선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)는 매우 짧은 공단량체 분지를 가진 선형 에틸렌의 주사슬에 에틸렌과 소량의 α-올레핀이 공중합되어 형성된 분자 구조입니다.
선형 저밀도 폴리에틸렌은 무독성, 무미, 무취의 유백색 입자로 밀도는 0.918~0.935g/cm³입니다. LDPE와 비교하여 연화 온도와 용융 온도가 더 높고 강도가 높고 인성이 좋으며 강성이 높고 내열성 및 내한성이 우수합니다. 또한 환경 응력 균열, 충격 강도, 인열 강도 및 기타 특성에 대한 저항성이 우수하고 산, 알칼리, 유기 용매 등에 대한 내성이 있으며 산업, 농업, 의학, 건강 및 일용품에 널리 사용됩니다.
구조적 특징
선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE) 수지는 폴리에틸렌의 3세대로 알려져 있습니다. 일반 폴리올레핀 수지의 특성 외에도 특히 인장 강도, 인열 강도, 환경 응력 균열 저항성, 저온 저항성, 내열성 및 내침투성이 뛰어납니다.
LLDPE와 기존의 LDPE는 동일한 밀도 범위에 속하지만, 분자 구조가 다르고, 용융 유동 거동도 다르며, 따라서 기본적인 물리적 성질 및 성형 가공 특성도 다릅니다.
구조적으로 LLDPE는 다음과 다릅니다. HDPE 단쇄 분지의 수에서만 그렇습니다. HDPE는 단쇄 분지가 적으며, 이는 궁극적으로 용도에 따라 달라집니다. LLDPE와 LDPE의 밀도는 0.91g/cm³에서 0.925g/cm³ 사이입니다. 이 더 높은 결정성은 또한 LLDPE의 녹는점을 LDPE에 비해 10~15% 높입니다. 더 높은 인장 강도, 침투 저항성, 인열 저항성 및 증가된 신장은 LLDPE의 특성으로, 특히 필름 생산에 적합합니다. 심지어 부텐 대신 코모노머로 헥센이나 옥텐을 사용하면 충격 저항성과 인열 저항성도 크게 개선할 수 있습니다. 헥센과 옥텐 수지의 더 긴 측쇄는 사슬 사이에서 "매듭" 분자처럼 작용하여 화합물의 인성을 향상시킵니다. 시클로올레핀 금속 유도체 촉매를 사용하여 생산된 수지는 고유한 특성을 갖게 됩니다. 이는 지글러 촉매를 사용하여 생산된 LLDPE와 유사합니다.
투명성 측면에서 LLDPE는 LDPE와 유사한 단점이 있습니다. LLDPE 필름의 탁도와 광택이 좋지 않은데, 주로 결정성이 높아 필름 표면이 거칠어지기 때문입니다. LLDPE 수지의 투명성은 다음과 같이 개선할 수 있습니다. 혼합 소량의 LDPE 포함.
생산
선형 저밀도 폴리에틸렌은 에틸렌을 주원료로 하고 소량의 α-올레핀(예: 1-부텐-1, 1-옥텐 등)을 촉매 작용 하에 고압 또는 저압 기체상 유동층 중합을 통해 중합합니다. 구조식은 -[CH2-CH2]n-입니다. 반응물을 과립화, 건조하여 포장합니다.
LLDPE 생산은 일반적으로 Ziegler 또는 Phillips 유형의 전이 금속 촉매로 시작됩니다. 사이클로올레핀 금속 유도체 촉매를 기반으로 하는 새로운 공정은 LLDPE 생산을 위한 또 다른 옵션입니다. 실제 중합 반응은 용액 및 기체상 반응기에서 수행할 수 있습니다. 일반적으로 옥텐은 부텐이 있는 용액상 반응기에서 에틸렌과 공중합됩니다. 헥센은 기체상 반응기에서 에틸렌과 중합됩니다. 기체상 반응기에서 생산된 LLDPE 수지는 과립 형태이며 분말로 판매되거나 펠릿으로 추가 가공될 수 있습니다. 선형 저밀도 폴리에틸렌 일반적으로 용융 지수와 밀도로 특징지어집니다. 용융 지수는 수지의 평균 분자량을 반영하며 주로 반응 온도에 의해 제어됩니다. 평균 분자량은 분자량 분포(MWD)와 무관합니다. 촉매 선택은 MWD에 영향을 미칩니다. 밀도는 폴리에틸렌 사슬의 공단량체 농도에 의해 결정됩니다. 공단량체 농도는 짧은 사슬 분지(길이는 공단량체 유형에 따라 다름)의 수와 수지 밀도를 제어합니다. 고압 LDPE는 긴 사슬 분지를 가지고 있는 반면 선형 LDPE는 짧은 사슬 분지만 가지고 있습니다.
처리
LDPE와 LLDPE는 모두 뛰어난 유동학적 또는 용융 흐름 특성을 가지고 있습니다. LLDPE는 좁은 분자량 분포와 짧은 사슬 분지 때문에 전단에 덜 민감합니다. LLDPE는 전단 중에 더 큰 점도를 유지하므로 동일한 용융 지수의 LDPE보다 가공하기가 더 어렵습니다. 압출에서 LLDPE의 낮은 전단 민감도는 폴리머 사슬의 응력 완화를 더 빨리 일으키고 결과적으로 블로우 비율의 변화에 대한 물리적 특성의 민감도를 낮춥니다. 용융 연장에서 LLDPE는 일반적으로 다양한 변형 속도에서 점도가 낮습니다. 즉, 늘어났을 때 LDPE처럼 변형 경화되지 않습니다.
