Характеристика полиэтилена: основные свойства и области применения

Содержание

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.

Сравнительная характеристика полиэтилена высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД)

Тип полиэтилена Мол. масса Плотность, г/м3 Температура плавлени, °С Модуль упругости, МПа Vраст., МПа Относ. удлинение, %
Низкой плотности (высокого давления) 50-800 тыс. 0,913-0,914 102-105 100-200 7-17 100-800
Высокой плотности (низкого давления) 50 тыс. 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

 

Полиэтилен, типы и характеристики — Компания Корос

Полиэтилен был изобретен в 1899 году в результате случайности, Ганс фон Пехманн увидел на дне пробирки осадок белого цвета, похожий на воск и не придал значение своему открытию. Распространение этот материал получил только через 34 года, когда инженеры Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон применили его при производстве кабеля для телефонной линии.

Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер с переменной кристаллической структурой и чрезвычайно широким спектром применения в зависимости от конкретного типа. Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (десятки миллионов тонн ежегодно производятся по всему миру). Коммерческий процесс (катализаторы Циглера-Натта), который сделал ПЭ таким успешным, был разработан в 1950-х годах немецкими и итальянскими учеными Карлом Циглером и Джулио Натта.  

Какие бывают типы полиэтилена?

Полиэтилен обычно подразделяют на одно из нескольких основных соединений, наиболее распространенными из которых являются ПЭНП, ПЭНП, ПЭВП 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), поперечно-сшитый полиэтилен (PEX или XLPE), полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE) и хлорированный полиэтилен (CPE).

•    Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) — очень гибкий материал с уникальными свойствами текучести, что делает его особенно подходящим для применения в пластиковых пленках, таких как пакеты для покупок. ПЭНП обладает высокой пластичностью, но низкой прочностью на растяжение, что очевидно в реальном мире по его склонности к растяжению при растяжении.

•    Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) очень похож на LDPE с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что свойства LLDPE можно изменять путем корректировки составляющих формулы и что общий процесс производства LLDPE обычно менее энергоемок, чем LDPE.

•    Полиэтилен высокой плотности (HDPE) представляет собой прочный пластик средней плотности с умеренной жесткостью и высокой кристаллической структурой. Он часто используется в качестве пластмассы для молочных коробок, стиральных порошков, мусорных баков и разделочных досок.

•    Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW)  представляет собой чрезвычайно плотную версию полиэтилена с молекулярной массой, как правило, на порядок превышающей HDPE. Его можно закручивать в нити с пределом прочности на разрыв во много раз больше, чем у стали, и его часто включают в высокопроизводительное оборудование, такое как пуленепробиваемые жилеты.

Характеристики

PE классифицируется как «термопластик» ( в отличие от «термореактивного материала» ), и название связано с тем, как пластик реагирует на нагрев. Термопластичные материалы становятся жидкими при температуре их плавления (110-130 градусов по Цельсию в случае ПЭНП и ПЭВП соответственно). Основным полезным свойством термопластов является то, что их можно нагревать до температуры плавления, охлаждать и снова нагревать без существенной деградации. Вместо горения термопласты, такие как полиэтилен, разжижаются, что позволяет их легко лить под давлением, а затем впоследствии перерабатывать. В отличие от этого, термореактивные пластмассы можно нагревать только один раз (обычно в процессе литья под давлением). При первом нагревании происходит отверждение термореактивных материалов (аналог двухкомпонентной эпоксидной смолы), что приводит к химическому изменению, которое невозможно изменить. Если вы попытаетесь разогреть термореактивный пластик до высокой температуры во второй раз, он просто сгорит. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Различные типы полиэтилена отличаются кристаллическими структурами. Чем менее кристаллический (более аморфный) пластик, тем больше он демонстрирует тенденцию к постепенному размягчению (то есть они имеют более широкий диапазон между температурой стеклования и температурой плавления). Кристаллические пластики, напротив, демонстрируют довольно резкий переход от твердого к жидкому.

Полиэтилен является гомополимером в том смысле, что он состоит из одного мономерного компонента (в данном случае этилен: СН 2 = СН 2 ).

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

Химические и физические свойства полиэтилена, технические характеристики 2021

Заслуженную популярность полиэтилен приобрел благодаря своим физико-химическим свойствам, обусловленным его химическим строением.

