Site Loader

Содержание

Полиэтилен и его свойства 🧪 способы применения и разновидности

Полиэтилен – это материал, получаемый из этилена. Это термопластичный полимер, который в толстом слое становится непрозрачным. Его химическая структура – это цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединяется по две молекулы водорода.

Полиэтилен нашел широкое распространение среди упаковочных материалов, на то есть свои причины. Он устойчив к воздействию солей, водных растворов, щелочей и кислот. При температуре выше 60 градусов Цельсия азотная и серная кислота могут разрушить материал, но в обычных условиях он зарекомендовал себя как прочный, надежный, долговечный. 


Полиэтиленовая пленка

Современные производители предлагают изделия из полиэтилена двух разновидностей. Первую группу составляют материалы высокого давления или низкой плотности, а вторую – полиэтилен низкого давления или высокой плотности.

Последние часто называют линейными полиэтиленами. Поскольку группы материалов различаются по свойствам: температуре плавления, плотности, прочности, твердости, их используют для различных целей. Тонкие пленки отличаются повышенной гибкостью и прозрачностью, а листы из данного материала являются жесткими и матовыми. 

Данный полимер отличается устойчивостью к ударным нагрузкам. Помимо этого, он является морозостойким. Упаковки из полиэтилена сохраняют свои качества при температурах от -70 до +60 градусов Цельсия. Некоторые разновидности материала могут выдерживать температуры до -120 градусов.

Как и любого состава, у полиэтилена есть и недостатки. Главным из них считается быстрое старение материала. Чтобы снизить воздействие данного фактора, в состав полимера производители вводят противостарители: специальные амины, фенолы, газовую сажу. 

Какие изделия можно получить из полиэтилена? В первую очередь это пленки толщиной от 0,03 до 0,30 мм и шириной до 1400 мм.  Помимо тонких пленок, из данного материала получают листы шириной до 1400 мм и толщиной в 1-6 мм. Они находят свое применение в качестве электроизоляционного и футировочного изделия. Меньшая часть полиэтилена идет на изготовление мешков, сумок, облицовки коробок и ящиков, а также на получение другой тары. 


Пленка для выращивания растений

Пленки применяются при упаковке замороженных продуктов, а в сельском хозяйстве полиэтиленовые листы заменяют стекла в парниках и теплицах. Черная пленка способна задерживать тепло, поэтому используется при выращивании бобовых и плодово-ягодных культур, овощей. Также черной полиэтиленовой пленкой выстилают дно водоемов и каналов, силосные ямы. Все чаще данный материал используют для оформления навесов над оборудованием и транспортом, над помещениями для хранения урожая. 

Если необходимо использовать материал повышенной прочности, то можно обратиться к армированному полиэтилену.

Он состоит из двух пленок, между которыми проходят армирующие нити из природных или синтетических волокон. Иногда роль армирования выполняет редкая стеклянная ткань. 

Таким образом, полиэтилен можно назвать универсальным упаковочным материалом, незаменимым в быту и на производстве.

Полимерные цепи полиэтилена
Показатель ПЭВД ПЭСД ПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: 21,6 5 1,5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: 4,5 2 1,5
Этильные ответвления 14,4 1 1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH2), % 17 43 87
винилиденовых двойных связей (), % 71 32 7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), % 12 25 6
Степень кристалличности, % 50-65 75-85 80-90
Плотность, г/см? 0,91-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

Почитать по теме
  1. Качественный упаковочный материал — залог успешного переезда!
  2. Упаковка полиэтиленовая стрейч
  3. Что такое стрейч пленка

Производство полиэтилена — получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

Полиэтилен

Что такое полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ, PE) – один из самых первых из крупнотоннажных и самый распространенный полимерный материал.

Не будет преувеличением сказать, что полиэтилен известен практически всем людям и само это понятие в быту является синонимом пластмассы, как таковой. Не специалисты часто называют полиэтиленом многие материалы, которые ничего общего с ним не имеют.

ПЭ является простейшим из полиолефинов, его химическая формула (–Ch3–)n, где n – степень полимеризации. Основными разновидностями ПЭ являются полиэтилен низкого давления (ПЭНД, ПНД), он же полиэтилен высокой плотности (ПВП, PEHD, HDPE) и полиэтилен высокого давления (ПЭВД, ПВД), он же полиэтилен низкой плотности (ПНП, PELD, LDPE). Далее мы рассмотрим эти и другие виды ПЭ подробнее.

Полиэтилен – синтетический полимер, его получают при помощи полимеризации этилена (химическое название – этен) по свободно-радикальному механизму. Крупнотоннажный синтез ПЭВД и ПЭНД производится практически всеми ведущими мировыми нефтяными и газовыми концернами. В России полиэтилен производится на нефтехимических заводах «Роснефти», «Лукойла», «Газпрома», СИБУРа, на «Казаньоргсинтезе» и «Нижнекамскнефтехиме». В странах бывшего СССР полимер выпускают в Белоруссии, Узбекистане, Азербайджане. Серийные марки полиэтилена выпускают в виде гранул размером 2-5 мм, однако существуют и марки в виде порошка, например так выпускают в продажу сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ).


Рис.1. Полимер в гранулах

История ПЭ

Полиэтилену уже более 100 лет. Впервые его получил инженер из Германии Ганс фон Пехманн в 1899 году, с тех пор он считается изобретателем этого полимера. Но, как часто бывает, важное открытие сразу не нашло применения. Оно пришло только к концу 1920-х годов, а в 1930-е годы производство полиэтилена было окончательно налажено, в чем сыграли большую роль инженеры Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон. Изначально они синтезировали низкомолекулярный парафиновый продукт, который можно назвать полиэтиленовым олигомером. В итоге большой работы, в 1936 году изыскания инженеров по разработке установки высокого давления закончились получением патента на ПЭНП (ПЭВД).

В 1938 году производство товарного полиэтилена стартовало. Первоначально он предназначался для производства оболочек телефонных кабелей и несколько позже – для выпуска упаковки.

Технологию производства полиэтилена высокой плотности (ПЭНД) начали разрабатывать также в 1920-х годах. Большую роль в производстве этого материала сыграл Карл Циглер – известный в среде пластмасс изобретатель катализаторов ионно-координационной полимеризации, самым важным из которых позже было присвоено имя Циглера-Натта. Окончательно процесс получения ПЭНД был полностью описан лишь в 1954 году и тогда же на нее был выдан патент. Промышленное производство нового полиэтилена с более высокими, чем ПЭВД свойствами стартовало несколько позже.  

Получение полиэтилена

Опишем вкратце технологию производства обоих главных типов полиэтиленов.

  1. ПЭВД (LDPE)

Этот полиэтилен, как понятно из названия, синтезируют при повышенном давлении. Синтез обычно проводят в реакторе трубчатого типа или автоклаве. Синтез проходит под действием окислителей – кислорода, пероксидов или и того, и другого. Этилен смешивают с инициатором полимеризации, сжимают до величины давления в 25 МПа и нагревают до 70 градусов С. Обычно реактор состоит из двух ступеней: в первой смесь еще больше разогревают, а во второй уже непосредственно проводят полимеризацию при еще более жестких условиях – температуре до 300 градусов С и давлении до 250 МПа.

Стандартное время нахождения этиленовой смеси в реакторе 70-100 секунд. За этот промежуток 18-20 процентов этилена преобразуется в полиэтилен. Затем непрореагировавший этилен отправляется на рециркуляцию, а получившийся ПЭ охлаждают до и подвергают грануляции. Полиэтиленовые гранулы вновь охлаждаются, сушатся и отправляются на упаковку. Полиэтилен низкой плотности производят в форме неокрашенных гранул.

  1. ПЭНД (HDPE)

ПНД (ПЭ высокой плотности) производят при низком давлении в реакторе. Для синтеза применяют три основные вида техпроцесса полимеризации: суспензионный, растворный, газофазный.

Для производства ПЭ чаще всего применяют раствор этилена в гексане, который нагревают до 160-250 градусов С. Процесс проводят при давлении 3,4-5,3 МПа в течение времени контакта смеси с катализатором 10-15 минут. Готовый ПЭНД отделяют при помощи испарения растворителя. Гранулы получившегося полиэтилена проходят пропарку паром при температуре выше Т плавления ПЭ. Это нужно для перевода в водный раствор низкомолекулярных фракций ПЭ и удаления следов катализаторов. Как и ПЭВД, готовый ПЭНД обычно бывает бесцветным и отгружается в мешках по 25 кг, реже в биг-бэгах, цистернах или другой таре.

Виды полиэтилена

Помимо детально описанных в этой статье ПЭНД и ПЭВД промышленностью производятся и используются другие многочисленные типы полиэтиленов, основными группами из которых являются:

ЛПНП, LLDPE — линейный полиэтилен низкой плотности. Этот тип завоевывает всё большую популярность. По свойствам этот полиэтилен подобен ПЭВД, однако превосходит его по многим параметрам, в том числе по прочности и стойкости изделий к короблению.  

mLLDPE, MPE — металлоценовый ЛПЭНП.

MDPE — ПЭ средней плотности.

ВМПЭ, HMWPE, VHMWPE — высокомолекулярный.

СВМПЭ, UHMWPE — сверхвысокомолекулярный.

EPE — вспенивающийся.

PEC – хлорированный.

Также существует большое количество сополимеров этилена с различными другими мономерами. Наиболее известными из них являются сополимеры с пропиленом, которые производят под общими названиями рандом- или статсополимер и блоксополимер. Помимо них производят сополимеры этилена с акриловой кислотой, бутил- и этилакрилатом, метилакрилатом и метилметилакрилатом, винилацетатом и т.д. Существуют и эластомеры на основе этилена, их обозначают аббревиатурами POP и POE.

Свойства полиэтилена

Говоря о характеристиках ПЭ нужно понимать, что свойства различных типов этого полимера сильно отличаются. Рассмотрим, как и в случае с синтезом, показатели двух наиболее распространенных типов.

  1. ПЭ высокого давления (LDPE)

Молекулярная масса ПЭВД колеблется от 30 000 до 400 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,2 до 20 г/10 минут.

Степень кристалличности ПВД примерно составляет 60 процентов.

Температура стеклования равна минус 4 градуса С.

Температура плавления марок материала от 105 до 115 градусов С.

Плотность около 930 кг/куб.м.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2 процентов.

Основное свойство структуры полиэтилена высокого давления – разветвленное строение. Отсюда проистекает его низкая плотность, обусловленная рыхлой аморфно-кристаллической структурой материала на молекулярном уровне.

  1. ПЭ низкого давления (HDPE)

Молекулярная масса ПЭНД колеблется от 50 000 до 1 000 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,1 до 20 г/10 минут..

Степень кристалличности ПНД составляет от 70 до 90 процентов.

Температура стеклования равна 120 градусов С.

Температура плавления марок материала от 130 до 140 градусов С.

Плотность около 950 кг/куб.м3.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2,0 процентов.

  1. Общие свойства полиэтиленов

Химические свойства. ПЭ имеет низкую газопроницаемость. Его химстойкость зависит от молекулярной массы и от плотности полимера. ПЭ инертен к разбавленным и концентрированным основаниям, растворам всех солей, некоторым сильнейшим кислотам, органическим растворителям, маслам и смазкам. Полиэтилен не стоек к 50-процентной азотной кислоте и галогенам, например чистому хлору и брому. Причем бром и йод имею свойство диффузии сквозь полиэтилен.

Физические характеристики. Полиэтилен является эластичным достаточно жестким материалом (ПЭВД – существенно мягче, ПЭНД – жестче). Морозостойкость изделий из полиэтилена – до минус 70 градусов С. Высокая ударная вязкость, прочность, хорошие диэлектрические характеристики. Водо- и паропоглощение у полимера невысокое. С точки зрения физиологии и экологии ПЭ является нейтральным инертным веществом, без запаха и вкуса.

Эксплуатационные свойства полиэтилена. Деструкция ПЭ в атмосфере начинается с температуры 80 градусов С. Полиэтилен без специальных добавок не стоек к солнечной радиации и больше всего к ультрафиолету, легко подвергается фотодеструкции. Для уменьшения этого эффекта в композиции ПЭ добавляют стабилизаторы, например сажу для светостабилизации. Полиэтилен не выделяет вредные для здоровья и природы химикаты в окружающую среду, при этом он самостоятельно разлагается очень медленно – процесс занимает десятилетия. ПЭ довольно пожароопасен и поддерживает горение, этот факт нужно учитывать при его использовании.

Применение полиэтилена

Полиэтилен является самым популярным полимером в мире. Он неприхотлив в переработке и отлично поддается повторному использованию. Получить изделия из полиэтилена можно практически всеми разработанными на сегодняшний день методами переработки пластмасс. Он не требователен к качеству и конструкции оборудования и оснастке, ПЭ не нуждается в специальной подготовке перед переработкой, например сушке. Индустрией концентратов и добавок к полимерам производится огромное количество суперконцентратов пигментов для ПЭ и на основе полиэтилена. Во многих случаях они применимы для окраски в массе изделий не только из других полиолефинов, но и прочих полимеров.


Рис.2. ПНД трубы

В случае переработки полиэтилена методом экструзии получают пленку, применяющуюся на каждом шагу как в чистом виде, так и в виде пакетов в упаковке, фасовке, сельском хозяйстве; ПЭ трубы для водоснабжения и газа; оболочки кабелей; листы; вспененные профили и т.д..

Литьем полиэтилена под давлением производят многочисленные упаковочные изделия, например крышки и пробки, баночки. Также литьем производят медицинские изделия, хозяйственные товары бытового назначения, канцтовары, игрушки.

Полиэтилен можно переработать экструзионно-выдувным и инжекционно-выдувным формованием, ротоформованием, каландрованием, а также пневмо- или вакуумформованием из листов.

Более редкие, специализированные типы полиэтилена, например сшитый, хлорсульфированный, сверхвысокомолекулярный используют во многих отраслях, но больше всего в строительстве. Например сверхвысокомолекулярный ПЭ входит в состав композиций для выпуска оболочек оптиковолоконного кабеля. Армированный полиэтилен, в отличие от чистого полимера, может являться конструкционным материалом. Изделия из ПЭ хорошо поддаются сварке любыми методами: термоконтактным, газовым, с применением присадочного прутка, трением и т.п.

