Где используют полиэтилен – Полиэтилен – свойства и применение вещества в разных сферах

Содержание

Область применения полиэтилена

Полиэтилен – это термопластичный полимер, который сочетает легкость, эластичность и долговечность, что делает область применения полиэтилена весьма широкой. Материал применяется как в промышленности, так и для производства товаров народного потребления. 

Основные виды продукции из полиэтилена и сфера применения

Лидирующие позиции занимает производство полиэтиленовой пленки: как ПНД, так и ПВД применяется для изготовления различных видов пленочной продукции. Сюда относится и скотч, и пузырчатая упаковка, и пищевая пленка. Кроме того, сфера применения полиэтилена определяется следующими видами продукции:

  • Различные виды тары, включая бутылки, ящики и многое другое. 
  • Канализационные и водопроводные трубы. Особенно широкое распространение получили дренажные системы и полиэтиленовые конструкции для автономной канализации, а также организации сточных вод. 
  • Изоляция. Так как данный полимер – сильный диэлектрик, использование полиэтилена в качестве гибкой и эластичной изоляции электрокабеля полностью оправдано и технически, и экономически.
  • Бронепанели и броненакладки для военной техники, бронежилетов. Особые марки ПЭ повышенной плотности показывают лучшие характеристики по сравнению со сталью и другими металлами. 
  • Корпуса различных изделий и товаров широкого потребления. В частности, материал применяется в качестве альтернативы дереву и стали при изготовлении оборудования для благоустройства придомовых территорий (детские площадки, лавочки и т.п.).
  • Теплоизоляционный материал. Во вспененном состоянии полиэтилен приобретает хорошие теплоизоляционные свойства, также будучи звуко- и гидроизолятором. 

Исходя из этих видов продукции можно сделать выводы о весьма широкой сфере применения. Полимер применяется в пищевой промышленности, торговле, строительстве, медицине, электротехнике и во многих других областях. Также сырье может использоваться для изготовления различных комбинированных и композитных материалов в качестве клея.

unitreid-group.com

какие изделия делают, как перерабатывают

Полиэтилен уже прочно вошел в повседневную жизнь современного человека, став незаменимой ее частью. В нем объединились свойства, несовместимые для других материалов: прочность и пластичность, твердость и гибкость, мягкость и абсолютная инертность к химическим реагентам. Он неподвластен бактериям гниения и грибку, период его естественного разложения составляет более 100 лет. Мы даже порой не замечаем, как много нужных и полезных вещей вокруг сделаны из полимерных материалов, среди которых именно полиэтилен занимает ведущую позицию. И это не только всем известные пакеты, но также множество окружающих нас пластмассовых изделий.

Области применения
Полиэтилен используется практически во всех областях человеческой деятельности: в быту, сельском хозяйстве, химической и автопромышленности, производстве всевозможных приборов и аппаратов и т.д. Его уникальные свойства нашли применение всюду:

— Более 35-ти % ПЭ идет на упаковку, так как он не пропускает жидкостей и газов, обладает водо-и грязеотталкивающими свойствами;
— Отличные диэлектрические свойства сделали его применимым в изготовлении электроизоляционных материалов;
— Практически абсолютное отсутствие водопоглощения (менее 2-х % объема) делает его одним из лучших гидроизоляторов;

— Стойкость к различным активным веществам, прочность, гибкость, изоляционные свойства позволили применять его в изготовлении трубопроводов для воды, пищевых и технических жидкостей и даже газа;
— Малая теплопроводность и звукопоглощение полиэтилена используются при создании теплозащитных и шумоизолирующих материалов для строительства, устройства коммуникаций, приборо-и машиностроения;
— Прочность и эластичность позволяют создавать из него детали к различной бытовой либо промышленной технике;
— Совместимость с тканями живого организма дает возможность изготовления из некоторых видов полиэтилена медицинских протезов, внешних и даже внутренних;
— Множество других направлений, среди которых есть даже такие оригинальные, как изготовление бронежилетов.

