主题：【原创】聚乙烯今昔－1、续晨枫的《聚乙烯的故事》－序 -- 你知道我是谁

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）。

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：

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）。