Экология и вторичное использование полиэтилена

В последние годы полиэтилен подвергается серьезному давлению из-за своей якобы не экологичности. На самом деле этот материал – один из самых безопасных. Проблема ПЭ в том, что это основной полимер, применяемый для производства пленок, в том числе тонких, и пакетов из них. Не имея адекватной политики по раздельному сбору мусора, многие низкоразвитые страны занимаются захоронением огромного количества ПЭ отходов, что приводит к попаданию полиэтилена в окружающую среду и водные ресурсы и загрязнению их.


Рис.3. Пакеты для мусора – типичное применение вторичного ПЭ

При этом в случае правильного сбора и сортировки мусора, полиэтиленовые отходы становятся ценным ресурсом и отличным вторичным сырьем. Уже достаточно большое количество предприятий в странах бывшего СССР закупают отходы полимера для переработки во вторсырье, получением гранул и последующим использованием в своем производстве или продажей вторичного ПЭ на рынке. Таким образом загрязнение планеты полиэтиленом должно в скором времени сойти на нет.


основные свойства и области применения

Полиэтилен (ПЭ) [–СН2-СН2–]n существует в двух основных модификациях, которые отличаются по структуре молекул полиэтилена, и, как следствие — по своим свойствам. Обе модификации получаются из этилена СН2=СН2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации (СП) обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150 0С) и давлениях (до 20 атм).

Оснвоные свойства и характеристики полиэтилена

Полиэтилен — термопластичный полимер, который:

  • непрозрачен в толстом слое;
  • кристаллизуется в диапазоне температур от -60 °С до -269 °С;
  • не смачивается водой;
  • при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях;
  • при температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных;
  • ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают;
  • кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать.

Газообразный этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на:

ПЭВД полимеризуется радикальным способом под давлением от 1000 до 3000 атмосфер и при температуре 180 градусов. Инициатором служит кислород. ПЭНД полимеризуется при давлении не менее 5 атмосфер и температуре 80 градусов при помощи катализаторов Циглера-Натта и органического растворителя.

Линейный полиэтилен (есть еще название полиэтилен среднего давления) получают при 30-40 атмосферах и температуре около 150 градусов. Такой полиэтилен является как бы «промежуточным» продуктом между ПЭНД и ПЭВД, что касается свойств и качеств. Не так давно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые катализаторы. Смысл технологии заключается в том, что удается добиться более высокой молекулярной массы полимера, это, соответственно, увеличивает прочность изделия.

По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру.

Также отличия проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности. 6 0,919-0,973 125-137 400-1250 15-45 100-1200

Основной причиной различий свойств ПЭ, является разветвленность структуры его макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Paзветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100 %; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП.

Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность.

Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Изделия из полиэтилена могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С.

Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение. Срок старения увеличивают за счет специальных добавок — противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).

Электричские свойства полиэтилена характерны для неполярного полимера, поэтому он относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от -80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.

Характеристики полиэтилена низкого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С) Значения для ненаполненных марок
Плотность 0,94-0,97 г/см3
Теплостойкость по Вика (в жидкой среде, 50°С/ч, 50Н) 18-32 МПа
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин) 10-19 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин) 610-1600 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин) 600-700 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом) 2-NB кДж/м2
Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30с) 38-59 МПа
Удельное поверхностное электрическое сопротивление 10^14-10^15 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%) 0,1 %

Полиэтилен высокого давления

Полиэтилен ПНД (высокой плотности) применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек). При этом стоит отметить, что по сравнению с другими областями, опережающими темпами растет использование ПЭНД для производства упаковочных пленок. ПЭНД находит также применение в производстве труб и деталей трубопроводов, где используются такие достоинства материала как долговечность (срок службы — 50 лет), простота стыковой сварки, дешевизна (в среднем на 30% ниже по сравнению с металлическими трубами).

Другие обозначения: PE-LD, PEBD (французское и испанское обозначение).

Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120°С).

Свойства ПЭВД сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. Склонен к растрескиванию при нагружении. Не отличается стабильностью размеров.

  • Обладает отличными диэлектрическими характеристиками.
  • Имеет очень высокую химическую стойкость.
  • Не стоек к жирам, маслам.
  • Не стоек к УФ-излучению.
  • Отличается повышенной радиационной стойкостью.
  • Биологически инертен.
  • Легко перерабатывается.

Характеристики полиэтилена высокого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С) Значения для ненаполненных марок
Плотность 0,91-0,925 г/см3
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин) 8-13 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин) 118-350 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50 мм/мин) 100-150 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом) NB
Удельное поверхностное электрическое сопротивление 1014-1015 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%) 0,01 %

Структура потребления полиэтилена в различных секторах промышленности, %

Пленки и листы 60-70
Изоляция электрических проводов 5-9
Трубы и профилированные изделия 1-3
Изделия, полученные литьем под давлением 10-12
Изделия, полученные выдуванием 1-5
Экструзионные изделия 5-10
Прочие изделия 1-8

Изоляция электрических проводов из полиэтилена.

Высокие диэлектрические свойства полиэтилена и его смесей с полиизобутиленом, малая проницаемость для паров воды позволяют широко использовать его для изоляции электропроводов и изготовления кабелей, применяемых в различных средствах связи (телефонной, телеграфной), сигнальных устройствах, системах диспетчерского телеуправления, высокочастотных установках, для обмотки проводов двигателей, работающих в воде, а также для изоляции подводных и коаксиальных кабелей.

Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по сравнению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений.

В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами.

Пленки и листы из полиэтилена.

Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП. Листы ПЭ-пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м.

Кроме тонких пленок, выпускается полиэтилен в листах, толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования.

Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).

Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.

Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.

Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань.

Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок — мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.

На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм.

ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления.

Трубы и трубная продукция из полиэтилена

Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки.

Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.

Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.

Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60°С, а из ПЭВП — до 100°С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60°С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии.

Формование и литьевые изделия из полиэтилена.

Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С. Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п.

Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтилена объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.

Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена. С привлечением растворных технологий получают ЛПЭНД, для высококачественных упаковочных пленок, марки полиэтилена для изготовления изделий методами литья и ротационного формования. Газофазным методом производят марочный ассортимент полиэтилена, предназначенный для изготовления товаров народного потребления.


Советы по уходу за газоном

 

Что такое полиэтилен?

Невинным выражением «обычный полиэтилен» материаловеда можно и обидеть. Самый популярный в мире пластик, которого только в России за год производят более 1,5 млн тонн, далеко не так обычен. Этот полимер используется для продуктовых пакетов и суставных протезов, износостойкой облицовки и сверхпрочных корабельных тросов.

Любой полиэтилен — это полимер, состоящий из звеньев этилена (C2H4, молекулярная масса 28 Да). Впервые его синтезировали еще в 1936 году, при высокой температуре и давлении получив цепи массой от 20 тыс. до 500 тыс., с длинными ответвлениями. Такой полиэтилен высокого давления (ПЭВД) до сих пор остается самым распространенным, хотя, используя специальные катализаторы, получают и линейный ПЭВД с более короткими боковыми цепями.



Сверху вниз: 1) полиэтилен низкого давления со слаборазветвленной цепью; 2) линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) со множеством коротких ответвлений; 3) полиэтилен высокого давления с высокоразветвленной цепью
А с 1954 года полимер производят при довольно умеренных условиях: полиэтилен низкого давления с массой от 80 тыс. до 800 тыс. отличается повышенной прочностью и температурой размягчения. Наконец, применяя комплексные металлоорганические катализаторы, синтезируют сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) массой уже в миллионы дальтон.



Сверхвысокомолекулярный полиэтилен, укрепленный химическими сшивками, отличается прочностью, низким коэффициентом трения и высокой биосовместимостью. Это позволяет использовать его даже для суставных протезов.
Цепочки СВМПЭ так длинны и запутанны, что в расплавленном состоянии полимер будет очень вязким, отдаленно напоминая резину. Его обработка требует особых методов, зато позволяет получать продукты исключительных свойств. Это как нитки в клубке: короткие легко выдернуть, не порвав, а длинные спутываются и друг с другом, и сами с собой, растащить их намного сложнее. То же и с полиэтиленом: чем длиннее молекулярные цепи, тем больше будет между ними «зацеплений». Эти физические сшивки делают СВМПЭ химически инертным и биосовместимым, что позволяет применять его в медицинских протезах. Низкий коэффициент трения сравним с тефлоном, и износостойкими СВМПЭ-покрытиями можно улучшить работу подшипников.


Износостойкий полиэтилен применяется даже в узлах сухого трения, таких как подшипники скольжения.
Если же ориентировать цепочки СВМПЭ в каком-нибудь общем направлении, такой полимер станет невероятно прочным: единичное волокно диаметром тоньше человеческого волоса (20−60 мкм) выдержит нагрузку около 1кг. В пересчете на единицу массы прочность канатов, изготовленных из волокон СВМПЭ, будет гораздо выше, чем у стальных. При этом плотность материала останется меньше, чем у воды: такие тросы не тонут и не размокают.

Полиэтилен — Энциклопедия wiki.MPlast.by

Маркировка изделий из полиэтилена

Полиэтилен [—СН2—СН2—]n представляет собой карбоцепный полимер алифатического непредельного углеводорода олефинового ряда — этилена. Макромолекулы полиэтилена имеют линейное строение с небольшим числом боковых ответвлений. Молекулярная масса его в зависимости от способа полимеризации колеблется от десятков тысяч до нескольких миллионов.

Полиэтилен — кристаллический полимер. При комнатной температуре степень кристалличности полимера достигает 50—90% (в зависимости от способа получения). Макромолекулы полиэтилена в кристаллических областях имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 2,53·10-4 мкм

Формула полиэтилена

Полиэтилен отличается от других термопластов весьма ценным комплексом свойств. Изделия из полиэтилена имеют высокую прочность, стойкость к действию агрессивных сред и радиации, нетоксичность, хорошие диэлектрические свойства. Перерабатывается полиэтилен всеми известными для термопластов методами.

Благодаря доступности сырья, сочетанию ценных свойств со сравнительно низкими затратами на его получение полиэтилен по объему производства занимает среди пластмасс первое место.

Полиэтилен получают радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении и ионной полимеризацией при низком или среднем давлении.

В зависимости от способа полимеризации свойства полиэтилена значительно изменяются. Полиэтилен, получаемый при высоком давлении (радикальная полимеризация), характеризуется более низкой температурой плавления и плотностью чем полиэтилен, получаемый ионной полимеризацией. При радикальном механизме полимеризации образуется продукт, содержащий значительное число разветвленных звеньев в цепи, в то время как при ионном механизме полимер имеет линейное строение и высокую степень кристалличности.

Получаемые полимеры несколько различаются и по свойствам, и, как следствие, по режимам переработки в изделия и качеству изделий. Это объясняется особенностями строения полимерной цепи, которое, в свою очередь, зависит от условий протекания полимеризации.


 

Краткий исторический очерк

Полимеризацию этилена исследовал А. М. Бутлеров. Низкомолекулярный полимер этилена впервые был синтезирован Густавсоном в России в 1884 г. Однако долгое время удавалось получать только полимеры низкой молекулярной массы (не более 500), представлявшие собой вязкие жидкости и применявшиеся в технике лишь в качестве синтетических смазочных масел.

В 30-х годах 20 века в Англии и Советском Союзе в лабораторных условиях при давлении более 50 МПа и температуре около 180 °С впервые был получен высокомолекулярный твердый полиэтилен.

Промышленный способ получения полиэтилена при высоком давлении был осуществлен в Англии в 1937 г. В 1952 г. Циглером были найдены катализаторы на основе комплекса триэтилалюминия и тетрахлорида титана, которые вызывали полимеризацию этилена с образованием твердого продукта высокой молекулярной массы при низком давлении.

Несколько позже фирма «Филлипс» (США) разработала новый катализатор для полимеризации этилена при среднем давлении на основе оксидов металлов переменной валентности (оксид хрома), нанесенных на алюмосиликат. Полимеризация этилена проводилась при давлении 3,5—7,0 МПа в среде инертного углеводорода (пентана, гексана, октана и др.).

В 1970—75 гг. в Советском Союзе совместно со специалистами ГДР был разработан и внедрен в промышленность новый способ получения полиэтилена при высоком давлении в конденсированной газовой фазе (процесс «Полимир»).

В последние годы разработано несколько высокоэффективных процессов получения полиэтилена в присутствии различных катализаторов. Из этих процессов наиболее интересными являются производство полиэтилена низкого давления в газовой фазе в присутствии катализаторов — органических соединений хрома на силикатном носителе при давлении 2,2 МПа и температуре 85—100°С и производство линейного полиэтилена в газовой фазе в псевдоожиженном слое в присутствии высокоэффективного катализатора на основе соединений хрома при давлении 0,68—2,15 МПа и температуре 100 °С (процесс «Юнипол»). Оба процесса проводятся на одном и том же оборудовании.

В настоящее время в промышленности получили распространение следующие методы производства полиэтилена.

Полимеризация этилена при высоком давлении 150—350 МПа и температуре 200—300 °С в конденсированной газовой фазе в присутствии инициаторов (кислорода, органических пероксидов). Получаемый полиэтилен имеет плотность 916— 930 кг/м3. Такой полиэтилен называется полиэтиленом высокого давления (ПЭВД) или полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП).

Полимеризация этилена при низком давлении 0,2—0,5 МПа и температуре около 80°С в суспензии (в среде органического растворителя) в присутствии металлоорганических катализаторов. Получаемый полиэтилен имеет плотность 959—960 кг/м3. В присутствии хроморганических катализаторов полимеризация этилена проводится при давлении 2,2 МПа и температуре 90— 105°С в газовой фазе (без растворителя). Получаемый полиэтилен имеет плотность 950—966 кг/м3. Такой полиэтилен называется полиэтиленом низкого давления (ПЭНД) или полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП).