ИНТЕРЕСНО! Производство полиэтилена занимает первое место во всем мировом производстве пластмасс, так как он сам по себе является одним из самых дешевых пластиков, а его применение сокращает траты на монтажные работы в несколько раз благодаря малому весу и легкой свариваемости ПЭ конструкций.

Изделия из полиэтилена
Типы ПЭ

Полиэтилен изготавливается путем укрупнения молекул углеводорода этилена. Процесс полимеризации может проходить при совершенно различных условиях: температура, давление, сопутствующие реакции вещества дают разные полимерные модификации с широким диапазоном характеристик:

-Полиэтилен «высокого давления» (ПВД) имеет небольшую плотность, относится к наиболее мягким пластикам и применяется для изготовления более гибких и эластичных изделий. Изделия из него получаются с наиболее гладкими и блестящими поверхностями, имеющие высокий коэффициент прозрачности.
-Полиэтилен «низкого давления» (ПНД) гораздо более плотный и твердый. Применяется для изготовления наиболее прочных изделий, выдерживающих большие нагрузки.
-Линейный ПЭ объединяет в себе прочность ПНД и эластичность ПВД, что необходимо в производстве целого ряда продукции и особенно находит применение в изготовлении пленок.
-Сверхмолекулярный полиэтилен обладает уникальными свойствами прочности и стойкости перед различными физическими и химическими воздействиями.

ВАЖНО! Вопреки убеждениям о невозможности эксплуатации полиэтилена при высоких температурах из-за его термопластичности, некоторые его виды свободно используются для изготовления отопительных труб и горячего водоснабжения. Это термостойкий и так называемый «сшитый» (сверхмолекулярный) виды полиэтилена, имеющие структуру, близкую к кристаллической решетке особо твердых веществ.

Виды продукции

Ассортимент полиэтиленовой продукции поражает своей широтой и «всеохватностью»:

Пленки для упаковки, гидроизоляции, постройки теплиц (замена стекла), изготовления непромокающей одежды (плащи, перчатки) и т.п.:
Гладкие,
Пузырчатые,
Стрейчевые,
Термоусаживаемые,
Скотч.
Емкости разного назначения – от пластиковой бутылки и пищевого контейнера до канистр и баков объемом до 200 литров.
Трубы напорные либо безнапорные диаметром от 10-ти до 1600 мм с разной толщиной стенок:
Водопроводные,
Газовые,
Канализационные,
Дренажные,
Отопительные.
Посуда как одноразовая, так и для более длительного использования, а также цветочные горшки и т.п.
Игрушки детские и елочные, сувенирная продукция.
Электроизоляционные оболочки и пластины.
Антикоррозийные покрытия для металлических труб, емкостей и других изделий.
Амортизаторы для механической защиты предметов при транспортировке, защиты закапываемых в землю трубопроводов от сезонных и сейсмических сдвигов пород и др.

Вспененные материалы для теплоизоляционных оболочек, подложек, прокладок при строительстве зданий, приборо-и автомобилестроении.
Корпуса для разных приборов, аппаратов, лодок и т.п.
Инженерные конструкции, предметы благоустройства придомовых и детских площадок.
Накопители для экологически опасных веществ и для отходоперабатывающих полигонов.
Медицинские аппараты и протезные элементы.
Сухой термоклей в виде полиэтиленового порошка.
Правила работы с изделиями из ПЭ
Несмотря на множество оригинальных свойств, полиэтилен все же остается термопластичным полимером, который в чистом виде боится слишком высоких для него температур, а также стареет под действием открытого действия атмосферных факторов. Поэтому для увеличения времени эксплуатации ПЭ изделий необходимо:

Использовать их при наиболее оптимальных температурах – от 0 до +40 0C,
Оберегать от солнечного света путем окрашивания, покрывания другими материалами либо использования защитных добавок в составе материала.

