摘要:聚乙烯蠟最早起源于上世紀50年代，隨后便快速實現(xiàn)了工業(yè)化生產。聚乙烯蠟是一種低聚聚乙烯，具有高潤滑性、防水性和較寬的粘度范圍等特性，廣泛用在了高分子材料加工與改性行業(yè)的添加劑、助劑等領域。本文主要探討了聚乙烯蠟在塑料加工中的應用。

　　關鍵詞：聚乙烯蠟;塑料加工;應用

　　前言

　　聚乙烯蠟在塑料加工中常作為潤滑劑和脫模劑使用，適量添加聚乙烯蠟可以降低塑料熔體黏度，提高其加工性能。常規(guī)相對分子質量的聚乙烯蠟為白色粉末，無毒，相對分子質量分布集中，其軟化點高，熔融粘度低，在塑料行業(yè)中的應用非常廣泛。根據制造方法的不同，可分為聚合型、裂解型和副產型3種，聚合型聚乙烯蠟一般為乙烯聚合而得，裂解型聚乙烯蠟可由純凈的聚乙烯樹脂或者廢舊塑料裂解得到，副產型聚乙烯蠟是聚乙烯聚合時的副產物。因其熔點較高，熔融黏度較低，且具有優(yōu)良的耐磨性、熱穩(wěn)定性及潤滑性等，可作為潤滑劑、分散劑等廣泛應用于各領域。

　　1聚乙烯蠟的合成方法

　　1.1乙烯合成法

　　用乙烯合成聚乙烯蠟是最原始的制備方法，即以乙烯為原料，在壓力和催化劑的條件下直接合成聚乙烯蠟。所合成的聚乙烯蠟分子量分布寬度較窄，純度較高。該方法最早由德國在上世紀50年代所開發(fā)，成功在20～30MPa的壓力下，與110～121℃下反應合成了蠟狀低分子量聚乙烯，相對分子量大約2500，熔程為104到110℃。乙烯合成技術根據催化劑體系的不同，主要分齊格勒法和茂金屬兩大類。

　　1.2聚乙烯裂解法

　　顧名思義，聚乙烯裂解法是以聚乙烯塑料為原料，通過加熱裂解生成低分子量聚乙烯。日本于1992年申請了裂解法制備聚乙烯蠟的專利，其利用加熱釜將廢聚乙烯加熱到450℃，通入蒸汽以帶出可揮發(fā)的氣體，反應10小時后制得聚乙烯蠟。由于該方法的原料是廢舊聚乙烯，國內在2000年之后對裂解法的研究也越來越多，相關的專利和研究進展不斷出現(xiàn)。

　　1.3低聚物精制工藝

　　聚乙烯在生產時會產生低分子量的副產物，隨著我國聚乙烯的產量越來越大，低聚物提煉法制備聚乙烯蠟獲得了快速發(fā)展。因為低聚物的分子量較低，且分布較寬，所以在生產時經常會出現(xiàn)粘黏和煙霧揮發(fā)等現(xiàn)象。隨著人們環(huán)保意識的增強，很少有直接使用低聚物的應用，通常需要對其精制提煉。利用不同分子量聚合物的不同閃點、沸點等特性，可以通過減壓精餾、加壓閃蒸或者溶劑結晶等方法對低分子產物進行精制。

　　2聚乙烯蠟的功能化改性

　　2.1物理改性

　　物理改性通常是在聚乙烯蠟的生產過程中，通過添加微晶蠟、蒙旦蠟、EVA等化合物，來改善混合物的部分特性，獲得比純聚乙烯蠟在物理和化學性能上更優(yōu)的產品。我國的物理改性聚乙烯蠟在橡膠加工、塑料改性、農業(yè)、造紙業(yè)等行業(yè)應用廣泛。

　　2.2化學改性

　　(1)氧化聚乙烯蠟

　　氧化法是改性聚乙烯蠟行業(yè)里應用最多的方法。聚乙烯蠟在催化作用下，利用氧化反應引入羥基、羧基等極性基團，提高了材料極性，因而極大地改善了其和極性高分子材料的相容性。增加了極性基團的聚乙烯蠟更容易實現(xiàn)乳化，常用于水性涂料、紙張擦亮蠟等領域。

　　(2)聚乙烯蠟接枝MAH

　　聚乙烯蠟接枝MAH是基于自由基反應，通常有熔融聚合和溶液聚合兩種方式，一般來說，溶液聚合的接枝效果更好。接枝MAH后的聚乙烯蠟常用于塑料加工行業(yè)，用于改善無機填料與聚烯烴的的形容性，提高共混材料的力學性能與加工性能。

　　3聚乙烯蠟的應用情況

　　聚乙烯蠟因為軟化點高、外觀雪白、硬度高等優(yōu)點，其不同的加入方式和配比可賦予混合體系不同的光澤，應用范圍十分廣泛，包括添加劑母料、各種分散劑、PVC管材加工、涂料、橡膠加工劑等。目前在我國聚乙烯蠟產品的下游應用最大的行業(yè)是色母粒行業(yè)，聚乙烯蠟用做色母粒的分散劑，分散性好，故被大量使用，從而供不應求。