Полимеризация этилена при среднем давлении 3—4 МПа и температуре 150 °С в растворе в присутствии катализаторов — оксидов металлов переменной валентности (полиэтилен имеет плотность 960—970 кг/м3). Получаемый полиэтилен называют полиэтиленом среднего давления (ПЭСД) или высокой плотности.


 

Свойства полиэтилена

Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер плотностью 910—970 кг/м3и температурой размягчения 110—130 °С. Выпускаемый в промышленности разными методами полиэтилен различается по:

  • плотности,
  • молекулярной массе
  • степени кристалличности.
Таблица 1: Различия между ПЭВД и ПЭНД по плотности, молекулярной массе и степени кристалличности
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Плотность, кг/м3 910—930 950—970
Молекулярная масса 80000—500000 80000—800000
Степень кристалличности, % 50—65 75—90

В зависимости от свойств и назначения полиэтилен выпускается различных марок, отличающихся плотностью, показателем текучести расплава, наличием или отсутствием стабилизаторов.

Таблица 2: Основные физико-механических свойства полиэтиленов:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Разрушающее напряжение, МПа    
при растяжении 9,8—16,7 21,6—32,4
при изгибе   11,8—16,7 19,6-39,2
Относительное удлинение при разрыве, % 500-600 300—800
Модуль упругости при растяжении, МПа 147—245 540—981
Модуль упругости при изгибе, МПа 118—255 636—735
Твердость по Бринеллю, МПа 13,7—24,5 44,2—63,8
Число перегибов пленки на 180 град 3000 1500—2000

При длительном действии статических нагрузок полиэтилен деформируется. Предел длительной прочности для полиэтилена низкой плотности равен 2,45 МПа, для полиэтилена высокой плотности — 4,9 МПа.

Готовые изделия из полиэтилена, находящиеся длительное время в напряженном состоянии, могут растрескиваться. С увеличением молекулярной массы, уменьшением степени кристалличности и полидисперсности стойкость к растрескиванию полиэтилена возрастает.

Таблица 3:Показатели теплофизических свойств полиэтилена:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Температура плавления, °С  105-108 120—130
Теплостойкость по НИИПП, °С 108-115 120—135
Удельная теплоемкость при 25 °С, кДж/(кг·К) 1,9-2,5 1,9-2,4
Теплопроводность, Вт/(м·К) 0,29 0,42
Термический коэффициент линейного расширения в интервале 0—100 °С, 1/град (2,2-5,5)·10-4 (1-6)·10-4
Термический коэффициент объемного расширения в интервале 50—100 °С, 1/град (6,0-16,0)·10-4 (5-16,5)·10-4
Температура хрупкости (морозостойкость)°С от —80 до —120 от —70 до —150;

С повышением плотности полиэтилена его температура плавления повышается.

Изделия из полиэтилена низкой плотности могут эксплуатироваться при температурах до 60 °С, из полиэтилена высокой плотности — до 100 °С. Полиэтилен становится хрупким только при -70 °С, поэтому изделия из него могут эксплуатироваться в суровых климатических условиях.

Полиэтилен обладает высокой водостойкостью, водопоглощение полиэтилена низкой плотности за 30 сут при 20 °С составляет 0,04%, полиэтилена высокой плотности 0,01—0,04%.

Полиэтилен обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Таблица 4: Электрические показатели свойств полиэтиленов:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц 2,2-2,3 2,1-2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 МГц и 20°C (2-3)·10-4 (2-5)·10-4
Удельное электрическое сопротивление    
 поверхностное, Ом <1014 <1014
объемное, Ом·м 1015 1015
Электрическая прочность при переменном токе для образца толщиной 1 мм, кВ/мм  45—60 45—60

 Плотность полиэтилена существенно не влияет на его электрические свойства. Примеси, содержащиеся в полиэтилене высокой плотности, увеличивают диэлектрические потери. Однако небольшие диэлектрические потери позволяют применять его в качестве ценного диэлектрика в широком диапазоне частот и температур.

Устойчивость полиэтилена к агрессивным средам

Полиэтилен не растворяется при комнатной температуре в органических растворителях. При температуре выше 70 °С он набухает и растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах.

Полиэтилен стоек к действию концентрированных кислот, щелочей и водных растворов солей. Концентрированная серная и соляная кислоты практически не действуют на полиэтилен.

Азотная кислота и другие сильные окислители разрушают полиэтилен.

Для увеличения стойкости к термоокислительным процессам и атмосферным воздействиям в полимер вводят различные стабилизаторы.


 

Переработка и применение полиэтилена

Полиэтилен перерабатывается всеми методами, применяемыми для переработки термопластов: литьем под давлением, экструзией и прессованием. Около половины всего выпускаемого полиэтилена ВД расходуется на производство пленки, используемой в сельском хозяйстве и для упаковки продуктов. Из полиэтилена изготовляют, главным образом, предметы домашнего обихода, игрушки, конструкционные детали, трубы. Он применяется в качестве электроизоляционного материала в радиотехнике и телевидении, в кабельной промышленности, в строительстве, в качестве антикоррозионных покрытий, для пропитки тканей, бумаги, древесины и т. д.

Полиэтилен всех марок является физиологически безвредным, поэтому он широко применяется в медицине, в жилищном строительстве, а также для получения различных бытовых изделий и товаров народного потребления.


 

Список литературы:
Зубакова Л. Б. Твелика А. С, Даванков А. Б. Синтетические ионообменные материалы. М., Химия, 1978. 183 с.
Салдадзе К М., Валова-Копылова В. Д. Комплексообразующие иониты (комплекситы). М., Химия, 1980. 256 с.
Казанцев Е. Я., Пахолков В. С, Кокошко 3. /О., Чупахин О. Я. Ионообменные материалы, их синтез и свойства. Свердловск. Изд. Уральского политехнического института, 1969. 149 с.
Самсонов Г. В., Тростянская Е. Б., Елькин Г. Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. Л., Наука, 1969. 335 с.
Тулупов П. Е. Стойкость ионообменных материалов. М., Химия, 1984. 240 с.
Полянский Я. Г. Катализ ионитами. М., Химия, 1973. 213 с.
Кассиди Г. Дж.у Кун К А. Окислительно-восстановительные полимеры. М., Химия, 1967. 214 с.
Херниг Р. Хелатообразующие ионообменники. М., Мир, 1971. 279 с.
Тремийон Б. Разделение на ионообменных смолах. М., Мир, 1967. 431 с.
Ласкорин Б. Я., Смирнова Я. М., Гантман М. Я. Ионообменные мембраны и их применение. М., Госатомиздат, 1961. 162 с.
Егоров Е. В., Новиков П. Д. Действие ионизирующих излучений на ионообменные материалы. М., Атомиздат, 1965. 398 с.
Егоров Е. В., Макарова С. Б. Ионный обмен в радиохимии. М., Атомиздат,
Автор: В.В. Коршак, академик
Источник: В. В. Коршак, Технология пластических масс,1985 год
Дата в источнике: 1985 год

что это, главные отличия, применение

В строительстве, отделке, производстве упаковки широко используется два вида вспененного полиэтилена: сшитый (ППЭ) и несшитый (НПЭ). Для звукоизоляции комнат или теплоизоляции полов часто встает выбор между НПЭ или ППЭ. Оба материала являются вспененными, но важные отличия технологий производства позволяют получить пенополиэтилены с различными характеристиками и способами применения.

Что такое несшитый пенополиэтилен (НПЭ)?

Несшитый пенополиэтилен изготавливается в процессе вспенивания газом. Он состоит из крупных ячеек диаметром 1–2 мм и не имеет прочных молекулярных связей. Под действием нагрузки ячейки повреждаются, и материал теряет свои свойства.

Что такое ППЭ?

Вспененный полиэтилен сшитого вида — это материал с устойчивыми молекулярными связями, при производстве которого применяется физический или химический способ. Плотная мелкоячеистая структура делает его прочным и устойчивым к нагрузкам.

Внешне несшитый пенополиэтилен (НПЭ) похож на ППЭ, но их различия по свойствам, молекулярной структуре и области использования существенны.

Производство ППЭ

Технология производства вспененного полиэтилена следующая: в расплавленный полимер под давлением вводится газ или газообразователь. В результате в структуре образуются пузырьки.

Данную структуру можно модифицировать при помощи «сшивки». Сшить вспененный полиэтилен — значит создать сетчатую или поперечно-связанную молекулярную модель. Сделать это можно химическим или физическим воздействием.

Первый способ характеризуется образованием поперечных связей между молекулами, а второй – созданием сети межмолекулярных связей.

Материал вне зависимости от применяемого способа вспенивается в печи. Чтобы химически сшить ПЭ, необходим сшивающий реагент, который образует устойчивые внутренние связи. Для физической сшивки применяется импульсно-лучевой ускоритель. Он создает поток электронов, который упорядочивает и «скрепляет» структуру на молекулярном уровне.

Преимущества сшивания

Сшитый пенополиэтилен обладает следующими преимуществами перед НПЭ:

  • Стойкость к химическим воздействиям;
  • Плотность выше на 30%;
  • На 20% ниже теплопроводность;
  • Увеличенный срок службы;
  • Низкое поглощение влаги;
  • Качественная звукоизоляция;
  • Надежность;
  • Сохранение качественных показателей в течение всего периода эксплуатации.

В чем отличие ППЭ от НПЭ?

Пенополиэтилены различаются по молекулярной структуре. Несшитый пенистый полиэтилен – крупноячеистый материал с разрозненной структурой молекул. ППЭ имеет сетчатую молекулярную структуру мелких ячеек.

Основной параметр, помогающий понять в чем разница между матами НПЭ и матами ППЭ, это плотность. У сшитого пенополиэтилена она составляет около 33 кг/м3, у несшитого — 25 кг/м3. Благодаря этому, ППЭ превосходит в показателях теплопроводности, паропроницаемости и рассчитан на эксплуатацию при более высоких температурах -60оС до +105оС.

Визуальные отличия ППЭ от НПЭ

Разницу между НПЭ и ВПЭ можно определить по внешнему виду. Несшитый вспененный полиэтилен имеет волнистую поверхность с крупными ячейками на срезе материала, которые не способны противостоять нагрузке и легко сминаются при нажатии.

У сшитого вспененный полиэтилена поверхность ровная, гладкая или слегка шероховатая. Структура из мелких однородных ячеек имеет достаточную упругость, что позволяет материалу выдерживать нагрузки и восстанавливать свою форму после деформации.

ППЭ или НПЭ — что лучше использовать?

В случаях, когда нужна хорошая изоляция, рекомендуется использовать ППЭ. НПЭ уступает по всем параметрам и применятся только с целью экономии. Его использование оправдано при производстве упаковки, в качестве укрывного материала при проведении бетонных работ.

Применение

Из-за своих низких эксплуатационных качеств НПЭ значительно уступает сшитому аналогу. Таким образом, сфера использования материала нашла себя в:

  • Упаковке продуктов;
  • Выравнивании полов перед укладкой ламината;
  • Основе для отражающей теплоизоляции.

Сшитый вспененный полиэтилен применяется в:

  • Медицине;
  • Спорте;
  • Строительстве;
  • Автомобилестроении.

Где купить?

Пенополиэтилен ППЭ вы можете купить в нашей компании. Мы предлагаем высокое качество по доступной цене.

что это? Отвечаем на вопрос. Применение полиэтилена

Что собой представляет полиэтилен? Какие у него характеристики? Как происходит получение полиэтилена? Это весьма интересные вопросы, которые обязательно будут рассмотрены в этой статье.

Общая информация

Полиэтилен – это химическое вещество, которое представляет собой цепочку атомов углерода, к каждому из них при этом присоединено две молекулы водорода. Несмотря на наличие одинакового состава, всё же существует две модификации. Отличаются они по своей структуре и, соответственно, свойствам. Первая представляется собой линейную цепь, в которой степень полимеризации превышает показатель в пять тысяч. Вторая структура – это разветвление из 4-6 атомов углерода, что присоединяются к основной цепи произвольным способом. Как же в общих чертах получается линейный полиэтилен? Это достигается благодаря использованию особых катализаторов, что влияют на полиолефины при умеренной температуре (до 150 градусов по Цельсию) и давлении (до 20 атмосфер). Но что же он собой представляет? Мы знаем его химические свойства, а какие тогда физические?

Что он собой представляет?

Полиэтилен – это термопластичный полимер, в котором процесс кристаллизации осуществляется при температуре меньше минус 60 градусов по Цельсию. Он не прозрачен в толстом слое, не смачивается водой, органические растворители при комнатной температуре на него не влияют. Если температура превысит плюс 80 градусов по Цельсию, то сначала осуществляется набухание, а потом распад на ароматические углеводороды и галогенопроизводные. Полиэтилен – это вещество, которое успешно противостоит негативному влиянию растворов кислот, солей и щелочей. Но если температура превышает 60 градусов тепла по Цельсию, то его довольно быстро могут разрушить азотная и серная кислоты. Для склейки изделий из полиэтилена они могут обрабатываться окислителями, с последующим нанесением необходимых веществ.

Как осуществляется получение полиэтилена?

Для этого используют:

  • Метод высокого давления (низкой плотности). Полиэтилен создаётся при высоком давлении, которое находится в диапазоне от 1 000 до 3 000 атмосфер при температуре в 180 градусов тепла по Цельсию. В качестве инициатора выступает кислород.
  • Метод низкого давления (высокой плотности). В этом случае полиэтилен создаётся при давлении, которое составляет не меньше пяти атмосфер и температуры в 80 градусов Цельсия с использованием органического растворителя и катализаторов Циглера-Натта.
  • И отдельно находится цикл производства линейного полиэтилена, о котором говорилось выше. Он является промежуточным между вторым и первым пунктами.

Следует отметить, что это не единственные технологии, которые применяются. Так, довольно распространённым ещё является и использование металлоценовых катализаторов. Смысл данной технологии заключается в том, что посредством неё добиваются значительной массы полимера, увеличивая при этом прочность изделия. В зависимости от того, какая структура и свойства необходимы при использовании одного мономера, и происходит выбор метода получения. Также на это могут повлиять требования к температуре плавления, прочности, твердости и плотности.

