聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優良的耐低溫性能（最低使用溫度可達-100~-70°C），化學穩定性好，能耐大多數酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優良。

聚乙烯1922年由英國ICI公司合成，1933年，英國卜內門化學工業公司發現乙烯在高壓下可聚合生成聚乙烯。此法于1939年工業化，通稱為高壓法。1953年聯邦德國K.齊格勒發現以TiCl4-Al(C2H5)3為催化劑，乙烯在較低壓力下也可聚合。此法由聯邦德國赫斯特公司于1955年投入工業化生產，通稱為低壓法聚乙烯。50年代初期，美國菲利浦石油公司發現以氧化鉻-硅鋁膠為催化劑，乙烯在中壓下可聚合生成高密度聚乙烯，并于1957年實現工業化生產。60年代，加拿大杜邦公司開始以乙烯和 α-烯烴用溶液法制成低密度聚乙烯。1977年，美國聯合碳化物公司和陶氏化學公司先后采用低壓法制成低密度聚乙烯，稱作線型低密度聚乙烯，其中以聯合碳化物公司的氣相法最為重要。線型低密度聚乙烯性能與低密度聚乙烯相似，而又兼有高密度聚乙烯的若干特性，加之生產中能量消耗低，因此發展極為迅速，成為最令人注目的新合成樹脂之一。

低壓法的核心技術在于催化劑。德國齊格勒發明的TiCl4-Al(C2H5)3體系為聚烯烴的第一代催化劑，催化效率較低，每克鈦約得數千克聚乙烯。1963年比利時索爾維公司首創以鎂化合物為載體的第二代催化劑，催化效率達每克鈦得數萬至數十萬克聚乙烯。采用第二代催化劑還可省去脫除催化劑殘渣的后處理工序。以后又發展了氣相法高效催化劑。1975年，意大利蒙特愛迪生集團公司研制成可省去造粒而直接生產球狀聚乙烯的催化劑，被稱作第三代催化劑，是高密度聚乙烯生產的又一變革。

聚乙烯對于環境應力(化學與機械作用)是很敏感的，耐熱老化性差于聚合物的化學結構和加工條。聚乙烯可用一般熱塑性塑料的成型方法加工。用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、包裝材料、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達等的高頻絕緣材料。隨著石油化工的發展，聚乙烯生產得到迅速發展，產量約占塑料總產量的1/4。1983年世界聚乙烯總生產能力為24.65Mt，在建裝置能力為3.16 Mt。2011年最新統計結果，全球產能達到96Mt，聚乙烯生產的發展趨勢顯示，生產消費逐步向亞洲地區轉移，中國日漸成為最重要的消費市場。

聚乙烯的分類：

聚乙烯依聚合方法、分子量高低、鏈結構之不同，分高密度聚乙烯（HDPE）、低密度聚乙烯（LDPE）及線性低密度聚乙烯（LLDPE）。

LDPE

性質：無味、無臭、無毒、表面無光澤、乳白色蠟狀顆粒，密度約0.920 g/cm3，熔點130℃～145℃。不溶于水，微溶于烴類等。能耐大多數酸堿的侵蝕，吸水性小，在低溫時仍能保持柔軟性，電絕緣性高。

生產工藝：主要有高壓管式法和釜式法兩種。為降低反應溫度和壓力，管式法工藝普遍采用低溫高活性引劑引發聚合體系，以高純度乙烯為主要原料，以丙烯、丙烷等為密度調整劑，使用高活性引發劑在約200℃～330℃、150～300MPa條件下進行聚合反應。反應器中引發聚合的熔融聚合物，必須要經過高壓、中壓和低壓冷卻、分離，高壓循環氣體經過冷卻、分離后送入超高壓（300MPa）壓縮機入口，中壓循環氣體經過冷卻、分離后送入高壓（30MPa）壓縮機入口，而低壓循環氣體經過冷卻、分離后送入低壓（0.5 MPa）壓縮機循環利用，而熔融聚乙烯經過高壓、低壓分離后送入造粒機，進行水中切粒，在造粒時，企業可以根據不同應用領域，加入適宜的添加劑，顆粒經包裝出廠。

用途：可以采用注塑、擠塑、吹塑等加工方法。主要用作農膜、工業用包裝膜、藥品與食品包裝薄膜、機械零件、日用品、建筑材料、電線、電纜絕緣、涂層和合成紙等。

LLDPE

性質：由于LLDPE和LDPE的分子結構明顯不同，性能也有所不同。與LDPE相比，LLDPE具有優異的耐環境應力開裂性能和電絕緣性，較高的耐熱性能、抗沖和耐穿刺性能等。生產工藝：LLDPE樹脂主要利用全密度聚乙烯裝置生產，代表性的生產工藝為Innovene工藝和UCC的Unipol工藝。

