.0
0.1~1.0
1.4 ~2.5

0.1 ~5.0
0.3 ~0.5
0.2 ~0.4
1.5 ~50
20 ~200
0.75 ~20 0.3 ~3.3
0.1 ~1.6
2.5 ~4.0
1.0 ~2.0
0.2 ~2.0
0.3 ~1.0
0.4 ~1.0
2.3 ~50
3.3 ~11
1.0 ~25 0.5 ~8.0
3.0 ~6.

0.25 ~1.2
0.1 ~5.0
0.2 ~1.5
0.5 ~8.0
2.0 ~20
5.0 ~10
3.0 ~20
聚乙烯的用途

用途 占树脂的比例 制品
薄膜类制品 LDPE的50%
HDPE的10%
LLDPE的70% 用于食品、日用品、蔬菜、收缩、自粘、垃圾等轻质包装膜,地膜、棚膜、保鲜膜等。
重包装膜,撕裂膜、背心袋等。
包装膜,垃圾袋、保鲜袋、超薄地膜等。
注塑制品 HDPE的30%
LDPE的10%
LLDPE的10% 日用品如:盆、筒、篓、盒等,周围箱、瓦楞箱、暖瓶壳、杯、台、玩具等。
中空制品 以HDPE为主 用于装食品油、酒类、汽油及化学试剂的桶,玩具
管材类制品 以HDPE为主 给水、输气、灌溉、穿线、吸管、笔芯、用的管材,化妆品、药品、鞋油、牙膏等用的管材。
丝类制品 圆丝用HDPE
扁丝用HDPE和LLDPE 渔网、缆绳、工业滤网、民用纱窗等。
纺织袋、布、撕裂膜。
电缆制品 以LDPE为主 电缆绝缘和保护材料
其他制品 HDPE、LLDPE
LDPE 打包带
型材
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生产方法

分为高压法、低压法、中压法三种。高压法用来生产低密度聚乙烯,这种方法开发得早,用此法生产的聚乙烯至今约占聚乙烯总产量的2/3,但随着生产技术和催化剂的发展,其增长速度已大大落后于低压法。低压法就其实施方法来说,有淤浆法、溶液法和气相法。淤浆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,还可通过加共聚单体,生产中、低密度聚乙烯,也称为线型低密度聚乙烯。近年来,各种低压法工艺发展很快。中压法仅菲利浦公司至今仍在采用,生产的主要是高密度聚乙烯。
高压法 用氧或过氧化物等作引发剂,使乙烯聚合为低密度聚乙烯的方法。乙烯经二级压缩后进入反应器(图3),在压力100~300MPa、温度200~300℃及引发剂作用下聚合为聚乙烯,反应物经减压分离,使未反应的乙烯回收后循环使用,熔融状的聚乙烯在加入塑料助剂后挤出造粒。(见彩图)
所用聚合反应器有管式反应器(管长可达 2000m)和釜式反应器两种。管式法流程的单程转化率20%~34%,单线年生产能力100kt。釜式法流程的单程转化率20%~25%,单线年生产能力180kt。
低压法 分淤浆法、溶液法和气相法三种,除溶液法外,聚合压力都在2MPa以下。一般步骤有催化剂的配制、乙烯聚合、聚合物的分离和造粒等。
①淤浆法生成的聚乙烯不溶于溶剂而呈淤浆状。淤浆法聚合条件温和,易于操作,常用烷基铝作活化剂,氢气作分子量调节剂,多采用釜式反应器。由聚合釜出来的聚合物淤浆经闪蒸釜、气液分离器到粉料干燥机,然后去造粒(图4)。生产过程中还包括溶剂回收、溶剂精制等步骤。采用不同的聚合釜串联或并联的组合方式,可以得到不同分子量分布的产品。
②溶液法聚合在溶剂中进行,但乙烯和聚乙烯均溶于溶剂中,反应体系为均相溶液。反应温度(≥140℃)、压力(4~5MPa)较高。特点是聚合时间短,生产强度大,可兼产高、中、低三种密度的聚乙烯,能较好地控制产品的性质;但溶液法所得聚合物分子量较低,分子量分布窄,固体物含量较低。
③气相法乙烯在气态下聚合, 一般采用流化床反应器。催化剂有铬系和钛系两种,由贮罐定量加入到床层内,用高速乙烯循环以维持床层流态化,并排除聚合反应热。生成的聚乙烯从反应器底部出料(图5)。反应器的压力约2MPa,温度85~100℃。气相法是生产线型低密度聚乙烯 聚乙烯最主要的方法,气相法省去了溶剂回收和聚合物干燥等工序,且比溶液法节省投资15%和操作成本10%。为传统高压法投资的30%,操作费的1/6。因而得到了迅速发展。但气相法在产品质量及品种上有待进一步改进。
中压法 用负载于硅胶上的铬系催化剂,在环管反应器中,使乙烯在中压下聚合,生产高密度聚乙烯。
加工和应用 可用吹塑、挤出、注射成型等方法加工,广泛应用于制造薄膜、中空制品、纤维和日用杂品等。在实际生产中,为了提高聚乙烯对紫外线和氧化作用的稳定性,改善加工及使用性能,需加入少量塑料助剂。常用的紫外线吸收剂为邻羟基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等,炭黑是优良的紫外线屏蔽剂。此外,还加入抗氧剂、润滑剂、着色剂等,使聚乙烯的应用范围更加扩大。
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聚乙烯树脂生产方法及工艺