Почему же наблюдается сильная разница?

Основная причина различия свойств – это разветвленность макромолекул. Так, чем она больше, тем меньше кристалличность и выше эластичность полимера. Почему это важно? Дело в том, что механические показатели полиэтилена растут вместе с его плотностью и молекулярной массой. Давайте рассмотрим небольшой пример. Полиэтилен листовой обладает значительной жесткостью и не прозрачностью. Но если используется метод низкой плотности, то полученный материал будет обладать относительно неплохой гибкостью и относительной видимостью через него. Почему же выпускается такой различный ассортимент? Из-за отличий условий эксплуатации. Так, полиэтилен неплохо справляется с ударными нагрузками. Также он хорошо переносит морозы. Диапазон рабочей температуры этого материала – от -70 до +60 по Цельсию. Хотя отдельные марки приспособлены и для несколько иного градиента – от -120 и до +100. На это влияет плотность полиэтилена и его структура на молекулярном уровне.

Специфика материала

Следует отметить один существенный недостаток – быстрое старение полиэтилена. Но это дело поправимое. Увеличение срока службы достигается благодаря специальным добавкам-противостарителям, в роли которых может выступать газовая сажа, фенолы или же амины. Также следует отметить и то, что материал низкой плотности более вязок, благодаря чему он легче может быть переработан в изделия. Нельзя не упомянуть и электрические свойства. Полиэтилен благодаря тому, что он неполярный полимер, является высококачественным высокочастотным диэлектриком. Благодаря этому проницаемость и тангенс угла потерь слабо меняются от изменений влажности, температуры (в диапазоне от -80 до +100) и частоты электрического поля. Тут следует отметить одну особенность. Так, если в полиэтилене имеются остатки катализатора, то это способствует повышению тангенса угла диэлектрических потерь, что ведёт к некоторому ухудшению изоляционный свойств. Что ж, сейчас нами была рассмотрена общая ситуация. А теперь давайте уделим внимание конкретике.

Что собой представляет полиэтилен низкого давления?

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого находится в диапазоне от -80 до +100 градусов по Цельсию. Обладает блестящей поверхностью. Стеклование начинается при -20. А плавление — в диапазоне 120-135. Характерным является хорошая ударная прочность и теплостойкость. Плотность полиэтилена значительно влияет на получаемые свойства. Так, вместе с нею растёт прочность, жесткость, твердость и химическая стойкость. Но одновременно падает склонность к растяжению и проницаемость для паров и газов. Нельзя не отметить ползучесть, что наблюдается при длительной нагрузке. Такой полиэтилен биологически инертен, и его легко можно переработать. Что весьма полезно в современных условиях. Говоря про применение полиэтилена, необходимо отметить, что его используют для изготовления упаковок и тары. Так, примерно треть продукции идёт на то, чтобы создать контейнеры выдувного формирования, что используются в пищевой промышленности, косметике, автомобильной, бытовой, энергетической областях и пленок. Но встретить его можно и при создании труб и деталей трубопроводов. Важным преимуществом такого материала является его долговечность, дешевизна и простота сварки.

Полиэтилен высокого давления

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого (без нагрузки) находится в диапазоне от -120 до +90 градусов по Цельсию. Свойства также сильно зависят от плотности полученного материала. Так происходит повышение прочности, твердости, жесткости и химической стойкости. Вместе с этим толщина полиэтилена негативно сказывается на ударопрочности, удлинении, стойкости к трещинам и проницаемости для паров и газов. К тому же, он не отличается стабильностью размеров и заметно негативное влияние при относительно небольших нагрузках. Следует отметить действительно высокую химическую стойкость и отличные диэлектрические характеристики. Из негатива – на такой полиэтилен плохо влияют жиры, масла и ультрафиолетовое излучение. Биологически инертен, можно легко переработать. Также ещё можно охарактеризовать и как стойкого к радиации. Применение полиэтилена высокого давления больше всего можно встретить при создании технических, пищевых и сельскохозяйственных пленок. Хотя, конечно, это не единственный вариант.

Линейный полиэтилен

Он представляет собой эластичный кристаллизующийся материал. Может выдерживать температуру до 118 градусов тепла по Цельсию. Также важным преимуществом данного материала является его стойкость к растрескиванию, теплостойкость и ударная прочность. Применяется для изготовления упаковок, емкостей и контейнеров. Что же предлагает этот полиэтилен? Характеристики данного материала весьма высоки по сравнению с аналогом, получаемым способом низкого давления. Поэтому у него довольно неплохие свойства. Но всё же, как правило, он не может равняться с полиэтиленом высокого давления.

Как может быть представлен материал

Итак, мы уже рассмотрели основные виды полиэтилена. В каком же виде он создаётся? Наиболее популярные – это полиэтилен листовой и пленочный. Эти формы могут быть изготовлены из материала любой плотности. Хотя всё же есть и определённые предпочтения. Так, для получения эластичных и тонких пленок широко используют подход низкого давления. Ширина полученного материала, как правило, достигает 1400 миллиметров, а длина – 300 метров. Линейный и полиэтилен высокого давления более жесткие, поэтому их используют для конструкций, которые не должны подвергаться влиянию: те же листы, трубы, формированные и литьевые изделия и прочее.

Заключение

И напоследок нельзя не упомянуть регулирующие документы, согласно которым и производится полиэтилен. ГОСТ 16338-85 отвечает за продукцию, которая создаётся при низком давлении. Он действует ещё с 1985 года. ГОСТ 16337-77 регламентирует вопросы, связанные с полиэтиленом высокого давления. Он ещё более старый и датируется 1977 годом. Эти нормативные документы содержат в себе информацию о требованиях к материалам, из которых и изготавливаются плёнки, упаковки и другая различная продукция. Причем следует отметить широкий диапазон применения получаемой продукции и её видового разнообразия. Так, к примеру, весьма распространены армированные полиэтиленовые пленки. Их особенностью является то, что при одинаковой толщине они на голову выше по своим свойствам, чем обычные образцы продукции. Из тех же самых армированных полиэтиленовых пленок делают скатерти, мешки и много иных полезных вещей. А их свойства получаются благодаря внедрению специальных нитей из природных или синтетических волокон.

Все, что вам нужно знать о полиэтилене (ПЭ)

Что такое ПЭ и для чего он используется? Полиэтилен

— термопластичный полимер с переменной кристаллической структурой и широким спектром применения в зависимости от конкретного типа. Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире: ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн. Коммерческий процесс (катализаторы Циглера-Натта), который принес ПЭ такой успех, был разработан в 1950-х годах двумя учеными, Карлом Циглером из Германии и Джулио Натта из Италии.

Существует несколько типов полиэтилена, и каждый из них лучше всего подходит для различных областей применения. Вообще говоря, полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) гораздо более кристалличен и часто используется в совершенно других условиях, чем полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Например, LDPE широко используется в пластиковой упаковке, такой как пакеты для продуктов или полиэтиленовая пленка. HDPE, напротив, широко применяется в строительстве (например, при производстве дренажных труб).Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW) имеет высокоэффективные применения в таких вещах, как медицинские устройства и пуленепробиваемые жилеты.

Какие существуют типы полиэтилена? Полиэтилен

обычно относят к одному из нескольких основных соединений, наиболее распространенными из которых являются LDPE, LLDPE, HDPE и полипропилен со сверхвысокой молекулярной массой. Другие варианты включают полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE или PE-WAX), полиэтилен высокой молекулярной массы (HMWPE), сшитый полиэтилен высокой плотности (HDXLPE), сшитый полиэтилен. полиэтилен (PEX или XLPE), полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE) и хлорированный полиэтилен (CPE).

  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — очень гибкий материал с уникальными свойствами текучести, что делает его особенно подходящим для изготовления пакетов для покупок и других видов пластиковой пленки. LDPE обладает высокой пластичностью, но низкой прочностью на растяжение, что проявляется в реальном мире по его склонности к растяжению при деформации.
  • Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) очень похож на LDPE, но имеет дополнительные преимущества. В частности, свойства ЛПЭНП могут быть изменены путем корректировки компонентов рецептуры, а общий производственный процесс для ЛПЭНП обычно менее энергоемкий, чем для ПЭНП.
  • Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) — прочный, умеренно жесткий пластик с высококристаллической структурой. Он часто используется в производстве пластиковых пакетов для молока, стирального порошка, мусорных баков и разделочных досок.
  • Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW) представляет собой чрезвычайно плотный вариант полиэтилена, молекулярная масса которого обычно на порядок больше, чем у HDPE. Из него можно сплести нити с прочностью на растяжение, во много раз большей, чем у стали, и его часто используют в пуленепробиваемых жилетах и ​​другом высокопроизводительном оборудовании.

Каковы характеристики полиэтилена?

Теперь, когда мы знаем, для чего он используется, давайте рассмотрим некоторые ключевые свойства полиэтилена. PE классифицируется как «термопласт» (в отличие от «термореактивного») в зависимости от того, как пластик реагирует на тепло. Термопластичные материалы становятся жидкими при температуре их плавления (110-130 градусов Цельсия в случае ПЭНП и ПЭВП соответственно). Полезным свойством термопластов является то, что их можно нагревать до точки плавления, охлаждать и снова нагревать без существенной деградации.Вместо сжигания термопласты, такие как полиэтилен, сжижаются, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать. Напротив, термореактивные пластмассы можно нагревать только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первый нагрев вызывает схватывание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическому изменению, которое невозможно обратить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик до высокой температуры во второй раз, он сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Различные типы полиэтилена отличаются широким разнообразием кристаллической структуры. Чем менее кристаллический (или аморфный) пластик, тем более он проявляет склонность к постепенному размягчению; то есть пластик будет иметь более широкий диапазон между температурой стеклования и температурой плавления. Кристаллические пластики, напротив, демонстрируют довольно резкий переход от твердого состояния к жидкому.

Полиэтилен является гомополимером, так как состоит из одного мономерного компонента (в данном случае этилена: Ch3=Ch3).

Почему так часто используется полиэтилен? Полиэтилен

— невероятно полезный товарный пластик, особенно среди компаний, занимающихся дизайном продукции. Из-за разнообразия вариантов PE он используется в самых разных областях. Если это не требуется для конкретного применения, мы обычно не используем полиэтилен как часть процесса проектирования в Creative Mechanisms. Для некоторых проектов деталь, которая в конечном итоге будет массово производиться из полиэтилена, может быть прототипирована с использованием других, более удобных для прототипирования материалов, таких как АБС.

Полиэтилен

недоступен для 3D-печати. Она может быть изготовлена ​​на станке с ЧПУ или вакуумной формовкой.

Как производится полиэтилен?

Полиэтилен, как и другие пластмассы, начинается с перегонки углеводородного топлива (в данном случае этана) в более легкие группы, называемые «фракциями», некоторые из которых объединяются с другими катализаторами для производства пластмасс (обычно путем полимеризации или поликонденсации). Подробнее о процессе можно прочитать здесь.

PE для разработки прототипов на станках с ЧПУ и 3D-принтерах Полиэтилен

доступен в виде листов, стержней и даже специальных форм во множестве вариантов (LDPE, HDPE и т. д.).), что делает его хорошим кандидатом для процессов субтрактивной обработки на фрезерном или токарном станке. Цвета обычно ограничены белым и черным.

PE в настоящее время недоступен для FDM или любого другого процесса 3D-печати (по крайней мере, не от двух основных поставщиков: Stratasys и 3D Systems). PE похож на PP тем, что с ним может быть сложно создать прототип. Вы в значительной степени застряли с обработкой с ЧПУ или вакуумным формованием, если вам нужно использовать их в процессе разработки прототипа.

Является ли полиэтилен токсичным?

В твердом виде, нет.Полиэтилен часто используется в пищевой промышленности. Он может быть токсичным при вдыхании и/или попадании на кожу или в глаза в виде пара или жидкости (т. е. во время производственных процессов). Будьте осторожны и следуйте инструкциям по обращению с расплавленным полимером, в частности.

Каковы недостатки полиэтилена? Полиэтилен

, как правило, дороже, чем полипропилен (который можно использовать в аналогичных деталях). ПЭ уступает только ПП как лучший выбор для живых петель.

Если вашей компании требуется использование полиэтилена для питания вашего продукта, обратитесь в фирму по разработке продуктов, которая знает плюсы и минусы полиэтилена и сможет найти способ реализовать его или найти лучшую замену. Чтобы назначить встречу с командой Creative Mechanisms, свяжитесь с нами сегодня.

 

Полиэтилен (ПЭ) Пластик: свойства, применение и применение

Что такое полиэтилен и как его производят?

Что такое полиэтилен и как его производят?

Полиэтилен (ПЭ) — легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.ПЭ является одним из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Он используется для изготовления пленок, туб, пластиковых деталей, ламинатов и т. д. на нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электротехника и т. д.).

Полиэтилен получают путем полимеризации мономера этилена (или этилена). Химическая формула полиэтилена: (C 2 H 4 ) n .


Молекулярная структура полиэтилена

Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула Этена — C 2 H 4 ).

Катализаторы Циглера-Натта и Металлоцен применяют для проведения полимеризации полиэтилена.


Структура мономера ПЭ
C 2 H 4

Полимеризация Циглера-Натта
Или металлоценовый катализ

Структура полиэтилена
(C 2 H 4 )n

Распространенные типы полиэтилена (PE)

Общие типы полиэтилена (PE)

ПЭ относится к семейству полиолефиновых полимеров и классифицируется по плотности и разветвленности.Ниже перечислены наиболее распространенные типы полиэтилена. (нажмите на название полимера, чтобы узнать о них подробнее)
Кроме того, ПЭ также доступен в других типах, таких как, но не ограничиваясь:


На данный момент более поздние сорта не обсуждаются в этом руководстве, но подробный список коммерчески доступных сортов находится всего в одном клике!