СВОЙСТВА ПЭ

Температура плавления t⁰ от 103⁰C

Плотность ƍ 0,91-0,965 г/см³ (910-965 кг/м³)

(удельный вес) 0,36-0,43 Вт/м⁰К

Теплопроводность 46.62 МДж/кг

Теплота сгорания (низшая) 126 кгс/см²

Разрушающее напряжение при сжатии 2200 кгс/см²

 

polymers.com.ua

Какие изделия изготавливают из полиэтилена?

Полиэтилен — самый популярный и распространенный в мире полимер. Однако признания он добился не сразу.

В далеком 1899 году немецкий ученый Ганс фон Пихман открыл новое органическое соединение, получившее название «полиэтилен». Но как его можно использовать, так и не придумал. Прошло более полувека, прежде чем американские ученые догадались изготавливать из полиэтилена упаковку, и с середины 1950-х годов этот материал, наконец, получил мировое признание.

Сегодня полиэтилен используется почти во всех сферах промышленности. Но что из него изготавливают, кроме привычных всем нам пакетов?

Что производят из полиэтилена?

Полиэтилен — универсальный материал, который подходит для производства самых разных изделий. Сельское хозяйство, пищевая промышленность, строительство зданий, инженерных сетей — полиэтилен применяется, действительно, везде. Вот лишь некоторые изделия, которые производят из полиэтилена:

  • Пленка
    Гранулы полиэтилена засыпают в специальную машину — экструдер. Внутри экструдера под воздействием высокой температуры гранулы размягчаются и превращаются в жидкую массу. Затем происходит процесс формировки — полиэтиленовой массе придается форма с помощью профилирующего инструмента. На выходе получается прозрачная полиэтиленовая пленка, которую можно купить в каждом магазине.
  • Пакеты
    Первая ассоциация, которая возникает при слове «полиэтилен» — привычный всем пакет. Действительно, большинство современных пакетов изготавливаются из полиэтилена — пакеты-майки, мусорные мешки, подарочные пакеты и т.д.
  • Трубы
    Полиэтиленовые трубы пользуются большой популярностью, ведь они отличаются хорошей прочностью, надежностью и очень доступной ценой. Процесс производства труб почти такой же, как и пленки, отличие заключается лишь в конструкции экструдера.
  • Листы
    Полиэтилен, спрессованный в листы, используется в строительстве — это прекрасная альтернатива дереву и стеклу. Жесткие и прочные полиэтиленовые листы разной толщины довольно легкие, и им можно придать абсолютно любую форму.
  • Упаковка (тара)
    Контейнеры, бутылки, большие и маленькие коробки — для производства всего этого используется полиэтилен. Причем процесс изготовления полиэтиленовой упаковки точно такой же, как у труб и пленки, только с чуть более сложным этапом формирования.
  • Электро- и теплоизоляция
    Полиэтилен — достаточно пластичный и при этом прочный материал, удерживающий тепло и не проводящий электрический ток. Вот почему полиэтилен часто используют в качестве диэлектрика при проведении электросетей.
  • Медицинские инструменты, протезные элементы
    В медицине полиэтилен тоже нашел широкое применение — он используется для производства большинства современных медицинских инструментов, особенно индивидуального предназначения.

Где купить полиэтилен для изготовления изделий?

Если Вы хотите, чтобы полиэтиленовые изделия были надежными и обладали долгим сроком службы, необходимо использовать качественное сырье от проверенных производителей.

Компания «Юнитрейд» успешно сотрудничает с крупнейшими российскими производителями полиэтилена и готова предоставить для Вас наиболее выгодные условия на поставки качественного сырья. Высокое качество, соответствующее всем ГОСТам, быстрое оформление и обработка заказов, оперативная доставка, приемлемые цены — мы предусмотрели абсолютно все, чтобы подтвердить свой статус надежной компании, открытой к сотрудничеству.