聚乙烯生产方法:聚乙烯按聚合压力可以分为高压法、中压法、低压法;按介质来分可以分为淤浆法、溶液法、气相法。
主要生产工艺:目前世界上拥有聚乙烯技术的公司很多,拥有LDPE技术的有7家,LLDPE和全密度技术的企业有10家,HDPE技术的企业有12家。从技术发展情况来看,高压法生产的LDPE是PE树脂生产中技术最成熟的方法,釜式法和管式法工艺技术均已成熟,目前这两种生产工艺技术同时并存。国外各公司普遍采用低温高活性催化剂引发聚合体系,可降低反应温度和压力。
高压法生产LDPE将向大型化、管式化方向发展。而低压法生产HDPE和LLDPE,主要采用钛系和络系催化剂,欧洲和日本大多采用钛系催化剂,而美国大多采用络系催化剂。
目前世界上主要应用的聚乙烯生产技术共用11种,我国的PE生产工艺有8种。
(1)高压管式和釜式反应工艺
(2)三井化学低压淤液法CX工艺
(3)BP气相法Innovene生产工艺
(4)雪佛龙-菲利蒲斯公司双环管反应器LPE工艺
(5)北欧化工北星(Bastar)双峰工艺
(6)低压气相法Unipol工艺
(7)巴赛尔聚烯烃公司Hostalen工艺
(8)Sclartech溶液法生产工艺
催化剂技术:催化剂是PE工工艺关键部分,也是其技术开发的焦点。特别是1991年茂金属催化剂在美国实现了工业化,使得PE生产技术进入了新的发展阶段。
编辑本段
国内外聚乙烯工业现状