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) представляет собой экономичный термопласт с линейной структурой и без разветвлений или с низкой степенью разветвления.Производится при низкой температуре (70-300°C) и давлении (10-80 бар) и производится из:
  • Модифицирующий природный газ (смесь метана, этана, пропана) или
  • Каталитический крекинг сырой нефти в бензин

ПЭВП производится в основном с использованием двух технологий: полимеризации в суспензии или полимеризации в газовой фазе.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности

Полиэтилен высокой плотности
является гибким, полупрозрачным/воскообразным, устойчивым к атмосферным воздействиям и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности


  1. HDPE Точка плавления: 120-140°C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г/см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Превосходная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Средняя стойкость к маслам и смазкам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Длительная температура: от -50°C до +60°C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на растяжение по сравнению с другими формами полиэтилена
  6. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  7. Хорошая устойчивость к низким температурам
  8. Отличные электроизоляционные свойства
  9. Очень низкое водопоглощение
  10. Соответствует требованиям FDA

Узнайте больше о свойствах ПЭВП и соответствующих значениях в деталях »

Недостатки ПЭВП


  • Подвержен растрескиванию под напряжением
  • Меньшая жесткость, чем у полипропилена
  • Высокая усадка формы
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой термостойкости
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможны

Однако устойчивость полиэтилена высокой плотности к атмосферным воздействиям может быть улучшена за счет добавления сажи или добавок, поглощающих УФ-излучение.Углеродная сажа также помогает укрепить материал.

Найдите подходящую марку ПЭВП с УФ-стабилизацией для вашего применения »

Применение полиэтилена высокой плотности (ПЭВП)


Превосходное сочетание свойств делает ПЭВП идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Он может быть спроектирован в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных применений полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Применение в упаковке — Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковочных целях, включая ящики, лотки, бутылки для молока и фруктовых соков, крышки для упаковки пищевых продуктов, канистры, бочки, промышленные контейнеры для массовых грузов и т. д.В таких случаях ПЭВП обеспечивает конечным продуктам приемлемую ударную вязкость.

    Ознакомьтесь со всеми коммерчески доступными марками ПЭВП для упаковки »

  2. Товары народного потребления . Низкая стоимость и простота обработки делают ПЭВП предпочтительным материалом для изготовления ряда бытовых и потребительских товаров, таких как мусорные контейнеры, посуда, холодильники, игрушки и т. д.

  3. Волокна и текстиль – Благодаря своей высокой прочности на растяжение полиэтилен высокой плотности широко используется в сельском хозяйстве, например, в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях, а также в промышленных и декоративных тканях.

Другие области применения ПЭВП включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водоотводы, промышленное применение, защита кабеля, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для канализации и т. д.) из-за его отличной прочности. к химическим и гидролизным, автомобильные – топливные баки, электропроводка и кабели – защитное покрытие энергетических, телекоммуникационных кабелей.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) представляет собой полужесткий и полупрозрачный полимер.По сравнению с ПЭВП он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300°C) методом свободнорадикальной полимеризации.

ПЭНП состоит из 4 000-40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Два основных процесса, используемых для производства полиэтилена низкой плотности: автоклав с мешалкой или трубчатый способ. Трубчатый реактор получает предпочтение перед автоклавным способом из-за его более высоких скоростей конверсии этилена.

Структура из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности


  1. ПЭНП Точка плавления: от 105 до 115°C
  2. Плотность LDPE: 0,910–0,940 г/см 3
  3. Химическая стойкость LDPE:
    • Хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным щелочам и кислотам
    • Ограниченная стойкость к алифатическим и ароматическим углеводородам, минеральным маслам, окислителям и галогенированным углеводородам
  4. Термостойкость до 80°C непрерывно и до 95°C кратковременно.
  5. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  6. Высокая ударная вязкость при низких температурах, хорошая устойчивость к атмосферным воздействиям
  7. Отличные электроизоляционные свойства
  8. Очень низкое водопоглощение
  9. Соответствует требованиям FDA
  10. Прозрачный в виде тонкой пленки

Недостатки полиэтилена низкой плотности


  • Подвержен растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно углекислый газ
  • Плохая стойкость к УФ-излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможны

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности
(LDPE) в основном используется для производства контейнеров, дозирующих бутылок, бутылок для промывания, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярным применением полиэтилена низкой плотности являются полиэтиленовые пакеты.

Применение LDPE


  1. Упаковка – Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости ПЭНП используется в упаковочной промышленности для изготовления фармацевтических и прессованных бутылок, колпачков и укупорочных средств, средств защиты от вскрытия, вкладышей, мешков для мусора, пленок для упаковки пищевых продуктов (замороженных, сухих товаров, и т. д.), ламинаты и т. д.
  2. Трубы и фитинги – Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб и шлангов для производства труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

См. все сорта полиэтилена низкой плотности, одобренные для контакта с пищевыми продуктами »

Другие области применения включают товары народного потребления — товары для дома, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводка и кабели — изоляторы подпроводников, оболочки кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)

ЛПЭНП получают полимеризацией этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Он структурно подобен LDPE.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ответвлениями (в отличие от более длинных ответвлений LDPE). Эти короткие ответвления способны скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как LPDE.

В современных условиях линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) успешно заменяет полиэтилен низкой плотности.

Свойства ЛПЭНП


  • Очень гибкий, с высокой ударной вязкостью
  • Полупрозрачный натуральный молочный цвет
  • Отлично подходит для мягких и сильных буферов, хорошая химическая стойкость
  • Хорошие барьерные свойства для водяного пара и спирта
  • Хорошая стойкость к растрескиванию под напряжением и ударопрочность

Области применения LLDPE: Подходит для различных применений пленки, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. д.

Преимущества полиэтиленовых пленок


  • Полиэтиленовые пленки сгорают до углекислого газа и воды без остатка. В этом процессе не образуются токсичные пары или газы, а также пепел
  • Полиэтиленовые пленки
  • не содержат пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовой пленки не образуются неприятные запахи или сточные воды

Достигните более высоких уровней барьерных свойств в ваших многослойных тонких пленках с соэкструзией для любого типа упаковочных товаров без ущерба для механических свойств ( прочность, жесткость… ) и устойчивости.Пройдите курс прямо сейчас!

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или СВМПЭ имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно от 3,5 до 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате чего получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре UHMWPE, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных звеньев на молекулу.
  • Обладает превосходными механическими свойствами, такими как высокая стойкость к истиранию, ударная вязкость и низкий коэффициент трения.
  • Материал практически полностью инертен, поэтому используется в самых агрессивных или агрессивных средах при умеренных температурах.
  • Даже при высоких температурах он устойчив к некоторым растворителям, за исключением ароматических, галогенированных углеводородов и сильных окислителей, таких как азотная кислота.
  • Эти особые свойства позволяют использовать продукт в нескольких высокопроизводительных приложениях.
  • UHMWPE подходит для изделий с высоким износом, таких как трубы, вкладыши, силосы, контейнеры и другое оборудование.

Просмотреть все марки СВМПЭ с высокой ударопрочностью »

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)

Сшитый полиэтилен высокой плотности, или XLPE, представляет собой форму полиэтилена со сшитой структурой. специально разработан для критически важных приложений.

Сшитый полиэтилен производится из полиэтилена под высоким давлением с использованием органических пероксидов, что создает свободный радикал.Свободный радикал создает сшивку полимера, в результате чего получается смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, водяные системы лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция для высоковольтных электрических кабелей.

Основные характеристики сшитого полиэтилена


  • Высокая и низкая температура
  • Стойкость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Допуск для питьевой воды
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Более низкая стоимость
  • Механически прочнее 

Сравнение основных типов полиэтилена

Сравнение основных типов полиэтилена

  ПЭНП ЛПЭНП ПЭВП
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвленность длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейная (или Низкая степень короткоцепочечного разветвления)
Катализатор и процесс Использование радикальной полимеризации трубчатым методом или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
— одностадийной полимеризации
— многостадийной полимеризации или катализаторе типа Cr или Филлипса
Плотность 0.910-0,925 г/см 3 0,91-0,94 г/см 3 0,941-0,965 г/см 3
Кристалличность Низкокристаллические и высокоаморфные (менее 50-60% кристалличности) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллические и низкоаморфные (>90% кристалличности)
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие влагоизоляционные свойства
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Превосходная стойкость к кислотам, основаниям и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на растяжение
  • более высокая стойкость к ударам и проколам
  • Превосходная химическая стойкость
  • Высокая прочность на растяжение
  • Превосходные влагоизоляционные свойства
  • Жесткий или полугибкий
Код утилизации
Общее применение Термоусадочная пленка, пленки, сжимаемые бутылки, мешки для мусора, экструзионные молдинги и ламинаты Высококачественные мешки, амортизирующие пленки, пленки для сепарации шин, промышленные вкладыши, эластичные пленки, мешки для льда, мешки для дополнительной упаковки и мешки для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или плоской пряжи, последний тип

  • Молекулярно-массовое распределение широкое, используется для изготовления пленочных изделий, полых пластиковых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE

Чтобы увидеть сравнение между полиэтиленом и полиэтиленом.полипропилен, нажмите здесь.

Разница между трубками из полиэтилена, полиуретана и ПВХ

Разница между полиэтиленовыми, полиуретановыми и ПВХ трубками

ПЭ, полиуретаны и ПВХ широко используются в качестве термопластов для производства сельскохозяйственных труб, труб, шлангов и для создания нестандартных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может быть универсальным для всех применений, существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с ПУ полиэтилен менее эластичен, но обладает хорошей влагостойкостью.Полиуретановые трубы используются там, где требуется гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, оболочка кабеля, пневматическое управление, аналитическое оборудование и т. д. Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы обладают высокой прочностью, хорошей коррозионной и химической стойкостью и, следовательно, подходят для использования в коммунальном хозяйстве, промышленное, морское, горнодобывающее, полигонное, воздуховодное и сельскохозяйственное применение.

В то время как гибкий ПВХ имеет ряд преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, резиноподобная гибкость, визуальный контакт с потоком (с прозрачными стилями) и выдающиеся характеристики потока.Эти свойства позволяют использовать трубы из ПВХ в общепромышленных, пищевых и питьевых линиях, трубопроводах питьевой воды, медицинских, химических, топливных, масляных и механических применениях.

Выберите подходящую марку полиэтилена для использования в трубах, шлангах и фитингах »

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?

Различные формы полиэтилена могут использоваться в таких процессах, как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и различные процессы создания пленки, такие как каландрирование или экструзия пленки с раздувом.
  • Полиэтилен высокой плотности легко перерабатывается литьем под давлением, экструзией (трубы, выдувные и литые пленки, кабели и т.д.), выдувным и ротационным формованием. Будучи идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.

  • Наиболее распространенным методом обработки, используемым для полиэтилена низкой плотности, является экструзия (трубы, выдувные и литые пленки, кабели…). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать литьем под давлением или ротоформованием.

  • UHMWPE обрабатывается различными способами: компрессионным формованием, поршневой экструзией, формованием геля и спеканием. Это обычные методы, такие как литье под давлением, выдувное или экструзионное формование, поскольку этот материал не течет даже при температурах выше точки его плавления.

  • Полиэтилен (в основном HDPE) постепенно набирает популярность в качестве материала для 3D-печати. Его прочность, низкая плотность и нетоксичность делают его идеальным для широкого спектра 3D-печатных объектов. Кроме того, переработанные сорта полиэтилена и полиэтилен на биологической основе также используются для обработки с помощью 3D-печати.Огромная доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала для аддитивного производства.
ПЭВП ПЭНП
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300°C
  • Температура формы: 10-80°C
  • Сушка не требуется при правильном хранении
  • Высокая температура пресс-формы улучшит блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий переработки, реологии полимера и толщины конечного изделия
  • Температура плавления: 160-260°C
  • Усадка после пресс-формы составляет от 1,5 до 3,5%
  • Давление впрыска материала: до 150 МПа
Экструзия
  • Температура плавления: 200-300°C
  • Степень сжатия: 3:1
  • Температура цилиндра: 180-205°C
  • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110°C (221-230°F) для измельчения
  • Температура плавления: 180-240°C
  • Для экструзионного покрытия необходимы более высокие температуры расплава (280-310°C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L/D около 25
  • Температура плавления: 160-260°C
  • Усадка после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Переработка полиэтилена и токсичность

Идентификационный код смолы для двух основных форм полиэтилена:
LDPE и HDPE не являются биоразлагаемыми по своей природе и вносят значительный вклад в мировые пластиковые отходы. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непищевых продуктов, пластика для наружного применения, контейнеров для компоста и т. д.

Полиэтилен в твердой форме безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичен при вдыхании и/ или поглощается в виде пара или жидкости (т.д., во время производственных процессов).

Посмотреть несколько доступных на сегодняшний день марок переработанного полиэтилена »

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен в последние годы стал популярен для питьевой воды, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит вторичной переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) используются для непитьевой воды. Для питьевой воды полиэтилен высокой плотности можно использовать как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Направляйте свои исследования и разработки быстрее и в правильном направлении с более четким представлением о достижениях в области материалов для переработки пластмасс ( объемные смолы, добавки для вторичной переработки, рециклируемые соединения… ) и областях применения (упаковка, потребительские товары, автомобили…). Пройдите этот эксклюзивный курс от отраслевого эксперта Дональда Росато.

Найти подходящий полиэтилен марки

Просмотрите широкий ассортимент марок полиэтилена (HDPE, LDPE, LLDPE и т. д.), доступных сегодня, проанализируйте технические характеристики каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы.

Что такое полиэтилен? | Полное руководство

Привет, люди, надеюсь, у вас все хорошо. Сегодня, после обширных исследований, я собираюсь поделиться с вами исчерпывающим руководством по полиэтиленовому материалу.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен — это термопласт, известный своим широким спектром применения и переменной кристаллической структурой. Основные свойства – легкий вес и прочность. В результате это один из наиболее часто используемых термопластов в мире, объемы производства которого сокращаются на миллионы тонн в мире.