Позвоните по телефону +7 (495) 54-54-118, и специалист даст подробную консультацию по вопросам закупки качественного сырья.

unitreid-group.com

Сферы применения полиэтилена

Полиэтилен низкого давления и высокой плотности (ПНД, HDPE) применяется при изготовлении качественных упаковочных материалов, труб и трубопроводной арматуры (в том числе и для химической промышленности, а также системы трубопроводных линий распределения природного газа, а также водопроводные трубы для внутреннего водоснабжения и сельскохозяйственных процессов). Также из него делаются нити для 3D принтеров, различная рекламная продукция (баннеры, плакаты и проч.), внутренняя кабельная изоляция, контейнеры для хранения продуктов питания, топливные баки для различных транспортных средств, защитные покрытия от коррозии для стальных трубопроводов, мебель (например, складные стулья и столы), с его помощью производится одежда и обмундирование (например, каски и обувь), хула-хупы для гимнастики, пакеты, пластиковые бутылки, подходящие для вторичной переработки, пластиковые строительные конструкции, различные приспособления для пластической хирургии (особенно для лицевой), элементы телекоммуникационных систем и некоторые другие изделия.

Полиэтилен высокого давления и низкой плотности (ПВД, LDPE) применяется при изготовлении бытовых пластиковых контейнеров, коррозионностойких рабочих поверхностей, различных вспомогательных деталей и аксессуаров для компьютеров, упаковки (например, для сока и молока, правда, для этих упаковок также используются и другие материалы — например, промышленный картон и алюминиевая фольга, которая обеспечивает упаковке максимальную герметичность. Также из LDPE изготавливают упаковку для компьютерной техники (например, для жестких дисков и других частей) и всевозможную пластиковую обёртку для бытовой техники, а также упаковочную ленту. Что касается труб и трубопроводной арматуры, то их из ПВД производят только для ирригационных и других сельскохозяйственных работ, поскольку этот материал не обладает достаточной прочностью и термостойкостью, чтобы выдерживать нагрузки в коммунальном водоснабжении и уж тем более в системах горячего водоснабжения и отопления.

nomitech.ru

Виды полиэтилена

Полиэтилен – это один из самых широко распространенных полимеров на планете, заслуживший свою популярность благодаря долговечности, прочности и безопасности. Материал синтезируется в ходе реакции полимеризации этилена. Особенностью процесса полимеризации является прямая зависимость между условиями прохождения реакции и получаемым продуктом. Давление, при котором проходит полимеризация, является ключевым фактором.

Основные виды полиэтилена и их особенности

  • Полиэтилен высокого давления (также называемый полиэтиленом низкой плотности). Синтезируется при давлении свыше 150 МПа. Вещество отличается низкой степенью кристаллизации, за счет чего является пластичным. Различные марки ПВД широко используются для изготовления упаковочных материалов. В частности, широкое распространение приобрели пленки из полиэтилена.
  • Полиэтилен низкого давления (также известный под названием «полиэтилен высокой плотности»). За счет особых условий полимеризации с давлением не более 2 МПа обеспечивается получение материала с очень высоким уровнем кристалличности, свыше 75%. Такая структура делает полимер прочным и долговечным. ПНД применяется для изготовления различных деталей, защитных элементов. Также применяются плотные термоусадочные пленки из ПНД, которые обеспечивают улучшенные свойства защиты упаковываемых объектов. По всем параметрам ПНД превосходит ПВД, потому данный полимер считается «улучшенным» вариантом и используется для изготовления продукции, где требуются улучшенные эксплуатационные и технические характеристики.

Иногда отдельно выделяют еще полиэтилен среднего давления, который может синтезироваться при давлении до 4 МПа. Однако этот материал по всем параметрам очень схож с ПНД, потому большинство производителей не выделяют полиэтилен среднего давления, а позиционируют его как особые марки ПНД.

Специальные виды полиэтилена для решения промышленных задач

Кроме наиболее распространенных ПВД и ПНД в промышленности используются следующие разновидности полиэтиленов.