用途：通過注塑、擠出、吹塑等成型方法，生產薄膜、日用品、管材、電線電纜等。

HDPE

性質：本色、圓柱狀或扁圓狀顆粒，顆粒光潔，粒子的尺寸在任意方向上應為2 mm～5 mm，無機械雜質，具熱塑性。粉料為本白色粉末，合格品允許有微黃色。常溫下不溶于一般溶劑，但在脂肪烴、芳香烴和鹵代烴中長時間接觸時能溶脹，在70℃以上時稍溶于甲苯、醋酸中。在空氣中加熱和受日光影響發生氧化作用。能耐大多數酸堿的侵蝕。吸水性小，在低溫時仍能保持柔軟性，電絕緣性高。

生產工藝：采用氣相法和淤漿法二種生產工藝。

用途：采用注塑、吹塑、擠塑、滾塑等成型方法，生產薄膜制品、日用品及工業用的各種大小中空容器、管材、包裝用的壓延帶和結扎帶、繩纜、魚網和編織用纖維、電線電纜等。

聚乙烯的生產工藝：

聚乙烯按聚合壓力可以分為高壓法、中壓法、低壓法。

高壓法用來生產低密度聚乙烯，這種方法開發得早，用此法生產的聚乙烯至今約占聚乙烯總產量的2/3，但隨著生產技術和催化劑的發展，其增長速度已大大落后于低壓法。低壓法就其實施方法來說，有淤漿法、溶液法和氣相法。淤漿法主要用于生產高密度聚乙烯，而溶液法和氣相法不僅可以生產高密度聚乙烯，還可通過加共聚單體，生產中、低密度聚乙烯，也稱為線型低密度聚乙烯。各種低壓法工藝發展很快。

高壓法

用氧或過氧化物等作引發劑，使乙烯聚合為低密度聚乙烯的方法。乙烯經二級壓縮后進入反應器，在壓力100～300 MPa、溫度200～300℃及引發劑作用下聚合為聚乙烯，反應物經減壓分離，使未反應的乙烯回收后循環使用，熔融狀的聚乙烯在加入塑料助劑后擠出造粒。

所用聚合反應器有管式反應器（管長可達2000m）和釜式反應器兩種。管式法流程的單程轉化率20%～34%，單線年生產能力100 kt。釜式法流程的單程轉化率20%～25%，單線年生產能力180kt。

低壓法

分淤漿法、溶液法和氣相法三種，除溶液法外，聚合壓力都在2MPa以下。一般步驟有催化劑的配制、乙烯聚合、聚合物的分離和造粒等。

①淤漿法：生成的聚乙烯不溶于溶劑而呈淤漿狀。淤漿法聚合條件溫和，易于操作，常用烷基鋁作活化劑，氫氣作分子量調節劑，多采用釜式反應器。由聚合釜出來的聚合物淤漿經閃蒸釜、氣液分離器到粉料干燥機，然后去造粒。生產過程中還包括溶劑回收、溶劑精制等步驟。采用不同的聚合釜串聯或并聯的組合方式，可以得到不同分子量分布的產品。

②溶液法：聚合在溶劑中進行，但乙烯和聚乙烯均溶于溶劑中，反應體系為均相溶液。反應溫度（≥140℃）、壓力（4～5MPa）較高。特點是聚合時間短，生產強度大，可兼產高、中、低三種密度的聚乙烯，能較好地控制產品的性質；但溶液法所得聚合物分子量較低，分子量分布窄，固體物含量較低。

③氣相法：乙烯在氣態下聚合， 一般采用流化床反應器。催化劑有鉻系和鈦系兩種，由貯罐定量加入到床層內，用高速乙烯循環以維持床層流態化，并排除聚合反應熱。生成的聚乙烯從反應器底部出料。反應器的壓力約2 MPa，溫度85～100℃。氣相法是生產線型低密度聚乙烯最主要的方法，氣相法省去了溶劑回收和聚合物干燥等工序，且比溶液法節省投資15%和操作成本10%。為傳統高壓法投資的30%，操作費的1/6。因而得到了迅速發展。但氣相法在產品質量及品種上有待進一步改進。

中壓法

用負載于硅膠上的鉻系催化劑，在環管反應器中，使乙烯在中壓下聚合，生產高密度聚乙烯。

加工和應用：可用吹塑、擠出、注射成型等方法加工，廣泛應用于制造薄膜、中空制品、纖維和日用雜品等。在實際生產中，為了提高聚乙烯對紫外線和氧化作用的穩定性，改善加工及使用性能，需加入少量塑料助劑。常用的紫外線吸收劑為鄰羥基二苯甲酮或其烷氧基衍生物等，炭黑是優良的紫外線屏蔽劑。此外，還加入抗氧劑、潤滑劑、著色劑等，使聚乙烯的應用范圍更加擴大。

聚乙烯的用途：

高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等

中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及中空制品為主。

超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優異的綜合性能，可作為工程塑料使用。