Полиэтилен

применяется в различных областях, таких как бутылки для моющих средств, пакеты для покупок, упаковка пищевых продуктов и т. д. Он входит в состав полиолефиновых смол.

Разрезание и выбрасывание полиэтилена в синтетические волокна, как и резины, является обычным делом для изменения его свойств.

Полиэтилен

(C2h5)n создается путем полимеризации мономера этилена, отфильтрованного из нефти.

Как производится полиэтилен?

Все начинается с добавления этилена (мономера).Затем полиэтиленовый материал изготавливается путем фильтрации углеводородного топлива на более легкие группы, называемые «Фракциями». Наконец, часть этой фракции смешивают с катализаторами для создания пластмасс.

Весь процесс от начала фильтрации до смешивания катализаторов называется полимеризацией.

Полимеризация начинается с добавления этилена (мономера).

Катализаторы Циглера-Натта и металлоцен

в основном используются для полимеризации полиэтилена.

История – 

Самая ранняя версия полиэтилена была обнаружена в 1933 году в Англии компанией Imperial Chemical Industries Ltd.Они получили патент на то же самое в 1937 году и начали коммерческое производство в 1939 году.

Говорят, что впервые полиэтилен был использован для производства изоляторов для радиолокационных кабелей во время Второй мировой войны.

В 1930 году американский химик Карл Шипп Марвел, работавший на E.I. du Pont de Nemours & Company (теперь DuPont Company).

Однако Карл не осознал потенциал созданного им полимера, поэтому он был передан Карлу Циглеру, немецкому химику, работавшему в Институте исследований угля им.

Позднее итальянский химик Джулио Натта упростил и удешевил эти методы.

После этого различные инновационные методы привели к созданию многих вариантов полиэтилена, которые в настоящее время коммерчески используются почти во всех крупных странах.

Типы полиэтилена –

Наиболее распространенными видами полиэтилена являются:

#1 Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

#2 Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)

#1 Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

#2 Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE)

  • Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)

Интересное чтение – Пластиковая форма для термоформования: информация о Male Vs.Женские формы

Полиэтилен высокой плотности (HDPE):

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) — недорогой термопласт, известный своей линейной структурой и низкой способностью к разветвлению.

Производится при низкой температуре от 70°C до 300°C и давлении 10-80 бар.

Извлекается из смеси газов, таких как метан, этан, пропан, или смеси сырой нефти и бензина.

Существует два основных метода производства ПЭВП: 1) полимеризация в суспензии и 2) полимеризация в газовой фазе.

Доступный в основном в виде листов и стержней, полиэтилен высокой плотности также легко изготавливается и сваривается с использованием стандартного оборудования для сварки термопластов.

Свойства ПЭВП:
  • HDPE обладает отличной стойкостью практически ко всем растворителям
  • HDPE Температура плавления: 120-140°C
  • Более высокая прочность на растяжение по сравнению с другими вариантами полиэтилена.
  • Потрясающие электроизоляционные свойства
  • Достойная устойчивость к низким температурам
  • Слабое водопоглощение
  • Низкая устойчивость к углеводородам, таким как алифатические, ароматические, галогенированные
  • Недорогая и хорошая технологичность
  • Плотность полиэтилена высокой плотности: 0.от 93 до 0,97 г/см3
  • Умеренная стойкость к маслам и смазкам
  • Впечатляющая стойкость к щелочам, спиртам и разбавленным кислотам
Преимущества HDPE:

#1 ПЭВП устойчив к коррозии, что делает его пригодным для производства основных объектов общественной инфраструктуры, таких как подземные трубопроводы, поскольку он не ржавеет под воздействием погодных условий и долговечен.

Стерилизация HDPE делает его идеальным для контейнеров для хранения продуктов питания и напитков.

#2 Легкая ковкость и формуемость — еще одна выдающаяся особенность материалов из ПЭВП, поскольку они существенно расширяют область их применения.

Материал является жестким и имеет впечатляющую температуру плавления от 210 до 270°C. Однако, как только он расплавится, из него можно будет производить множество продуктов, таких как резервуары для воды, разделочные доски, бутылки для моющих средств, бутылки для шампуня, трубопроводы и т. д.

#3 Материал HDPE имеет потрясающее соотношение прочности и плотности от 0,93 до 0,97 г (может показаться, что это немного по сравнению с LDPE, но есть одна загвоздка).При рассмотрении под микроскопом молекулярная структура HDPE отличается от LDPE.

Он имеет линейную структуру с небольшим разветвлением, что приводит к более прочной молекулярной структуре и большей прочности на растяжение.

Вот почему 60-граммовая чашка из полиэтилена высокой плотности может вместить около галлона жидкости без каких-либо изгибов.

#4 ПЭВП является легко перерабатываемым материалом. Возможность вторичной переработки является важным фактором, особенно в наши дни, когда глобальный углеродный след растет.

Переработка ПЭВП может сэкономить до 50 % стоимости материалов, и не стоит беспокоиться о качестве, поскольку переработанный ПЭВП считается таким же хорошим, как и «первичный» материал.

Недостатки ПЭВП:

  • Высокая усадка формы
  • высокочастотное соединение и сварка чрезвычайно сложны
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкая термостойкость
  • Очевидно растрескивание под напряжением
  • Меньшая жесткость, чем у других популярных термопластов Пример. Полипропилен
  • Нестойкий к окисляющим кислотам
  • Значительно высокое тепловое расширение.
Применение HDPE:

Фантастические механические свойства делают ПЭВП пригодным для многих высокотехнологичных применений в различных отраслях промышленности.

  • Товары народного потребления
  • Применение в упаковке
  • Волокна и текстиль 

Интересное чтение – Литье под давлением в медицинской промышленности | Плюсы литья под давлением медицинских устройств | Важность литья пластмасс под давлением

#1 Товары народного потребления:

Дешевизна ПЭВП

и простота обработки с помощью литья под давлением и экструзии делают его очень удобным в применении для потребительских товаров.

Товары, такие как кухонная утварь, формочки для льда, упаковка для пищевых продуктов, мусорные баки и т. д.

#2 Применение упаковки:

Ударопрочность и разумная химическая стойкость помогают полиэтилену высокой плотности применяться в промышленных контейнерах для массовых грузов, канистрах, бочках, фруктовых соках, ящиках и бутылках для хранения жидких пищевых продуктов.

#3 Волокна и текстиль:

Высокая прочность на растяжение и простота обработки повышают конкурентоспособность ПЭВП для производства таких товаров, как промышленные и декоративные ткани, рыболовные и спортивные сети, канаты, сети и т. д.

Другие области применения включают топливные баки — автомобильная промышленность, телекоммуникационные кабели — провода и кабели, трубы для дренажа, промышленного использования, защита кабелей, большие смотровые камеры, газ, вода, водосточные желоба и т. д. — Трубы и фитинги .

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) –

Полиэтилен низкой плотности Материал состоит из 4 000–40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений. Это полужесткий и полупрозрачный полимер с более высокой степенью короткой и длинной стороны разветвления.

Его также производит процесс радикальной полимеризации – давление – 1000-3000 бар и температура 80-300°С.

Двумя наиболее распространенными методами производства являются метод трубчатого реактора и метод автоклава с мешалкой. Трубчатый метод используется больше, потому что он имеет более высокую степень конверсии этилена.

Свойства ПЭНП:
  • Температура плавления: от 105 до 115°C
  • Плотность: 0,910–0,940 г/см3
  • Термостойкость – 95°C в течение короткого времени и 80°C в непрерывном режиме
  • Фантастические электроизоляционные свойства
  • Слабое водопоглощение
  • Достойная стойкость к кислотам, спиртам и разбавленным щелочам
  • Обладает высокой ударной вязкостью при низких температурах в сочетании с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям.
  • Недорогой по сравнению с другими термопластичными материалами с хорошими технологическими свойствами.
Недостатки LDPE:
  • Легковоспламеняющиеся
  • Высокочастотная сварка и соединение .tough
  • Иногда наблюдается растрескивание под напряжением.
  • Низкая стойкость к УФ-излучению
  • Высокая проницаемость для углекислого газа
  • Низкая прочность и жесткость при экстремальных температурах
Приложения :

Без сомнения, наиболее распространенным применением LDPE являются полиэтиленовые пакеты.Такие продукты, как дозирующие бутылки, бутыли для промывания, производственные контейнеры, также являются некоторыми другими основными областями применения.

Упаковка: LSPE широко используется для упаковки, особенно в фармацевтической промышленности. Крышки, вкладыши, мешки для мусора, ламинированные крышки и т. д. — вот некоторые продукты, на которые претендует LDPE.

Трубы и фитинги: Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб благодаря его способности сопротивляться воздействию воды в течение более длительного периода времени в сочетании с хорошей пластичностью.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) —

LLDPE структурно очень похож на LDPE. Его получают путем основного процесса полимеризации с участием мономера этилена с 1-бутаном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием металлоценовых катализаторов.

Структурная конструкция LLDPE немного отличается с однородными ответвлениями (а не с более длинными ответвлениями, как у LDPE) и линейной основой.

Особенность этих ответвлений в том, что они скользят друг относительно друга в пределах удлинения, не запутываясь с LDPE.

Свойства ЛПЭНП:
  • Хорошая стойкость к растрескиванию и ударам
  • Полупрозрачный натуральный молочный цвет.
  • Хорошие барьерные свойства против алкоголя.
  • Хорошая гибкость с высокой ударной вязкостью
Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ):

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы как минимум в 10 раз тяжелее (от 3,5 до 7,5 миллионов единиц AMU), чем полиэтилен высокой плотности.

  • Он полимеризуется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев в структуре, в которой этановые звенья связаны друг с другом в структуре UHMWPE.
  • UHMWPE обычно состоит из 100 000–250 000 мономеров на молекулу.
  • Печально известная вариация полиэтилена практически неподвижна. Вот почему он используется в самых суровых условиях при умеренной температуре.
  • Даже при высоких температурах показывает отличную стойкость к растворителям, за исключением сильных окислителей и ароматических, галогенированных углеводородов.
  • Несколько фантастических механических свойств, таких как ударная вязкость, высокая стойкость к истиранию, низкая способность к взаимодействию с трением, делают СВМПЭ
Сшитый полиэтилен (XLPE):

Сшитый полиэтилен высокой плотности или XLPE представляет собой высококачественный полиэтиленовый материал, специально предназначенный для сложных применений.

XLPE si производится из полиэтилена высокого давления с использованием органических пероксидов. Сшивающая полимерная структура позволяет адаптировать полимер к сложным приложениям, таким как водяные системы лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция высоковольтных электрических кабелей.

Основные характеристики сшитого полиэтилена:

  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Механически прочнее
  • Повышенная стойкость к истиранию
  • Недорогой
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Стойкость к гидролизу

Увлекательное чтение — что такое конденсационная полимеризация? | Полное руководство

Дифференциация типов полиэтилена —

ПЭВП ПЭНП ЛПЭНП СВМПЭ СПЭ
Полная форма полимера Полиэтилен высокой плотности Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы

Сшитый полиэтилен

Структура Линейное разветвление Выбрасывание на берег как короткой, так и длинной цепи Разветвление с короткой цепью Высококонцевая связь в пределах этановых звеньев (от 100 000 до 250 000 мономерных звеньев на молекулу)
Плотность 0.941-0,965 г/см3 0,910-0,925 г/см3 0,91-0,94 г/см3 0,91-0,95 г/см3 0,91-0,34 г/см3
Катализатор и процесс Катализатор Циглера-Натта Радикальная полимеризация – автоклавный или трубчатый метод Катализатор Циглера-Натта или металлоценовый катализатор метод металлоценового катализатора

Перекись встроена в смолу, которая создает свободный радикал.

Атрибуты 1) отличная стойкость практически ко всем растворителям

2) Потрясающие электроизоляционные свойства

3) Слабое водопоглощение

4) Умеренная устойчивость к маслам и смазкам

1) Достойная стойкость к кислотам, спиртам и разбавленным щелочам

2) высокая ударная вязкость при низких температурах в сочетании с хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям 3) Недорогие и хорошие технологические качества

1) Хорошая гибкость и высокая ударная вязкость

2) Полупрозрачный, натурального молочного цвета

3) Хорошая стойкость к растрескиванию и ударам

1) Высокая ударопрочность и стойкость к истиранию

2) низкая кооперативность против трения

3) почти неподвижный

1) Стойкость к гидролизу

2) Высокие электрические и изоляционные свойства

3)механически прочнее

Температура плавления 130.8°С 105-115°С 122°С 155 – 200°C 150 – 170°С

Таким образом, представлены все виды полиэтиленовых материалов.

Почему ПЭ так предпочтительнее?

Поскольку мы обсуждали различные варианты полиэтилена, вы, ребята, должно быть, поняли дополнительные преимущества, которые он может предоставить производителю.

Все варианты подходят для соответствующих областей применения и обеспечивают высочайшее качество без ущерба для бюджета.Полиэтилен в основном считается товарным пластиком, который выбирают в основном компании, занимающиеся разработкой продуктов, стремящиеся создавать качественные продукты с нуля.

Легкая перерабатываемость с помощью методов литья под давлением и экструзии (которые мы подробно обсудим далее) делает ПЭ превосходным выбором по сравнению с несколькими термопластическими материалами.

Переработка полиэтилена –

Все варианты полиэтиленовых материалов могут использоваться в основных методах производства пластмасс, таких как Литье под давлением, экструзия, выдувное формование.

HDPE настоятельно рекомендует литье под давлением, экструзионные операции (выдувные и литьевые пленки, кабели и т. д.) и выдувное формование. Однако наилучшая технологичность достигается при литье под давлением. С другой стороны, LDPE лучше всего перерабатывается экструзией из-за его превосходных свойств электрического сопротивления, но он также перерабатывается литьем под давлением и ротоформованием соответственно.

UHMWPE в основном перерабатывается в компрессионном формовании , спекании, экструзии поршня и прядении геля.Материал имеет низкую скорость текучести, в результате чего более широко используются такие общие методы, как литье под давлением и выдувное формование.