  • Сшитый полиэтилен, или РЕХ. Модификация ПНД, получаемая методом сшивки линейных молекул различными способами (включая облучение, обработку пероксидами при высоком давлении и т.п.). В результате появляются дополнительные поперечные молекулярные связи, за счет которых материал становится прочнее. Используется для водонапорных труб и систем отопления.
  • Пенополиэтилен (ПП). Теплоизоляционный материал, получаемый за счет вспенивания полиэтилена бутан-пропановой композицией. Упругий и эластичный материал.
  • Хлорсульфированный полиэтилен (ХСП) – материал, имеющий свойства, схожие с каучуком, пригоден для вулканизации. Используется для изготовления корозионно-защитных покрытий, клеев, герметиков, а также покрытий для пола.
  • Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП) – разновидность ПНД с улучшенными характеристиками устойчивости к износу, перепадам температур, механическим повреждениям. Может применяться для изготовления сверхпрочного искусственного волокна.

За счет многообразия марок и разновидностей, полиэтилен находит самое широкое внедрение в промышленности и строительстве.

unitreid-group.com

Полиэтилен - Справочник

 

Как спасаемся от летнего дождика, если утром его не предвещало ничего? Чтоб добежать с сухой головой до ближайшего козырька, вскидываем над ней нашего постоянного спутника ― полиэтиленовый пакет. На уровне подсознания понимаем, что он водонепроницаем. И как не использовать этот материал на стройке, если он лёгок и экологичен.


Полиэтилен и его свойства

Он является самым дешёвым полимером, но свойства его поистине уникальны:

  1. 1. Полиэтилен является хорошим диэлектриком
  2. 2. Высока его ударостойкость. Он не ломается.
  3. 3. Морозостоек до 70°С.
  4. 4. Полиэтилен нейтрален к щелочам, солям, кислотам.
  5. 5. Сульфирование, бромирование и хлорирование придают полиэтилену свойства каучука.
  6. 6. Другие полимеры при смешивании с полиэтиленом улучшают его свойства.
  7. 7. Он безвреден для человека. 
  8. 8. Эти свойства играют положительную роль в строительном деле. Но есть и отрицательные свойства:
  9. 9. Разрушается под действием ультрафиолета.
  10. 10. Разрушается жидкими и газообразными фтором и хлором, а также азотной кислотой.
  11. 11. Быстрое старение полиэтилена.

Всё это касается, в основном, химических свойств. Физические же свойства зависят от способа производства: полиэтилен высокого давления менее плотен, поэтому эластичный; полиэтилен низкого давления более плотный, поэтому твёрже и прочнее.

 

Применение полиэтилена в строительстве

В строительстве полиэтилен применяют как покрытие на отделку, чтобы не запачкать. Любое незаконченное сооружение от непогоды предохраняют полиэтиленом. Закрыв полиэтиленом оконные и дверные проёмы, можно создать вполне комфортные условия для работы на стройке.

Его применяют для устройства гидробарьеров (бассейны, искусственные пруды и т.д.). Утеплитель, покрытый полиэтиленом, улучшает условия для сохранения тепла.

Полиэтилен применяют для производства  водопроводных, канализационных труб, труб для прокладки кабеля. Эти трубы монтируются гораздо быстрее и легче металлических или керамических.

При производстве кровельных работ полиэтилен часто применяют, как пароизоляционный слой, дабы не конденсировалась влага в утеплителе.

 

Вспененный полиэтилен

Его получают, вспенивая сырьё для получения полиэтилена углеводородом. Итогом является упругий пористый материал. Другое его название ― пенополиэтилен. Уникальность вспененного полиэтилена в том, что все поры замкнуты. Это создаёт важный двойной эффект ― материал одновременно является и гидроизолятором, и теплоизолятором.

