直鎖状低密度ポリエチレンは、長鎖分岐を持たないため、一般的な低密度ポリエチレンとは構造的に異なります。LLDPEの直鎖性は、LLDPEとLDPEの製造・加工プロセスの違いによって決まります。LLDPEは通常、エチレンとブテン、ヘキセン、オクテンなどの高級アルファオレフィンを低温・低圧で共重合させることで生成されます。この共重合プロセスで生成されるLLDPEポリマーは、一般的なLDPEよりも分子量分布が狭く、同時に直鎖構造を有するため、LDPEとは異なるレオロジー特性を有します。
メルトフロー特性
LLDPEのメルトフロー特性は、新しいプロセス、特にフィルム押出プロセスの要件に適合しており、高品質のLLDPE製品を生産できます。LLDPEは、ポリエチレンの従来のあらゆる市場で使用されています。優れた伸長性、浸透性、耐衝撃性、引裂性により、LLDPEはフィルムに適しています。優れた環境応力割れ耐性、低温衝撃耐性、耐反り性により、LLDPEはパイプ、シート押出、そしてあらゆる成形用途に適しています。LLDPEの最新の用途としては、埋立地のマルチや廃棄物池のライニングがあります。
生産と特徴
LLDPEの製造は、特にチーグラー型またはフィリップス型の遷移金属触媒から始まります。シクロオレフィン金属誘導体触媒に基づく新しいプロセスは、LLDPE製造のもう一つの選択肢です。実際の重合反応は、溶液相反応器と気相反応器で行うことができます。通常、溶液相反応器では、オクテンをエチレンおよびブテンと共重合します。ヘキセンとエチレンは気相反応器で重合します。気相反応器で製造されたLLDPE樹脂は粒子状であり、粉末として販売することも、さらにペレットに加工することもできます。ヘキセンとオクテンをベースとした新世代のスーパーLLDPEは、Mobile社、Union Carbide社によって開発されました。Novacor社やDow Plastics社などの企業も参入しています。これらの材料は靭性限界が高く、自動バッグ除去用途への新たな可能性を秘めています。近年、超低密度PE樹脂（密度0.910g/cc未満）も登場しています。VLDPEは、LLDPEでは実現できない柔軟性と柔らかさを備えています。樹脂の特性は、一般的にメルトインデックスと密度に反映されます。メルトインデックスは樹脂の平均分子量を反映し、主に反応温度によって制御されます。平均分子量は分子量分布（MWD）とは無関係です。触媒の選択はMWDに影響します。密度は、ポリエチレン鎖中のコモノマーの濃度によって決まります。コモノマー濃度は、短い鎖分岐（その長さはコモノマーの種類に依存）の数を制御し、それによって樹脂の密度を制御します。コモノマー濃度が高いほど、樹脂の密度は低くなります。構造的には、LLDPEは分岐の数と種類がLDPEとは異なり、高圧LDPEには長い分岐があり、線形LDPEには短い分岐しかありません。
処理
LDPE と LLDPE はどちらも優れたレオロジー、つまり溶融流動性を備えています。LLDPE は分子量分布が狭く鎖分岐が短いため、剪断感受性が低くなります。剪断（押し出しなど）中、LLDPE は高い粘度を保持するため、同じメルト インデックスの LDPE よりも加工が困難です。押し出しでは、LLDPE の剪断感受性が低いため、ポリマー分子鎖の応力緩和が速くなり、ブローアップ比の変化に対する物理的特性の感受性が低くなります。溶融伸長では、LLDPE はさまざまな歪みの下で変化します。一般に、速度では粘度が低くなります。つまり、LDPE のように伸長しても歪み硬化しません。ポリエチレンの変形速度とともに増加します。LDPE は、分子鎖の絡み合いによって粘度が驚くほど増加します。この現象は LLDPE では見られません。LLDPE には長鎖分岐がないため、ポリマーが絡み合うことはありません。この特性は、薄膜用途にとって非常に重要です。LLDPE フィルムは、高い強度と靭性を維持しながら、より薄いフィルムを簡単に製造できるためです。 LLDPE のレオロジー特性は、「せん断に対しては硬い」および「伸長に対しては柔らかい」と要約できます。
投稿日時: 2022年10月21日