Полиэтилен

не очень совместим с 3D-печатью по целому ряду причин. Но были предприняты усилия, чтобы улучшить пригодность 3D-печати с использованием переработанного полиэтилена.

Давайте посмотрим на сравнение технологичности материалов HDPE и LDPE методами литья под давлением и экструзии.

ПЭВП ПЭНП
Литье под давлением
 –
Температура плавления 200-300°C

Температура расплава – 160-260°C

Повышение температуры пресс-формы может улучшить внешний вид и чистоту поверхности компонента.

Материал Давление впрыска – до 160 МПа

Сушка не требуется при правильном хранении

Усадка после пресс-формы может варьироваться от 1,5 до 3,5%

Экструзия
Температура плавления – 200-300°C

Температура расплава – 180-240°C

Температура баллона – 180 – 205°C

Температура экструзионного покрытия – 280 – 310°C

Степень сжатия – 3:1

Трехзонный вариант с соотношением L/D – 25

Переработка полиэтилена и ее воздействие на окружающую среду — 

PE не является токсичным материалом (по крайней мере, в твердом виде).Однако он может быть опасен при вдыхании в виде паров или при попадании в глаза или на кожу. Для HDPE и LDPE идентификационные коды смолы — «2» и «4» соответственно.

Оба варианта материала не поддаются биологическому разложению и внесли значительный вклад в мировые пластиковые отходы.

HDPE и XLPE считаются безопасными для потребления человеком и часто используются для хранения питьевой воды.

Интересно прочитать — что такое 3D-печать? | Типы 3D-печати | Применение 3D-печати | Преимущества и недостатки

Будущее полиэтилена —

Согласно оценке, проведенной Market Research Future , глобальный рынок ПЭ достигнет огромного размера рынка в 183 миллиарда долларов США, показывая среднегодовой темп роста 5.82% с 2018 по 2025 год.

Динамика рынка должна существенно измениться из-за пандемии covid-19, которая монументально разрушила мировую экономику, особенно глобальное производство.

Ожидается, что крупнейший сегмент потребительского полиэтилена в упаковочной промышленности останется крупнейшим до прогнозируемого периода. Вторым по величине сегментом конечных пользователей является строительная отрасль. Он все чаще используется для производства строительных материалов, таких как полы, кровли, строительные материалы покрытия, столешницы, герметизированные помещения.Спрос на эти продукты будет поддерживать потребление полиэтилена в строительном секторе в будущем.

Siniliurily, в отрасли потребительских товаров также ожидается значительный рост использования полиэтилена в течение прогнозируемого периода из-за увеличения спроса на спортивные товары, модную одежду, предметы домашнего обихода, ящики для дома и игрушки.

Будущий рост в строительном секторе (в Азиатско-Тихоокеанском регионе), автомобильной и упаковочной промышленности (в Северной Америке) может дать значительный импульс росту ПЭ во всем мире.

Часто задаваемые вопросы –

1. Впитывает ли HDPE воду?

Ответ. Согласно рекомендациям FDA и USDA, ПЭВП не впитывает воду и влагу и имеет малый вес, что делает его идеальным для изготовления химически стойких продуктов, в основном используемых в пищевой промышленности.

2. Как клеить полиэтилен?

Ответ. Так как полиэтилен имеет антипригарную поверхность, он легко совместим с большинством типов клея. Однако другими способами соединения полиэтилена являются сварка растворителем , и ультразвуковая сварка .

3. Какие компании-производители полиэтилена входят в первую пятерку?

Ответ. В первую пятерку компаний-производителей полиэтилена входят:

  • Доу Кемикал
  • Корпорация Эксон Мобил
  • Лайонделл Базелл
  • САБИК
  • Корпорация Синопек

4. Какой пластик прочнее? Полиэтилен или полистирол.

Ответ. Проведя очень прямое сравнение, полиэтилен более прочен и устойчив в формах HDPE и UHMW, что делает его идеальным для строительной отрасли.С другой стороны, полистиролу легко придавать форму, что делает его более подходящим для инженерной упаковки.

5. В чем разница между полиэтиленом и полипропиленом?

Ответ. Базовое сравнение обоих материалов говорит нам, как уже было сказано, что полиэтилен легче растягивается, что делает его идеальным для упаковки пищевых продуктов. С другой стороны, полипропилен не такой гибкий, но его гораздо труднее сломать, что делает его идеальным для применения в автомобилестроении и электронике.

6. Что такое полиэтиленовые трубы?

Ответ. Форма полиэтилена HDPE часто используется в качестве материала для трубопроводов. Его можно расплавить и преобразовать. Он прочный, гибкий и прочный. Обладает отличной устойчивостью к растрескиванию под воздействием химических и экологических воздействий.

Предлагаемое чтение – 

Еда на вынос —

Таким был мой взгляд на полиэтиленовый материал во всех вариантах. Это полезный товарный пластик, который может помочь повысить производительность и прибыль вашего цеха.PE с его вариациями, такими как LDPE, HDPE, UHMW и LLDPE, является фантастическим полимером, который пригодится в нескольких областях.

Пожалуйста, поделитесь своими отзывами в поле для комментариев.

Что такое полиэтилен (ПЭ)? — Определение из Corrosionpedia

Что означает полиэтилен (ПЭ)?

Полиэтилен (ПЭ) представляет собой органический полимер, полученный путем полимеризации мономерных звеньев. Химическая формула полиэтилен (C 2 H 4 ) n .Полиэтилен представляет собой комбинацию подобные полимеры этилена с разными значения н. Типичная молекула полиэтилена может содержать более более 500 этиленовых звеньев.

Полиэтилен показал хорошие механические, термические, химические, электрические и оптические свойства. Он дешев, гибок, электрически и химически устойчив.

Полиэтилен является наиболее широко используемым пластиком в Мир. Ему можно придать любую форму для гибких или твердых и прочных изделий.Он используется для футеровки труб и резервуаров, а также для обертывания труб для защиты от коррозии. материалы.

Corrosionpedia объясняет полиэтилен (ПЭ)

Полиэтилен (ПЭ) — легкая универсальная синтетическая смола. получают полимеризацией этилена. Это член важного семейства полиолефиновых смол. Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер. Полиэтилен обладает очень различными свойствами:

  • Легкий вес
  • длительное длительное
  • Низкое трение
  • Низкая стоимость
  • Гибкие
  • Электрически устойчивые
  • Солнцезащитная
  • Коррозионно-устойчивый

Полиэтилен не легко.Он может оставаться на свалке сотни лет. Он легко перерабатывается, а лом полиэтилена можно переплавить и использовать повторно.

Полиэтилен является хорошим изолятором и устойчив к едким материалам. Это почти нерушимо. Он надежен и может использоваться в любых условиях окружающей среды, от экстремально жарких до экстремально холодных.

Полиэтилен классифицируется по плотности и разветвленности. Три основных типа:

  1. Полиэтилен высокой плотности (HDPE). HDPE имеет низкую степень разветвления.Это самый крепкий и самый негибкий тип. Он обладает высокой прочностью на растяжение и используется для производства молочных кувшинов, бутылок для моющих средств, ванночек для масла, контейнеры для мусора и водопроводные трубы.
  2. Полиэтилен низкой плотности (LDPE). LDPE имеет высокую степень разветвленности коротких и длинных цепей, что придает ему более низкую прочность на разрыв и повышенную пластичность. Этот придает расплавленному полиэтилену низкой плотности уникальные и желаемые свойства текучести. Это используется как для жестких контейнеров, так и для пластиковой пленки, такой как полиэтиленовые пакеты и пленочная пленка.
  3. Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE). LLDPE имеет по существу линейный полимер со значительным числом из коротких ветвей. Он имеет более высокую прочность на растяжение, чем LDPE, и это обладает более высокой устойчивостью к ударам и проколам, чем LDPE. LLDPE чрезвычайно прочен и негибок. Эти функции подходят для более крупных предметов, таких как крышки, ящики для хранения и некоторые виды контейнеров.

Что такое полиэтилен? — Свойства и использование — Видео и стенограмма урока

Структура полиэтилена

Как вы можете видеть здесь, полиэтилен содержит много атомов углерода и водорода и служит отличной иллюстрацией полимера.

Полимеры представляют собой гигантские молекулы, которые имеют множество повторяющихся молекул или субъединиц, связанных вместе связями. Полиэтилен состоит из нескольких мономеров, называемых молекулами этилена. Вот как мог бы выглядеть один мономер этилена.

Вам может быть интересно, что представляет собой n на первом изображении. В химии n выступает в качестве заполнителя для числа. N дает некоторое представление о потенциальной длине цепочки. Поскольку молекулы полиэтилена могут быть очень длинными, этот тип информации может быть очень полезен, поскольку типичная молекула полиэтилена может содержать более 500 этиленовых субъединиц!

Полиэтилен представляет собой термопласт и поэтому играет особую роль в производстве пластмассовых изделий. Термопласт представляет собой любой полимер, которому можно придавать форму и форму в виде жидкости, и который остается в этой форме в твердом состоянии. Полиэтилен вполне справляется с этой задачей.Давайте узнаем о некоторых физических свойствах полиэтилена, которые позволяют ему выполнять эту задачу.

Свойства и типы полиэтилена

Двумя наиболее распространенными типами полиэтиленовых соединений являются полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полиэтилен низкой плотности (LDPE) . Оба соединения имеют очень разные физические свойства. Например, в то время как соединения LDPE имеют температуру плавления 115º C, соединения HDPE плавятся при 135 º C. LDPE более гибкий, чем HDPE, но когда дело доходит до прочности, HDPE является победителем.Хотя мы знаем, как выглядит обычный полиэтилен, как HDPE, так и LDPE имеют свою уникальную структуру, как показано здесь.

Однако помните, что оба являются полимерами и оба содержат этиленовые субъединицы. Также обратите пристальное внимание на то, что цепи LDPE разветвлены, а цепи HDPE линейны.

Популярность полиэтилена

Это та часть урока, которого мы терпеливо ждали: почему полиэтилен так популярен в производстве пластмасс? Некоторые из причин включают его удивительные физические свойства и универсальность.Например, соединения LDPE содержатся в продуктах, которые мы используем ежедневно, таких как пластиковые бутылки и вкладыши, пищевая пленка и пакеты для сэндвичей. Хотя соединения HDPE используются для изготовления пакетов для заморозки и пластиковых водопроводных труб в вашем подвале, вы с меньшей вероятностью найдете его в повседневных продуктах. Если вам интересно, почему, вспомните, что мы говорили в предыдущем разделе о структуре LDPE и HDPE.

Большинство ваших пластиковых изделий содержат соединения, родственные LDPE, в отличие от соединений HDPE, поскольку они имеют разветвленные цепи.В промышленности филиальные сети означают дешевое и быстрое производство. Тем не менее, линейные цепи, содержащиеся в ПЭВП, делают пластик более прочным, который можно производить более экономичным способом.

Краткий обзор урока

Полиэтилен представляет собой тип полимера, построенного из мономерных субъединиц, называемых молекулами этилена. Полиэтиленовые цепи могут иметь разную длину. Из-за его способности принимать форму жидкости и сохранять эту форму в твердом состоянии он классифицируется как термопласт . Существует много типов полиэтиленовых цепей, но два наиболее распространенных включают соединения LDPE и HDPE, которые имеют разные физические свойства.Например, цепи ПЭНП являются разветвленными, а цепи ПЭВП — линейными. LDPE чаще используется в промышленности для изготовления пластиковых изделий, потому что с ним легче работать.

Основные термины

полиэтилен
  • Полиэтилен : органический полимер, состоящий из нескольких мономерных звеньев, коммерческое и популярное соединение
  • Полимеры : гигантские соединенные вместе молекулы, которые имеют много повторяющихся молекул или субъединиц
  • Термопласт : любой полимер, которому можно придавать форму и форму в виде жидкости и сохранять эту форму в твердом состоянии
  • Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) : обычный тип соединения, его цепи являются линейными и прочными и имеют более высокую температуру плавления
  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE) : обычный полиэтилен, цепи разветвлены и более гибки, с более низкой температурой плавления

Результаты обучения

Выполнение этого урока должно помочь учащимся сделать следующее:

  • Описать полиэтилен
  • Объясните, как производится полиэтилен
  • Определить коммерческое использование полиэтилена

Что такое полиэтилен? — Главные решения для обработки грузов

Что такое полиэтилен?

Этот термопластичный полимер химически синтезируется из этилена, получаемого из нефти или природного газа.Для производства полиэтилена также используются различные пластификаторы, так как дополнительные вещества повышают прочность и другие преимущества пластика. Прежде всего, полиэтилен освежающе универсален, что является лучшим отличительным фактором пластика!

Помните наш недавний пост об особом типе пластика, полипропилене? Что ж, на этой неделе у нас есть для вас новый термин — полиэтилен (PE) .Хотя эти два материала могут показаться похожими, полипропилен и полиэтилен на самом деле совершенно разные.

Полиэтилен. Название звучит странно, но что это? Самый распространенный тип пластика . Вы видите его и прикасаетесь к нему каждый божий день, осознаете вы это или нет. Ежегодно в мире производится около 80 тонн полиэтилена.

Как производится полиэтилен?

Полиэтилен низкой плотности создается с использованием кислорода в качестве катализатора, в то время как полиэтилен высокой плотности создается путем приложения большего давления к молекулам этилена.Полиэтилен более низкой плотности легко растягивается, а полиэтилен более высокой плотности более твердый.

Когда был открыт полиэтилен?

Все восходит к 1898 году, когда немецкий химик Ганс фон Пехман по ошибке произвел полиэтилен. Он изучал химическое соединение под названием диазометан, когда был синтезирован воскообразный беловатый пластик. Он был настолько заинтригован своей научной ошибкой в ​​реальном эксперименте с диазометаном, что переключил свое внимание на исследование полиэтилена.

Только в 1933 году полиэтилен стал реальной практикой промышленного производства. По остроумному стечению обстоятельств производство полиэтилена также было случайно остановлено Эриком Фосеттом и Реджинальдом Гибсоном. Химики применили чрезвычайно высокое давление к смеси этилена и бензальдегида, в результате чего был получен полиэтилен. Как и Пехманн, Фосетт и Гибсон были потрясены и заинтригованы белым восковым веществом, которое они , а не , собирались синтезировать.