Он широко применяется в строительстве. Каждый из нас видел лёгкие толстые белые или серые жгуты в районе строек или при ремонте (утеплении) панельных домов. Ими заделывают швы между панелями. Чехлами из вспененного полиэтилена надёжно утепляются водопроводы и канализационные трубы. При фольгировании этого материала с одной стороны получают теплоизолятор, способный отразить до 97% тепловой энергии. Фольга крепится термической сваркой. Фольгированный и нефольгированный вспененный полиэтилен используется также как подложка под ламинат. Вспенененный полиэтилен может поставляться в матах, рулонах, жгутах, трубчатой оболочке.

 

Достоинства вспененного полиэтилена

При соблюдении главного условия защиты вспененного полиэтилена ― непопадания прямых солнечных лучей ― достоинства очевидны:

  • - экологичность и абсолютное отсутствие угрозы человеческому здоровью;

  • - упругость и, как следствие, высокие амортизирующие качества;

  • - стабильная химическая инертность и биологическая устойчивость;

  • - устойчивость к внешнему воздействию, даже сильным ударам;

  • - долговечность.

Еще о гидроизоляционных материалах:

 - Гидроизол

 - Бризол

 - Изол

 - Натриевое жидкое стекло

 - Пергамин кровельный

 - Полиэтиленовые листы с анкерными ребрами

 - Фольгоизол

 - Толь кровельный и гидроизоляционный

 - Рубероид

 - Стеклорубероид

загрузка...

www.megastroika.biz

Полиэтилен — Википедия. Что такое Полиэтилен

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена, относится к классу полиолефинов[1]. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH2—CH2—CH2—CH2—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода.

Представляет собой массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, диэлектрик, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80—120°С), адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая. Часто неверно называется целлофаном[2].

История

Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году. Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка[3].

По другой версии, более принятой в научных кругах, развитие полиэтилена можно рассматривать с работ сотрудников компании Imperial Chemical Industries по созданию промышленной технологии производства, проводившихся начиная с 1920-х. Активная фаза создания начата после монтажа установки для синтеза, с которой в 1931 году работали Фосет и Гибсон. Ими был получен низкомолекулярный парафинообразный продукт, имеющий мономерное звено, аналогичное полиэтилену. Работы Фоссета и Гибсона продолжались вплоть до марта 1933, когда было принято решение модернизировать аппарат высокого давления для получения более качественного результата и большей безопасности. После модернизации эксперименты были продолжены совместно с М. В. Перрином и Дж. Г. Паттоном и в 1936 завершились успешно, получением патента на полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Коммерческое производство ПЭНП было начато в 1938 году[4].

История полиэтилена высокой плотности (ПЭВП или ПЭНД) развивалась с 1920-х, когда Карл Циглер начал работы по созданию катализаторов для ионно-координационной полимеризации. В 1954 году технология была в целом освоена, и был получен патент. Позже было начато промышленное производство ПЭНД[4].

Названия

Различные виды полиэтилена принято классифицировать по плотности[5]. Несмотря на это, имеется множество ходовых названий гомополимеров и сополимеров, часть из которых приведена ниже.

  • Полиэтилен низкой плотности (высокого давления) — ПЭНП[6], ПЭВД, ПВД, LDPE (Low Density Polyethylene).
  • Полиэтилен высокой плотности (низкого давления) — ПЭВП[6], ПЭНД, ПНД, HDPE (High Density Polyethylene).
  • Полиэтилен среднего давления (высокой плотности) — ПЭСД[6].
  • Линейный полиэтилен средней плотности — ПЭСП[6], MDPE или PEMD[1].
  • Линейный полиэтилен низкой плотности — ЛПЭНП[6], LLDPE или PELLD[1].
  • Полиэтилен очень низкой плотности — VLDPE
  • Полиэтилен сверхнизкой плотности — ULDPE
  • Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности — MPE
  • Сшитый полиэтилен — PEX или XLPE, XPE.
  • Высокомолекулярный полиэтилен — ВМПЭ, HMWPE или PEHMW или VHMWPE[1].
  • Сверхвысокомолекулярный полиэтилен — UHMWPE

В данном разделе не рассматриваются названия разных сополимеров, иономеров и хлорированного полиэтилена.

Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, молекулы полиэтилена низкого давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена среднего давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкое содержание кристаллической фазы и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена:
ПоказательПЭВДПЭСДПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода:21,651,5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода:4,521,5
Этильные ответвления14,411
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода0,4—0,60,4—0,71,1-1,5
в том числе:   
винильных двойных связей (R-CH=CH2), %174387
винилиденовых двойных связей , %71327
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R'), %12256
Степень кристалличности, %50-6575-8580-90
Плотность, г/см³0,9-0,930,93-0,940,94-0,96

Полиэтилен высокой плотности HDPE (High-Density - высокая плотность)

Физико-механические свойства ПЭНД при 20°C:
ПараметрЗначение
Плотность, г/см³0,94-0,96
Разрушающее напряжение, кгс/см² 
при растяжении100—170
при статическом изгибе120—170
при срезе140—170
относительное удлинение при разрыве, %500—600
модуль упругости при изгибе, кгс/см²1200—2600
предел текучести при растяжении, кгс/см²90-160
относительное удлинение в начале течения, %15-20
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм²1,4-2,5

С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.

С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определённого предела, после которого также начинает снижаться

Изменение разрушающего напряжения при сжатии, статическом изгибе и срезе в зависимости от температуры (определено при скорости деформации 500 мм/мин и толщине образца 2 мм):
Разрушающее напряжение, кгс/см²Температура, ºС
20406080
при сжатии1267740-
при статическом изгибе1188860-
при срезе1691319253
Зависимость модуля упругости при изгибе ПЭВД от температуры:
Температура, °С-120-100-80-60-40-2002050
Модуль упругости при изгибе, кгс/см²2810026700232001920013600740030502200970

Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности

Относительно новой и перспективной разновидностью полиэтилена является сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ, англ. UHMW PE), изделия из которого обладают рядом замечательных свойств: высокой прочностью и ударной вязкостью в большом диапазоне температур (от - 200°С до + 100°С), низким коэффициентом трения, большими химо- и износостойкостью и применяются в военном деле (для изготовления бронежилетов, шлемов), машиностроении, химической промышленности и др.[7]

Химические свойства

Горит голубоватым пламенем, со слабым светом[8], при этом издаёт запах парафина[9], то есть такой же, какой исходит от горящей свечи.

Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой, но разрушается при действии 50%-й азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора. В отличие от непредельных углеводородов, не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия[8].

При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80°C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде. Под высоким давлением может быть растворён в перегретой до 180°C воде.

Со временем подвергается деструкции с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др.

Получение

На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:

Получение полиэтилена высокого давления

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), образуется при следующих условиях:

в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—500 000 и степень кристалличности 50-60 %. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.

Получение полиэтилена среднего давления

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:

продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000—400 000, степень кристалличности 80-90 %.

Получение полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), образуется при следующих условиях:

Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—300 000, степень кристалличности 75—85 %.

Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2 и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.

Другие способы получения полиэтилена

Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.

Модификации полиэтилена

Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путём получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом, полиизобутиленом, каучуками и т. п.

На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации — привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.

Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЭ-С (PE-X). Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счёт этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.

Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.

Применение

  • Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочная, например, пузырчатая упаковка или скотч),
  • Тара (бутылки, банки, ящики, канистры, садовые лейки, горшки для рассады)
  • Полимерные трубы для канализации, дренажа, водо-, газоснабжения
  • Электроизоляционный материал.
  • Полиэтиленовый порошок используется как термоклей[10].
  • Броня (бронепанели в бронежилетах)[11]
  • Корпуса для лодок[12], вездеходов, деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.
  • Вспененный полиэтилен (пенополиэтилен) используется, как теплоизолятор. Наиболее известны следующие марки: МультиФлекс, Изоком, Изолон, Порилекс, Алентекс
  • Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или высокой плотности (HDPE), применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды.[13]
  • Полиэтилен низкого давления широко применяется в благоустройстве придомовых территорий и детских площадок, отодвигая фанеру и дерево на второй план, ведь срок использования скатов из ПНД более 15 лет в то время как у "деревянных аналогов" срок использования всего 10 лет причем через 3-5 лет дерево теряет товарный вид

Малотоннажная марка полиэтилена — так называемый «сверхвысокомолекулярный полиэтилен», отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только прессованием.

