（1）聚乙烯的结构
聚乙烯的结构式可表示：n(CH2=CH2)→-[-CH2-CH2-]-n，其分子仅由碳、氢两种原子组成，重复结构单元为—CH2—CH2—，是主链为碳原子组成的线型高聚物。分子结构对称无极性，分子间作用力小。当乙烯被拉伸后构型呈锯齿形。C—C单键的键长为1.54×10-4μm，键角为120°，齿距为2.53×10-4μm。
聚乙烯的分子是长链线型结构或带支链的结构，是典型的结晶聚合物。在固体状态下，结晶部分与无定形部分共存，其结晶相区与无定形相区的比例不同导致其密度有差异。纯结晶聚乙烯密度约为1.0g/cm3，而纯无定形的密度约为0.856g/cm3。工业产品的密度在0.915～0.970g/cm3范围。结晶度按照加工条件和处理条件而不同，一般情况下，密度越高，结晶度就越大。
（二）聚乙烯的分类
①按主链的结构分类。按主链的结构聚乙烯分为线型聚乙烯和支链聚乙烯。线型聚乙烯是不含或只含有极少短支链的线型链聚乙烯。支链聚乙烯的支化度高，且具有较长的支链型结构，支链结构会影响聚乙烯分子的对称性和空间规整性，使聚乙烯结晶能力降低，结晶度小，密度低。
②按相对分子量大小分类。按相对分子量大小聚乙烯分为五种，1000～1200为低分子量聚乙烯，11万以下为中等分子量聚乙烯，11万～25万为高分子量聚乙烯，25万～150万为特高分子量聚乙烯，150万以上称为超高分子量聚乙烯（UHMWPE）。
③按密度分类。聚乙烯按密度的不同，可分为低密度（0.910～0.925g/cm3）、中密度（0.926～0.940g/cm3）、高密度（0.941～0.965g/cm3）、线型低密度（0.915～0.935g/cm3）和超低密度（＜0.910g/cm3）聚乙烯等类型。
（3）聚乙烯的性能
①一般性能。聚乙烯树脂为无毒、无味的白色粉末或颗粒，外观呈乳白色，有似蜡的手感，吸水率低（小于0.01%）。聚乙烯膜透明，随结晶度的提高透明度降低。聚乙烯的耐水性较好，透水率低，但透气性较大，不适于保鲜包装而适于防潮包装。易燃、氧指数为17.4，燃烧时低烟，有少量熔融落滴，有石蜡气味。制品表面无极性，难以黏合和印刷，经表面处理有所改善。支链多，耐光降解和耐氧化能力差。
②力学性能。聚乙烯是典型的软而韧的聚合物。除冲击强度较高外，其他力学性能的绝对值在塑料材料中都是较低的。PE密度增大，除韧性以外的力学性能都有所提高。LDPE由于支化度大，结晶度低，密度小，各项力学性能较低，但韧性良好，耐冲击。HDPE支化度小，结晶度高，密度大，拉伸强度、刚度和硬度较高，韧性较差。相对分子量增大，分子链间作用力相应增大，所有力学性能，包括韧性也都提高。其力学性能主要受密度、结晶度和相对分子量的影响。耐环境应力开裂性不好，但当相对分子量增加时有所改善。
③热学性能。聚乙烯受热后，随温度的升高，结晶部分逐渐熔化，无定形部分逐渐增多。其熔点与结晶度和结晶形态有关。HDPE的熔点为125～137℃, MDPE的熔点为126～134℃,LDPE的熔点为105～115 ℃。相对分子量对PE的熔融温度基本无影响。PE的玻璃化温度（Tg）因相对分子量、结晶度和支化程度的不同而异，而且因测试方法不同有较大差别，一般在-50 ℃以下。PE在一般环境下韧性良好，耐低温性（耐寒性）优良，PE的脆化温度（Tb）为-80～-50 ℃，随相对分子量增大脆化温度降低，如超高相对分子量聚乙烯的脆化温度低于-140 ℃。PE的热变形温度较低，不同PE的热变形温度也有差别，LDPE为38～50 ℃, MDPE为50～75 ℃, HDPE为60～80 ℃。PE的最高连续使用温度不算太低，LDPE为82～100℃, MDPE为105～121 ℃, HDPE为121 ℃，均高于PS和PVC。PE的热稳定性较好，在惰性气氛中，其热分解温度超过300 ℃。PE的比热容和热导率较大，不宜作为绝热材料选用。PE制品尺寸随温度改变变化较大。
④电学性能。PE分子结构中没有极性基团，所以具有介电损耗低、介电强度大的优异电性能，即可以做调频绝缘材料、耐电晕性塑料，也可以做高压绝缘材料。由于PE耐水蒸气，因而它的绝缘性不受湿度影响，可直接暴露在水中。PE的密度增加，介电常数增加，当密度由0.918g/cm3增加到0.951g/cm3时，介电常数由2.273增加到2.338。PE在加工使用过程中，由于杂质、添加剂，或者发生氧化和老化作用，分子链引入极性基团，会使其介电损耗显著增加。介电性能的变化取决于添加剂品种、加入量、分散程度等因素。
⑤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。室温下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何浓度的盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺类、过氧化氢、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液。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，在大气、阳光和氧的作用下，会发生老化，变色、龟裂、变脆或粉化，丧失其力学性能。在成型加工温度下，也会因氧化作用，使其熔体黏度下降，发生变色，出现条纹。
⑥加工特性。LDPE、HDPE的流动性好，加工温度低，黏度大小适中，在300 ℃高温的惰性气体中不分解，是一种加工性能很好的塑料。但LLDPE的黏度稍高，易发生熔体破裂，加工温度为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，黏度随温度的变化波动较小。聚乙烯制品在冷却过程中容易结晶，在加工过程中可通过调节模温、控制制品的结晶度，使之具有不同的性能。 |