　　3.1聚合型聚乙烯蠟在色母粒市場上的應用狀況和前景

　　目前我國我國色母粒高端市場上用聚合技術生產的低分子量聚乙烯主，由于分子量分布窄、質量穩(wěn)定等一系列優(yōu)異性能占據著我國色母粒高端市場。合資企業(yè)、外國公司、國內聚乙烯蠟核心企業(yè)都采用進口合成蠟，用于色母粒產品不析出，這一技術被國外壟斷，中國應加大研發(fā)力度。

　　3.2裂解型聚乙烯蠟在色母粒市場上的應用狀況和前景

　　裂解型聚乙烯蠟是用聚乙烯或聚乙烯廢塑料裂解為聚乙烯蠟。裂解過程難以控制，聚乙烯蠟質量難以控制，產品質量無法保證，但是國內大多數(shù)采用此技術，經濟效益良好。

　　3.3副產物型聚乙烯蠟在色母粒市場上的應用狀況和前景

　　近年來我國乙烯工業(yè)發(fā)展迅速，尤其近幾年很多公司規(guī)劃了煉化一體化項目，大量的聚乙烯副產物聚乙烯蠟，產量將大大增加，但由于分子量分布寬，聚乙烯蠟其價格低廉，一般用于低端色母粒產品。

　　4聚乙烯蠟應用在色母粒

　　均聚聚乙烯蠟主要應用在聚烯烴色母中，包括聚乙烯色母，聚丙烯色母以及EVA色母。由于在色母粒中，顏料或填料的用量很大，再加上這些顏料和填料的粒徑都很小，在0.01~1.0μm級別，很容易團聚。通過加入均聚聚乙烯蠟，在一定的溫度范圍內，聚乙烯蠟熔融，對顏料或填料表面進行潤濕，降低顏料或填料粒子與粒子之間的團聚，同時也增加了顏料或填料與基體樹脂之間的相容性，再借助于雙螺桿擠出機或密煉機的剪切力，從而達到顏料和填料均勻分散在樹脂熔體中的目的。

　　來自于不同生產路線的均聚聚乙烯蠟在色母粒應用中，也有些許差別。來自于副產物的聚乙烯蠟一般粘度較低，雖然對顏料和填料的潤濕性很好，但由于相對分子質量太小，組份復雜，批次穩(wěn)定性不好，在終端應用中析出的可能性很大。裂解法生產的聚乙烯蠟，由于工藝路線的限制有產生黑點的可能性，對后端的品質控管要求很高，同時相對分子質量分布較寬，含有對潤濕無效的高相對分子質量部分，以及很容易產生味道的低相對分子質量部分，在終端應用中也有析出的風險。

　　采用聚合法生產的聚乙烯蠟，相對分子質量分布窄，所以分散顏料和填料的效率更高，析出的風險較低。自由基聚合、齊格勒-納塔、茂金屬三種聚合工藝相比，自由基聚合的聚乙烯蠟含有長支鏈和雙鍵，所以一般結晶度不高，較軟，對顏料填料的潤濕性較好，但會因為鏈終止劑的存在帶有一定的芳香性氣味，齊格勒-納塔聚合為低壓聚合，純度較高，耐溫性更高，但由于在工藝中需要去除催化劑和溶劑，操作成本較高。茂金屬聚合技術合成的聚乙烯蠟，是更先進的一種聚合技術，催化劑反應活性高，在最終產品中殘留的少，可以設計更多樣性的產品。

　　三種聚合方法的聚乙烯蠟，在200℃空氣中進行耐溫性測試表明，顏色變黃的程度從淺到深，依次為茂金屬聚合、齊格勒-納塔聚合、自由基聚合。通常，客戶可以根據終端應用來選擇不同種類的聚乙烯蠟。如果色母用于低端應用比如垃圾袋、垃圾桶，地膜等，那么客戶可以選擇副產物蠟或裂解蠟。

　　如果色母用于中端應用，有分散和味道的要求，那就要選擇合成的聚乙烯蠟。如果色母用于特殊的應用，對味道和耐溫性有苛刻的應用，那就要選擇齊格勒-納塔或茂金屬聚合的聚乙烯蠟。這時候，使用者選擇聚乙烯蠟不僅僅是一種分散劑，也要一并考慮來自于終端應用的其他要求。

　　化工論文投稿刊物：《當代化工研究》(月刊)化工中間體;2001年創(chuàng)刊，出版地：北京市，是我國化工中間體及其下游精細化工行業(yè)唯一的面向生產、面向市場的專業(yè)性刊物。全面、系統(tǒng)地報道國內外化工中間體及精細化工的生產、建設、規(guī)劃、市場、供求、進出口、價格、科技開發(fā)、上下游產品動態(tài)等。

　　結束語

　　目前，中國處于改革開放的深化期，中國制造正向中國智造轉變，人口紅利也逐漸褪去，我們正向著一個高質量、自動化、智能化的方向發(fā)展，如何瞄準這個機會，推動聚乙烯蠟的應用和發(fā)展，將是材料行業(yè)的一件大事。

　　參考文獻：

　　[1]蔡智敏.聚乙烯蠟在塑料加工中的應用,當代化工，2013，42(1)：86-87.

　　[2]王倩，薛興楠，張鳳岐.國內不同工藝聚乙烯蠟技術進展及下游應用情況[J].工藝控管，2018(01)：186-187

　　作者：于靖瀾