폴리에틸렌의 변형률이 증가함에 따라 LDPE는 분자 사슬 얽힘으로 인해 점도가 극적으로 증가합니다. 이 현상은 LLDPE에서는 관찰되지 않습니다. LLDPE에는 긴 사슬 분지가 없기 때문에 폴리머가 얽히지 않습니다. 이 특성은 필름 응용 분야에 매우 중요합니다. LLDPE 필름은 높은 강도와 인성을 유지하면서 더 얇은 필름을 만드는 것이 더 쉽습니다.
LLDPE의 유동 특성은 "전단에 강함"과 "신장에 부드러움"으로 요약할 수 있습니다. LDPE 대신 LLDPE를 사용하는 경우 필름 압출 장비와 조건을 수정해야 합니다. LLDPE의 높은 점도는 더 높은 출력의 압출기를 필요로 하며 더 높은 용융 온도와 압력을 제공합니다. 높은 역압과 용융 균열로 인한 생산 감소를 피하기 위해 다이 갭을 넓혀야 합니다. LDPE 및 LLDPE의 일반적인 다이 갭 크기는 각각 0.024~0.040 및 0.060~0.10입니다.
LLDPE의 "늘렸을 때 부드러움" 특성은 블로운 필름 공정의 단점입니다. LLDPE의 블로운 필름 버블은 LDPE만큼 안정적이지 않습니다. 기존의 싱글 립 에어 링은 LDPE를 안정화하는 데 충분합니다. LLDPE의 독특한 버블은 안정성을 위해 보다 정교한 더블 립 에어 링이 필요합니다. 더블 립 에어 링을 사용하여 내부 버블을 냉각하면 버블 안정성이 증가하고 높은 생산 속도에서 필름 생산 용량이 향상됩니다. LDPE와 함께 LLDPE 또는 LLDPE가 풍부한 블렌드를 사용할 때 기존 LDPE 압출기를 수정해야 합니다. 압출기의 수명에 따라 필요한 수정은 다이 갭을 넓히는 것일 수 있지만 처리 조건은 최적화해야 합니다. 로토 몰딩은 LLDPE를 균일한 입자(35메시)로 분쇄해야 합니다. 이 공정에는 분말 LLDPE로 몰드를 채우고, 가열하고, 몰드를 이축으로 회전시켜 LLDPE를 고르게 분산시키는 것이 포함됩니다. 냉각 후 제품을 몰드에서 꺼냅니다.
포장, 보관 및 운송
제품은 폴리에틸렌 고성능 필름 백에 포장되며 외부 포장은 폴리 프로필렌 가방당 순중량이 25kg인 짠 가방. 보관 창고는 깨끗하고 건조하며 시원하고 통풍이 잘 되어야 합니다. 기차, 자동차, 선박, 비행기 등으로 운송할 수 있습니다. 비위험물품으로 운송할 수 있습니다. 운송 차량은 깨끗하고 건조하게 유지해야 하며 못과 같은 날카로운 물건은 허용해서는 안 됩니다. 보관 및 운송 중에는 화재 예방, 방수, 자외선 차단, 먼지 방지 및 오염 방지에 주의해야 합니다. 적재 및 하역 중에는 철제 후크를 사용해서는 안 됩니다.
어플리케이션
LLDPE는 필름, 몰딩, 파이프, 와이어 및 케이블을 포함한 대부분의 기존 폴리에틸렌 시장에 침투했습니다. 누출 방지 그라운드 필름은 새롭게 개발된 LLDPE 시장입니다. 대형 압출 시트인 그라운드 필름은 매립지와 폐기물 풀의 라이너로 사용되어 주변 지역의 누출이나 오염을 방지합니다.
LLDPE는 비닐봉투, 쓰레기봉투, 탄성 포장재, 산업용 라이너, 타월 라이너, 쇼핑백 등 다양한 필름 시장에 사용되며, 이 수지의 향상된 강도와 인성을 활용합니다. 투명 필름의 경우, LDPE 필름의 침투 저항성과 강성은 필름의 투명도에 크게 영향을 받지 않습니다. 사출 성형과 회전 성형은 LLDPE의 가장 큰 두 가지 성형 응용 분야입니다. 이 수지의 뛰어난 인성과 저온 충격 강도는 폐기물 용기, 장난감, 냉장 기기에 이상적입니다. 또한, LLDPE의 높은 환경 응력 균열 저항성은 기름진 식품과 접촉하는 사출 성형 뚜껑, 회전 성형 폐기물 용기, 연료 탱크, 화학 탱크에 적합합니다. LLDPE의 높은 파열 강도와 환경 응력 균열 저항성이 요구되는 파이프, 전선 및 케이블 코팅 시장도 소규모로 존재합니다. LLDPE는 전체 사용량의 65~70%를 필름 제조에 사용합니다.
공중합 공정으로 생산된 LLDPE 폴리머는 일반적인 LDPE보다 분자량 분포가 좁고 선형 구조로 인해 다른 유동 특성이 있습니다. LLDPE의 용융 유동 특성은 새로운 공정, 특히 고품질 LLDPE 제품을 생산할 수 있는 필름 압출 공정의 요구 사항을 충족합니다. LLDPE는 모든 기존 폴리에틸렌 시장에서 사용되며 신장, 침투, 충격 및 인열 저항성이 향상되었습니다. 환경 응력 균열, 저온 충격 및 뒤틀림에 대한 우수한 저항성으로 인해 LLDPE는 파이프, 시트 압출 및 모든 성형 응용 분야에 매력적입니다. LLDPE의 최신 응용 분야는 폐기물 매립지 및 폐액 풀의 라이닝을 위한 접지 필름입니다.
