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家园 【原创】聚乙烯今昔－1、续晨枫的《聚乙烯的故事》－序 聚乙烯今昔－1、续晨枫的《聚乙烯的故事》－序
晨枫老兄写的《聚乙烯的故事》故事很不错，而且花了很大的心血。写这么一长篇很不容易，尤其牵涉到许多专业知识的时候，更需小心，否则很容易出错。很是佩服晨枫老兄能写这么篇大作给河里的大众分享。
我说《续晨枫的“聚乙烯的故事”》的出发点是想从单纯的化学角度出发，对后来的科技发展做一些简单的介绍。这样，大家对这种吨位最大的聚乙烯产品有个全面的了解。
促使我想写这个“续”的东西有两点：没看到《聚乙烯的故事》后面的回帖有人提过；另外也是基于我以前多年的科研和对这个领域的跟踪了解。
我不喜欢凑热闹，如果不经允许而擅自接他人的话题，在我自己看来其实是对他人的不敬。最后，恳请晨枫老兄允许我续下去。如果得到允许，我会尽快完成这部分工作。同时，我也吸取了上一篇文章《2005年诺贝尔化学奖》的教训和回帖的给我的反馈，会尽量罗列证据和详细的参考资料以及语言上的组织。这对我是一种提高，对读帖子的人来说能够读到准确的内容至关重要。
2005年10月22日
元宝推荐：ArKrXe,家园 【原创】聚乙烯今昔：2、一般介绍和术语解释 聚乙烯今昔：2、一般介绍和术语解释
很多化学词汇或者专业术语，比如ethylene, PP, PE等等，对于不是学化学的人来说是很生僻的，所以在开始进入正题之前，有必要对一些术语做个介绍。
Ethylene：乙烯；Ethyl：乙基。希腊语后缀“-ene”加到一个女性名字后面表示“……的女儿”。在十九世纪中叶，这个后缀“-ene”被广泛用于涉及一个分子或者部分分子因少了一个氢原子而相应要改变的词汇。因此，Ethylene就是Ethyl的女儿。ethylene这个词汇早在1852年已经开始被采用了。国际纯粹应用化学联合会（IUPAC）对乙烯的命名是ethene，但因ethylene已经深深根植，所以一直沿用至今，尤其在化学工业界。
hydrocarbon：碳氢化合物，指的是只含碳和氢的化合物，通常含有碳作为骨架，而氢原子接到这个骨架上。碳氢化合物主要可以分为三类：饱和（saturated），不饱和（unsaturated），和芳香（aromatic）碳氢化合物。举个例子，饱和碳氢化合物有甲烷（methane，CH4），是家里烧的煤气或者天然气的主要成分；汽油里也主要含饱和碳氢化合物。饱和碳氢化合物完全燃烧只产生二氧化碳和水。不过，如果含有其他杂质，比如硫，或者燃烧不完全，就会造成空气污染。芳香化合物最简单是苯（benzene），还有很多香料含有芳香苯环的结构。根据含有一个或多个双键（double bond）或者三键（triple bond），不饱和碳氢化合物又可以分为烯烃（alkene），炔烃（alkyne），双烯（diene）。乙烯是最简单的烯烃碳氢化合物（如下图所示）。
外链图片需谨慎，可能会被源头改它含有两个碳原子和四个氢原子。碳和碳之间是双键链接。因为含有一个双键，乙烯就叫做不饱和碳氢化合物，也叫olefin（链烯烃，更直接的叫烯烃）。
monomer：单体，这个词来自希腊语“mono”（一个）和“meros”（部分），是一个小分子，可以和其他单体通过化学键合形成polymer（高分子）。而polymer（聚合物，或者高分子）是通称，用来表示一个相当长的分子，这个长分子由结构单元通过化学键重复排列组成。这个化学过程叫polymerization（聚合反应）。结构单元（structural unit）可以是monomer或者其残基（residue），而重复单元（repeating unit）可能含一个或者多个不同的结构单元。比如polyethylene terephthalate（聚酯化合物PET，聚对苯二甲酸乙二醇酯），单体是ethylene glycol（HO-CH2-CH2-OH，乙二醇）和terephthalic acid (HOOC-Ph-COOH，对苯二甲酸)。在这个聚合物中，有两个结构单元：-CH2-CH2-O-和-CO-PH-CO-，而重复单元则是：-CH2-CH2-O-CO-Ph-CO-O-，如下反应表示：
外链图片需谨慎，可能会被源头改聚合物通常以它的单体来命名，比如Polyethylene（聚乙烯）。聚乙烯是包含成千上万个乙烯分子通过打开双键彼此连接一起形成-CH2-重复单元的链。Polyethylene通常简化为PE，其他还有Polypropylene（PP，聚丙稀），Polystyrene（PS，聚苯乙烯）。
聚乙烯通常根据机械性能分为不同种类，而机械性能又取决于支链，结晶结构和分子量。一般有如下几种：
UHMWPE（Ultra High Molecular Weight PE，超高分子量聚乙烯）
HDPE（High Density PE，高密度聚乙烯）
LDPE（Low Density PE，低密度聚乙烯）
LLDPE（Linear Low Density PE，线形低密度聚乙烯）
VLDPE（Very Low Low Density PE，非常低密度聚乙烯）
