聚乙烯是一类热塑性材料，通过乙烯气体 (C₂H₄) 的聚合反应获得。通过催化剂和聚合方法，可以控制这些材料的各种特性，如密度、熔融流动指数 (MFI)、结晶度、支化度和交联、分子量及分子量分布。低分子量的聚合物作为润滑剂使用。中等分子量的聚合物是与石蜡相容的蜡，最终分子量高于 6000 的聚合物在塑料工业中占据了最大的消费量。聚乙烯的结构非常简单，甚至比所有商业聚合物都要简单。一个聚乙烯分子是由长链碳原子组成，每个碳原子上连接着两个氢原子。

有时在聚乙烯分子中，取代氢原子的不是氢原子，而是连接在碳原子上的长链乙烯，这种聚乙烯称为支链聚乙烯或低密度聚乙烯 (LDPE)；因为其密度由于占据更大体积而降低。在这种聚乙烯中，乙烯分子以随机方式相互连接，形成非常不规则的形状。其密度在 0.910 到 0.925 之间，通常在高压和高温下，常常采用自由基聚合 (Free radical polymerization) 进行生产。当然，也可以采用齐格勒-纳塔聚合 (Ziegler-Natta polymerization) 来制备它。

当分子中没有支链时，它被称为线性聚乙烯。线性聚乙烯比支链聚乙烯更坚硬，但支链聚乙烯的制造更简单且成本更低。这种聚合物的形状和结构非常晶体化。线性聚乙烯是正常的产品，分子量在 200000 到 500000 之间，通常在相对较低的压力和温度下进行聚合。其密度在 0.941 到 0.965 之间，主要通过一种称为齐格勒-纳塔聚合的复杂过程制备。

还有一种聚乙烯，其密度介于这两种聚合物之间，即在 0.926 到 0.940 之间；它被称为半重聚乙烯或中密度聚乙烯。

分子量在 3 到 6 百万之间的聚乙烯被称为超高分子量聚乙烯 (UHMWPE)，通过金属烯催化剂的聚合反应生产。这种材料具有更难加工的特性，但其性能优异。当通过辐射或使用化学添加剂使该聚合物完全交联时，所述聚乙烯将不再是热塑性的。这种材料在成型过程中或之后固化，成为一种真正的热固性材料，具有良好的拉伸强度、电气性能和冲击强度，适用于广泛的温度范围。它被用来制造非常强的纤维，以替代凯夫拉 (一种聚酰胺) 用于防弹背心；而且其大型板材可以用作冰场的地面。

通过与支链烷基单体的共聚合，得到一种短链烃支链的共聚物，称为低密度线性聚乙烯 (LLDPE)，通常用于制造类似塑料薄膜（如保鲜袋）的物品。

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