Утилизация

Переработка

Изделия из полиэтилена пригодны для переработки и последующего использования. Полиэтилен (кроме сверхвысокомолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком.

Сжигание

При нагревании полиэтилена на воздухе возможно выделение в атмосферу летучих продуктов термоокислительной деструкции. При термической деструкции полиэтилена в присутствии воздуха или кислорода образуется больше низкокипящих соединений, чем при термической деструкции в вакууме или в атмосфере инертного газа. Исследование структурных изменений полиэтилена во время деструкции на воздухе, в атмосфере кислорода или в смеси, состоящей из O2 и О3, при 150—210°С показало, что образуются гидроксильные, перекисные, карбонильные и эфирные группы. При нагревании полиэтилена при 430°С происходит очень глубокий распад на парафины (65—67 %) и олефины (16—19 %). Кроме того, в продуктах разложения обнаруживаются: окись углерода (до 12 %), водород (до 10 %), углекислый газ (до 1,6 %). Из олефинов основную массу составляет обычно этилен. Наличие окиси углерода свидетельствует о присутствии кислорода в полиэтилене, то есть о наличии карбонильных групп.

Биоразложение

Плесневые грибки Penicillium simplicissimum способны за три месяца частично утилизировать полиэтилен, предварительно обработанный азотной кислотой. Относительно быстро разлагают полиэтилен бактерии Nocardia asteroides. Некоторые бактерии, обитающие в кишечнике южной амбарной огнёвки (Plodia interpunctella), способны разложить 100 миллиграммов полиэтилена за восемь недель. Гусеницы пчелиной огнёвки (Galleria mellonella) могут утилизировать полиэтилен еще быстрее[14][15].

См. также

Примечание

  1. 1 2 3 4 Описание и марки полимеров - Полиэтилен
  2. ↑ Король упаковки: как появился целлофан
  3. ↑ История полиэтилена: неожиданное рождение пластикового пакета
  4. 1 2 Дж. Уайт, Д.Чой.// Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины. — СПб.: Профессия, 2007.
  5. ↑ Vasile C., Pascu M.// Practical Guide to Polyethylene. — Shawbury: Smithers Rapra Press, 2008.
  6. 1 2 3 4 5 Кулезнев В. Н. (ред.), Гусев В. К. (ред.)// Основы технологии переработки пластмасс. — М.: Химия, 2004.
  7. ↑ Сайт Polymeri.ru " Сверхвысокомолекулярный полиэтилен: рынок в ожидании переработчиков"
  8. 1 2 Цветков Л. А. § 10. Понятие о высокомолекулярных соединениях // Органическая химия. Учебник для 10 класса. — 20-е изд. — М.: Просвещение, 1981. — С. 52—57. — 1 210 000 экз.
  9. Шульпин Г. Эти разные полимеры // Наука и жизнь. — 1982. — № 3. — С. 80—83.
  10. ↑ Сжать и провернуть: Сделано в России
  11. ↑ Доспехи XXI века
  12. ↑ Total Petrochemicals создала ротомолдинговую лодку из полиэтилена
  13. ↑ Геомембрана HDPE
  14. Русакова Е. Гусеницы приспособились к скоростному перевариванию полиэтилена. N+1 Интернет-издание (25 апреля 2017). Проверено 25 апреля 2017.
  15. Bombelli P., Howe C. J., Bertocchini F. Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella // Current Biology. — Vol. 27. — P. R283—R293. — DOI:10.1016/j.cub.2017.02.060.

Ссылки

wiki.sc

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о