目前世界各大PE生产企业大都已涉足茂金属PE(mPE)生产领域,如陶氏化学、伊士曼、旭化成、阿托菲纳、雪佛龙-菲利浦斯等公司。
日本旭化成化学购买陶氏化学的茂金属催化剂专利Insite,采用淤浆法生产工艺生产茂金属高密度聚乙烯(mHDPE),牌号为Creolex。由于性能优越,mPE1995年进入商业化发展以来,全球mPE树脂的消费量每年翻一番。预计到2010年,全球mPE产能将达到1700万吨,其中:mLLDPE为7 聚乙烯00万吨、mHDPE为600万吨。
目前PE催化剂已经发展到第三代,日本三井化学和陶氏化学合作开发出新一代茂金属(Post-metallocene)催化剂。与传统茂金属和Z-N型催化剂不同,该催化剂可使极性单体如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等与烯烃共聚,从而可用于开发具有粘结性、耐油性及气体阻隔性能的全新聚烯烃树脂。
我国非常重视PE生产技术,PE生产技术创新一直被列入国家技术创新计划项目。针对国内PE生产以气相法工艺为主,产品牌号切换困难、过渡料多的问题,近年来国内PE生产企业纷纷开展了以现有聚乙烯生产技术改造为依托,气相法聚乙烯冷凝、超冷凝工艺和淤浆法聚乙烯外循环工艺的开发工作,并取得实效。
目前我国Uuipol工艺的大部分生产装置已经采用国产冷凝技术进行了改扩建,产量已经超出装置原设计能力120%~200%。
薄膜低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜,这种薄膜有良好的透明性和一定的抗拉强度,广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜(见彩图)。也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物。1975年以来,高密度聚乙烯薄膜也得到发展,它的强度高、耐低温、防潮,并有良好的印刷性和可加工性。线型低密度聚乙烯的最大用途也是制成薄膜,其强度、韧性均优于低密度聚乙烯,耐刺穿性和刚性也较好,透明性虽较差,仍稍优于高密度聚乙烯。此外,还可以在纸、铝箔或其他塑料薄膜上挤出涂布聚乙烯涂层,制成高分子复合材料。
中空制品 高密度聚乙烯强度较高,适宜作中空制品。可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器,或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。
管板材 挤出法可生产聚乙烯管材,高密度聚乙烯管强度较高,适于地下铺设。挤出的板材可进行二次加工。也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料,作台板和建筑材料(见建筑用高分子材料)。
纤维 中国称为乙纶,一般采用低压聚乙烯作原料,纺制成合成纤维。乙纶主要用于生产渔网和绳索,或纺成短纤维后用作絮片,也可用于工业耐酸碱织物。目前已研制出超高强度聚乙烯纤维(强度可达3~4GPa),可用作防弹背心,汽车和海上作业用的复合材料。
杂品 用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱(见彩图)、小型容器、自行车和拖拉机的零件等。制造结构件时要用高密度聚乙烯。
聚乙烯改性 聚乙烯的改性品种主要有氯化聚乙烯、氯磺化聚乙烯、交联聚乙烯和共混改性品种。
氯化聚乙烯 以氯部分取代聚乙烯中的氢原子而得到的无规氯化物。氯化是在光或过氧化物的引发下进行的,工业上主要采用水相悬浮法来生产。由于原料聚乙烯的分子量及其分布、支化度及氯化后的氯化度、氯原子分布和残存结晶度的不同,可得到从橡胶状到硬质塑料状的氯化聚乙烯。主要用途是作聚氯乙烯的改性剂,以改善聚氯乙烯抗冲击性能。氯化聚乙烯本身还可作为电绝缘材料和地面材料。
氯磺化聚乙烯 当聚乙烯与含有二氧化硫的氯作用时,分子中的部分氢原子被氯和少量的磺酰氯(-SO2Cl)基团取代,就得到氯磺化聚乙烯。主要的工业制法为悬浮法。氯磺化聚乙烯耐臭氧、耐化学腐蚀、耐油、耐热、耐光、耐磨和抗拉强度较好,是一种综合性能良好的弹性体,可用以制作接触食品的设备部件。