Для чего используется полиэтилен?
  • Пластиковые сумки для продуктовых продуктов
  • Сэндвич-пакеты
  • Пластиковая упаковка
  • Шампунь
  • Молочные контейнеры
  • Игрушки
  • Мусорные сумки
  • Tupperware
  • Пуленетеющие жилы
  • Замена на коленях
  • Газовые трубы
  • Пластиковые бутылки
  • Пленки и пенопласт
  • Контейнеры для лекарств
  • Изоляция электропроводки

В чем преимущества полиэтилена?
  • Может быть расплавлен в жидкость и преобразован в твердое состояние
  • Мягкий, но прочный
  • Гибкий
  • Гибкий
  • Безопасен для использования в различных средах

Чем полиэтилен отличается от полипропилена?
  • Полиэтилен более прозрачен и создает меньший статический заряд, что делает его идеальным для хранения.
  • Низкий статический заряд полиэтилена означает, что он меньше притягивает пыль и грязь.
  • Полиэтилен более гибкий, чем полипропилен.
  • Полиэтилен известен как отец полипропилена, потому что сам пластик чище.
  • Полиэтилен менее подвержен разрывам, чем полипропилен.
  • Полиэтилен стоит дороже полипропилена, однако превосходит его.

Структура и применение полиэтилена — видео и стенограмма урока

Полиэтилен Структура

Полиэтилен представляет собой углеводородный полиолефин, состоящий из длинных цепей молекул (C2 h5) n , где n описывает количество звеньев этилена (C2 h5), которые соединены вместе в цепи; n колеблется от тысяч до сотен тысяч единиц.Олефин (алкен) представляет собой углеводород с двойной связью С=С, в данном случае этилен .

Химические формулы этилена и полиэтилена

Получение полиэтилена

Полиэтилен, слово, означающее «много этилена», получают одним из двух способов: либо путем помещения газообразного этилена под огромным давлением с радикальными активаторами, либо путем смешивания этилена в жидкости с катализаторами. .В каждом случае процесс быстро и эффективно соединяет звенья этилена в цепь полиэтилена. После этого из полиэтилена делают разные формы: экструдируют в нити и трубки, сворачивают в пленки или литьем под давлением.

Полимеризация этилена

Этот метод химического соединения многих единиц (или «меров») вместе, как бусины в ожерелье, называется полимеризацией . Начнем с мономера , этилена, получаемого из природного газа или переработанной нефти, и закончим полимером РЕ .

Цепная реакция

Этилен имеет двойную связь между двумя атомами углерода. Эта двойная связь делает этилен нестабильным и готовым к реакции. При достаточном давлении и нагреве, а также при добавлении радикалов или катализаторов двойная связь мономера разрывается и соединяется с другим мономером, в результате чего полимер ПЭ растет в результате цепной реакции.

Этиленовый мономер с двойной связью

Неполная нить углеводородной полиэтиленовой цепи

Классификация полиэтилена

Если вы попытаетесь разделить два типа полиэтиленового полимера: пластиковый пакет для хлеба и мятый пакет для продуктов (например, рулоны тонкой пленки в отделе продуктов), вы обнаружите две основные разновидности. из полиэтилена: полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE).Мешок для хлеба будет сильно растягиваться, прежде чем порвется в одном или нескольких направлениях. Мятый мешок более прочный, тонкий, как паутинка, и плохо тянется, вместо этого он расщепляется по прямой линии в одном направлении. Фактически таким образом вы можете визуализировать направление молекулярных нитей в любом образце. Это связано с тем, что ПЭНП (сумка для хлеба) имеет разветвленных свободно упакованных полимерных цепей, которые спутываются в паутину при растяжении, а ПЭВП (сумка из гофрированной пленки) имеет неразветвленные, плотно упакованные линейные цепи, которые выстраиваются более прочно, разрываясь вместе. линия.

LDPE

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) производится под очень высоким давлением в старейшем процессе полимеризации полиэтилена, разработанном в Великобритании в 1930-х годах.

Разветвленная структура ПЭНП

Разветвленные цепи LDPE торчат и препятствуют правильному выравниванию полимерной основы. Это создает рыхлую, аморфную (неорганизованную) структуру, подобную куче свежеспиленных елей со спутанными ветвями.Эта молекулярная структура важна, так как обеспечивает эластичность, устойчивость к разрывам и прочность во всех направлениях, что ценно для потребителей.

Препарат LDPE

40% всех полимеров PE составляет LDPE. Полимеризация под высоким давлением требует радикальных инициаторов. Свободные радикалы, которые представляют собой вещества на основе кислорода с дополнительным электроном, наращивают цепь и образуют кустистые боковые ответвления в случайных местах. LDPE производится в горячих стальных трубах, называемых автоклавами, под интенсивным давлением в тысячи атмосфер.Процесс превращает этилен в полиэтиленовый полимер примерно за минуту.

Применение LDPE

Недорогой, легкий LDPE используется в водонепроницаемой упаковке, пластиковых пакетах, пузырчатой ​​пленке, одноразовых бутылях, фармацевтическом оборудовании, соответствующем требованиям FDA, и электроизоляции.

Воздушные подушки из пузырчатой ​​пленки

HDPE

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) изготовлен из линейных относительно неразветвленных цепей.HDPE можно свернуть в тонкую пленку с хрустящей корочкой, прочной в одном направлении. Его также можно экструдировать в прочные контейнеры, такие как бутылки и трубы.

Неразветвленная углеродная цепь HDPE

Линейные полимерные цепи в полиэтилене высокой плотности расположены близко друг к другу, как аккуратная груда необрезанных бревен в так называемой кристаллической структуре. Молекулы в структуре ПЭВП настолько сближены, что межмолекулярные силы на коротком расстоянии (между молекулами) удерживают их вместе, подобно двум кускам статической ткани, которые цепляются друг за друга.Эта линейная структура делает HDPE более прочным, плотным и более волокнистым, чем LDPE, но менее гибким и устойчивым к проколам.

Подготовка HDPE

HDPE производится в процессе полимеризации, отличном от процесса полимеризации LDPE, с использованием катализаторов при менее экстремальном давлении. Это дешевле, чем производство ПВД. Катализаторы добавляют этилен к концам растущей полимерной цепи, не затрагивая основную цепь в середине. Поэтому этот процесс формирует длинные, относительно неразветвленные цепи, которые упаковываются вместе с высокой плотностью.Наиболее распространенным процессом является полимеризация Цейглера-Натта, в которой используются титановые катализаторы. Этот процесс был разработан в 1960-х годах в США, Германии и Италии и стал важным шагом в снижении себестоимости производства пластмасс. Можно также использовать катализаторы на основе оксида хрома. На эти каталитические процессы приходится 60% производства полиэтилена.

Применение ПЭВП

ПЭВП имеет более высокую прочность на растяжение (вытягивание), чем ПЭНП, а также является долговечным и устойчивым к растворителям. Он в основном используется для жестких, гибких контейнеров, таких как мусорные баки, канистры, автомобильные бензобаки, водопроводные и канализационные трубы.Это основной компонент игрушек, рыболовных сетей и телекоммуникационных кабелей.

Аварийные барьеры из полиэтилена высокой плотности, заполненные песком

LLDPE

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) производится катализом. LLDPE имеет такие же свойства, как и LDPE (хотя и немного прочнее), но дешевле в производстве.

Линейная относительно неразветвленная цепь LLDPE

Линейная цепь полимера LLDPE имеет несколько коротких ответвлений, которые удерживают нити друг от друга.Эти небольшие боковые ответвления позволяют полимерным основам скользить при растяжении, а не спутываться, поэтому линейность сохраняется. Это делает пленки LLDPE более прочными, гибкими и устойчивыми к проколам, чем LDPE.

Приготовление ЛПЭНП

75% ЛПЭНП получают путем полимеризации с титановыми катализаторами Циглера-Натта. В процессе смешивается горячая жидкая суспензия частиц полиэтиленового полимера (включая переработанные гранулы), этилен и небольшое количество более крупных мономеров, которые добавляют боковые ответвления. Этот метод превращает до 98% мономера в полимер примерно за 15 минут.Также используются металлоценовые катализаторы, в некоторых из которых используется цирконий.

Применение LLDPE

LLDPE в основном используется для изготовления таких пленок, как пищевая пленка, мешки для химчистки и прочные мешки для мусора.

Обмотка LLDPE аварийной грязевой дамбы

СВМПЭ

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ) имеет сверхдлинные полимерные цепи, состоящие из нескольких сотен тысяч неразветвленных, плотно упакованных звеньев (C2 h5).

Препарат UHMWPE

Металлоценовые катализаторы используются для этой полимеризации. Металлоцены — более поздние катализаторы, разработанные для контролируемого синтеза новых пластиков. Металл в ненасыщенном органическом металлоцене координируется с молекулой этана и связывает мономер с концом, и только с концом растущей полимерной цепи. Этот метод полимеризации дает чрезвычайно длинные неразветвленные цепи. Полимер настолько плотно упакован и стабилен, что представляет собой химически инертное кристаллическое волокно.

Области применения СВМПЭ

СВМПЭ идеально подходит для изготовления коррозионностойких волокон, таких как плавучие корабельные канаты и парусина. Его гладкость, биосовместимость и низкий коэффициент трения позволяют использовать его для ортопедических имплантатов. СВМПЭ выдерживает сильные удары лучше, чем кевлар, поэтому он используется в личной и автомобильной броне от пуль и самодельных взрывных устройств.

Эндопротез тазобедренного сустава с чашечкой из СВМПЭ, удерживающей шарик из металлического бедренного имплантата.

Использование полиэтилена

Благодаря описанным выше свойствам полиэтилен в основном используется в упаковке для обычных предметов домашнего обихода, в электротехнической промышленности в изоляции , в биотехнологии, в контейнерах для пищевых, медицинских и химическая промышленность и морская промышленность волокна . Новые области применения включают высокотехнологичные металлизированные пленки, используемые в электронной промышленности, и противотуманные сетки, которые превращают росу в питьевую воду.Ценность полиэтилена распространяется и на космическую среду, где было обнаружено, что ламинат из сверхвысокомолекулярного полиэтилена лучше защищает от космического излучения, чем алюминий.

Сравнительная таблица полиэтилена
Аббревиатура полимера     ПЭНП        ЛПЭНП        ПЭВП        СВМПЭ   
Название полимера Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы
Полимерная структура Сильно разветвленный, аморфный Небольшие ветки Линейная, неразветвленная, кристаллическая Линейные, неразветвленные кристаллы
Процесс полимеризации Высокое давление Каталитический Каталитический Каталитический
    Характеристики    Эластичная пищевая пленка Липкая пленка, устойчивая к разрывам и проколам Прочные трехмерные материалы и прочная гофрированная пленка Сверхпрочные волокна и штампованные листы
Код утилизации     #4     #4     #2     Нужны специальные методы
Приложения Полиэтиленовые пакеты, пузырчатая пленка Мешки для химчистки, толстые мешки для мусора, пищевая пленка Игрушки, контейнеры для молока, мусорные баки, водопроводные трубы и гофрированные пакеты Медицинская замена суставов, СВУ и пуленепробиваемая защита, морские тросы, электронные пленки с металлическим покрытием

Воздействие полиэтилена на окружающую среду

Полиэтилен настолько широко используется, что оказывает значительное положительное и отрицательное влияние на окружающую среду.

Морской мусор из полиэтилена представляет опасность для диких животных и окружающей среды

Самый большой объем пластика в океане — это не плавающие «мусорные пятна», а микропластик , крошечные частицы разрушенного пластика, в основном полиэтилена. Ультрафиолетовый солнечный свет запускает процесс разложения мусора, затем волны превращают его в мукообразные частицы. Полученный полиэтиленовый микропластик представляет собой серьезную опасность для окружающей среды, поскольку микрогранулы становятся губчатыми и поглощают биоактивные и токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и органические пестициды.Кроме того, микропластик не может быть использован в качестве пищевой энергии большинством микроорганизмов, которые его едят. Микропластик попадает в окружающую среду несколькими путями: во время производства пластмасс, в результате разложения пластмасс в окружающей среде или в результате преднамеренного добавления микрогранул в косметику и другие продукты. Микропластик попадает в воздух, почву и водную среду, включая систему водоснабжения человека и морскую пищевую цепь.

Термопластичность полиэтилена позволяет его перерабатывать , что является плюсом для окружающей среды.Полиэтилен является невозобновляемым ресурсом, и, согласно EPA, только 10% бытовых отходов перерабатывается. К счастью, полиэтиленовые отходы могут быть преобразованы в биоразлагаемые формы с помощью биотехнологии, что прокладывает путь к более экологичному будущему.

Краткое содержание урока

Полиэтилен представляет собой термопластичный олефиновый полимер классифицируемый по плотности и количеству разветвлений в молекулярной структуре. Они определяют его свойства. Олефиновый мономер , углеводород с двойной связью C=C, представляет собой этилен (C2h5) .Химическая формула полиэтилена: (C2 h5)n , где n описывает длину с точки зрения количества мономерных звеньев, соединенных вместе в полимерной цепи.

Свойства полимера ПЭ:

  • термопласт
  • водонепроницаемый
  • прочный
  • электрический изолятор
  • ударопрочный
  • химически стабильный

Полиэтилен в основном используется в пленочной упаковке , формованных контейнерах , трубах, электрической изоляции и коррозионно-стойких волокнах .Использование полиэтилена определяется методом полимеризации, результирующей молекулярной структурой, а также процессами экструзии или формования, через которые пластик проходит после полимеризации.

  • LDPE (полиэтилен низкой плотности) имеет разветвленных цепей , полученных полимеризацией под высоким давлением с радикалами. Это используется для эластичных полиэтиленовых пакетов.
  • HDPE (полиэтилен высокой плотности) имеет более прочные, плотно упакованные линейные цепи , изготовленные в результате менее дорогой полимеризации с катализаторами.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.