UHMWPE是通过用茂金属（metallocene）催化剂（catalyst）聚合而成的一种不带支链，分子量达到好几百万的聚乙烯。高分子量并且晶体结构中链排列有序而使这种材料相当硬，具有相当高的抗冲击性能，耐磨，耐氧化，耐腐蚀等。Dyneema®是荷兰DSM公司1979年发明的，是一种基于UHMWPE比钢还强15倍，比Kevlar还强3倍的合成纤维。它通常用于防弹衣，弓弦，爬山设备和高性能游艇的帆布。从1990年开始，Dyneema®已经在荷兰Heerlen的一个工厂生产。美国Honeywell公司也独立开发了一种商品名为Spectra但化学结构跟Dyneema®完全相同的产品。
HDPE几乎没有支链，因此有较强的分子间作用力（intermolecular forces）和抗张强度（tensile strength），通常由Ziegler－Natta催化剂或者茂金属催化剂生产。一般家庭最常用到的HDPE是牛奶桶，洗涤剂桶等。
LDPE含较多支链，由于支链干扰主链结晶排列而引起分子间作用力减小，致使降低了抗张强度但提高了延展性（ductility）。LDPE通常由自由基高温高压聚合而得。最常用到LDPE的是塑料袋。
LLDPE是一种重要的线形聚合物，具有相当数量的短支链，通常是由乙烯和长链烯烃（longer-chain olefin）共聚（copoloymerization）而得。LLDPE主要用于生产软管。
VLDPE是一种新的茂金属催化的聚乙烯产品，由ExxxonMobil化学公司生产，用于柔软包装（flexible packaging）有非常出色的韧性（toughness）再加上更低的热封温度（heat-seal temperature）。
家园 嘻嘻，阴谋得逞，抛砖终于引出玉来了 谢你兄好贴。每帖必花，顺便学一点，免得被工艺和研究中心的人笑话。
你兄可否把UHMWPE到VLDPE的MI和密度范围都大概说明一下？
LLDPE主要用于生产软管不知道我们说的LLDPE是不是同一个东西，我所知道的LLDPE用于软管不是最大的一头，用于薄膜的量要大得多。
VLDPE不止ExxonMobil作，还有别家也在作。不过ExxonMobile的茂金属催化剂的专利最多，这是事实。
家园 嘿嘿，不写不知道，还真有不少bug 这作为初稿，先贴出来，然后根据大家找出的毛病再进一步修改。
不怎么动笔，所以写起来很吃力，有点心有余而力不足的感觉。不过，不写笔头会更加生锈。所以不怕在这里丢人也要练一练。
家园 【原创】聚乙烯今昔：3、聚乙烯的发现 聚乙烯今昔：3、聚乙烯的发现
聚乙烯是由德国化学家Hans von Pechmann在1898年首先合成的。他在加热重氮甲烷（结构见下图）时意外得到的蜡状白色物质。
外链图片需谨慎，可能会被源头改他的同事Eugen Bamberger 和 Friedrich Tschirner表征了这种蜡状白色物质，认为这种物质含有长的-CH2-链，并称之为polymethylene（聚亚甲基）。
第一次有实际意义的工业聚乙烯合成由ICI化学公司Eric Fawcett and Reginald Gibson于1933年也是意外发现的。他们对乙烯和苯甲醛混合物施以非常高的压力（几百个大气压），他们也得到了蜡状白色物质。由于这个聚合反应是由容器里微量的氧气引发，该实验开始时重复很困难。直到1935年由另一个ICI化学家Michael Perrin把这个意外发现的反应发展为可重复的高压合成聚乙烯，这为到1939年工业生产 LDPE 打下了基础。
这种生产聚乙烯的条件比较苛刻，要求高温高压，需要引发剂产生自由基（free radical）来引发乙烯聚合——自由基聚合（free radical polymerization）。
外链图片需谨慎，可能会被源头改自由基聚合只能得到支链比较多的LDPE，要得到其他品种的聚乙烯需要用催化的方法。这是我下面要进入的主题。
家园 花！ 正好补补过去的课。
家园 这是初稿，也刚刚开个头。 在内容上如果不是很清楚或者不对的地方，请提意见。我可以不断修改。这些内容一般比较容易接触到。后面我将逐渐进入主题，尤其是最最关键的核心技术的部分才是促使我写的关键。
写这些东西很花时间，请容许我找空闲来写。
家园 请给个晨兄此帖的连接好么，这里拜谢先了 家园 http://www.cchere.com/article/415264
家园 原来是不要大家跟贴 如果不经允许而擅自接他人的话题，在我自己看来其实是对他人的不敬家园 好，欢迎从化学角度来写 家园 搬板凳 我的本行是搞自动化的（所以有想法写一个“自动控制的故事”，但大概是“近乡情更怯”的缘故，反而不大敢写，题外话了），只是在聚乙烯的行当里干了一段日子，惨遭阿磕版主逼债，脑子一热，就写了这么一个《聚乙烯的故事》。工艺上的事听过见过一些，但很多化学上的事不懂，只好打马虎眼混过去。老兄的诺贝尔奖一文我只有献花的份，想问问题都不知道怎么问。
本来写《聚乙烯的故事》就是想抛砖引玉，恳请兄继续写《聚乙烯的故事》（这应该是《前传》还是《后传》？），说说化学上的新进展，切切，说不定以后的生计就指望它们了。
阿磕啊，这天上掉下来的林妹妹，还不快来，等着加精啊！