交联聚乙烯采用辐射法(X射线、电子射线或紫外线照射等)或化学法(过氧化物或有机硅交联)使线型聚乙烯成为网状或体型的交联聚乙烯。其中有机硅交联法工艺简单,操作费用低,且成型与交联可分步进行,宜采用吹塑和注射成型。交联聚乙烯的耐热性、耐环境应力开裂性及机械性能均比聚乙烯有较大提高,适于作大型管材、电缆电线以及滚塑制品等。
聚乙烯的共混改性 将线型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯掺混后,就可用于加工薄膜及其他制品,产品性能比低密度聚乙烯好。聚乙烯和乙丙橡胶共混可制得用途广泛的热塑性弹性体。
茂金属聚乙烯
茂金属聚乙烯是一种新颖热塑性塑料,是90年代聚烯烃工业最重要的技术进展,是继LLDPE生产技术后的一项重要革新。由于它是使用茂金属(MAO) 为聚合催化剂生产出来的聚乙烯,因此,在性能上与传统的Ziegler-Natta催化剂聚合而成的PE有显著的不同。茂金属催化剂用于合成茂金属聚乙烯独特的优良性能和应用,引起了市场的普遍关注,许多世界著名大型石化公司投入巨大人力、物力竞相开发和研究,成为聚烯烃工业乃至整个塑料工业的热门话题。
早期,茂金属催化剂用于乙烯聚合只能得到分子量为2~3万的蜡状物,而且催化活性不高,没有实用意义,因而没有引起重视和推广。直到1980年,德国汉堡大学Kaminsky教授发现用二茂基氯锆(CP2ZrCl2)和甲基铝氧烷(MAO)组合的共催化剂在甲苯溶液中进行乙烯聚合,催化剂活性能高达106g-PE/g-Zr,反应速度与酶反应速度相当。MAO是二甲基铝和水在聚合体系以外条件下合成的高齐聚度甲基铝氧烷。Kaminsky教授的发现给茂金属催化剂研究注入了活力,吸引了众多公司参与开发和研究,并取得了相当大的进展。1991年美国埃克森(Exxon)公司首次实现了茂金属催化剂用于聚烯烃工业化生产,生产出第一批茂金属聚乙烯(mPE),其商品名是“Exact”。
茂金属聚烯烃中以mPE的发展最快和较成熟,主要品种为线型低密度聚乙烯(LLDPE)和甚低密度聚乙烯(VLDPE)。mPE有两个系列,一类是以包装领域为主要目标的薄膜用品级,另一类是以辛烯-1为共聚单体的塑性体,称为POP(Polyolefine Plastmer)。mPE薄膜品级具有较低的熔点和明显的熔区,并且在韧性、透明度、热粘性、热封温度、低气味方面等明显优于传统聚乙烯,可用于生产重包装袋、金属垃圾箱内衬、食品包装、拉伸薄膜等。
目前,茂金属线型低密度聚乙烯消费量占线型低密度聚乙烯总消费量的15%左右,预计到2010年这一比例将达到22%。据统计,目前世界上茂金属聚乙烯年产量约为1500多万吨,其中用于食品包装领域的产品约占总消费量的36%,非食品包装约占47%,其他方面(医药、汽车和建筑等)约占17%。
聚乙烯在合成树脂中产量最大、发展最快、品种开发最活跃,能否实现聚乙烯的高性能化,很大程度上取决于催化剂的性能。茂金属催化剂具有优异的催化共聚能力,它能使大多数共聚体与乙烯共聚,并且能够使极性单体催化聚合,而使用传统催化剂很难实现;在环烯聚合方面,传统催化剂只能开环聚合,而用茂金属催化剂能双键加成聚合。

J. 我有一个化工用机械类的系统装置,可不可以申请专利,我是武汉的要在那里申请啊,求解答

当然可以 不过先查查专利检索 看看是不是已经有这样的专利了
专利申请:一项发明创造必须由申请人向政府部门(在中国,目前是中华人民共和国国家知识产权局)提出专利申请,经中华人民共和国国家知识产权局依照法定程序审查批准后,才能取得专利权。在中国,发明创造目前包括三种类型,分别是:发明、实用新型和外观设计。在申请阶段,分别称之为发明专利申请、实用新型专利申请和外观设计专利申请。获得授权之后,分别称之为发明专利、实用新型专利和外观设计专利,此时,申请人就是相应专利的专利权人。

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