Химические

Свойство

Значение

Газопроницаемость

низкая

Паропроницаемость

низкая

Устойчивость к органическим и неорганическим кислотам

высокая (за исключением 50% раствора азотной кислоты)

Устойчивость к растворам солей

высокая

Взаимодействие со щелочами

не взаимодействует

Растворимость в органических растворителях

низкая (слегка разбухает)

Химические вещества, разрушающие полиэтилен

газообразный и жидкий фтор и хлор

Благодаря своим химическим свойствам в полиэтиленовых тарах можно хранить воду, алкоголь, соки, бензин, кислоты, масла, растворители. Если упаковать изделие в полиэтиленовый пакет или пленку, то они в свою очередь надежно защитят его от вышеуказанных жидкостей.

Физические

Физические свойства полиэтилена находятся в сильной зависимости от его вида. Менее плотный полиэтилен высокого давления более мягкий, чем полиэтилен низкого давления. Он более эластичный, меньше страдает от разрывов и проколов, однако имеет более низкую температуру плавления. Полиэтилен низкого давления более твердый и прочный ввиду более высокой плотности.

Свойство

Значение

Цвет

от прозрачного до белого в зависимости от толщины

Запах

не имеет

Эластичность

высокая

Твердость

чем ниже плотность, тем мягче

Плотность, г/см3

полиэтилен высокого давления — 0,900-0,939; полиэтилен низкого давления — 0,931-0,970

Устойчивость к ударам

высокая

Эксплуатационные температуры, 0С

-70 +80

Температура плавления, 0С

полиэтилен высокого давления — +103-110; полиэтилен низкого давления — +125-132

Поглотительная способность

низкая

Проводимость тока

не проводит

Существуют также сверхмолекулярный полиэтилен, который выдерживает сверхнизкие и сверхвысокие температуры (от -260 до +120 0С), более устойчив к растрескиванию и воздействию химических веществ. У данного вида полиэтилена также значительно повышена износостойкость.

Недостатки полиэтилена: Главный недостаток полиэтилена – это низкая устойчивость к старению под воздействием солнечного света и УФ-лучей. Снижения негативного влияния данного свойства достигают путем добавления сажи и производных бензофенонов.

Положительные физико-химические свойства полиэтилена можно улучшить добавлением различных химических веществ во время полимеризации или обработкой готового полиэтилена:

1. Добавлением олефинов и полярных мономеров добиваются усиления прозрачности и эластичности, снижения растрескивания;

2. Добавляя сополимеры и другие полимеры усиливают ударопрочность;

3. Хлорированием, бромированием и фторированием улучшают химическую и тепловую стойкость.

Эксплуатационный свойства изделий, произведенных из полиэтилена, во многом зависят от скорости и равномерности охлаждения и условий эксплуатации: температуры, давления, продолжительности и степени нагрузки, условий хранения.

Технические характеристики полиэтилена низкого давления ПНД (высокой плотности) 2021

Полиэтилен низкого давления (коротко ПНД) – это термопластичный полимер высокой плотности, получивший широкое применение благодаря свойствам пластичности, прочности и долговечности. Уникальное сочетание в одном материале множества удобных характеристик дало возможность его использования для создания пленочной упаковки, жесткой тары, коммуникационных труб и деталей к ним, огромного количества другой полезной продукции.

Состав материала

ПЭ низкого давления является продуктом полимеризации углеводорода этилена, получаемым при низком давлении, но при разных температурах и в присутствии различных веществ. При этом получаются ПНД-модификации разной плотности, имеющие несколько разные свойства. При изготовлении изделий они маркируются наиболее высокими индексами – ПЭ-80, ПЭ-100. Эти марки незначительно различаются:

  • По твердости,
  • Прочности разрыва и растяжения,
  • Стойкости к механическим повреждениям и деформированию,
  • Температурным режимам эксплуатации и т.п.

Внутреннее строение полиэтилена низкого давления независимо от технологии изготовления остается линейным: он имеет структуру полимерных макромолекул с большим количеством ответвлений и беспорядочными межмолекулярными связями.

ВАЖНО! Производство материала ПНД и изделий из него имеет сравнительно низкую себестоимость, так как для этого используется дешевое сырье и несложное оборудование (изготовление труб либо пленок обходится всего одним цехом).

Основные свойства

Технические показатели

Полиэтилен низкого давления изготавливается по стандарту ГОСТ 16338-85, в соответствии с которым должен иметь следующие технические возможности:

  • Плотность в диапазоне от 930 до 970 кг/м3;
  • Температура плавления – +125-135 0C;
  • Нижний предел допустимых температур, при котором материал становится хрупким – -60 0C;
  • Прочность на разрыв растяжения достигает 1000 часов и более,
  • Период естественного разложения – порядка 100 лет,
  • Срок службы материала ПНД при соблюдении допустимых условий эксплуатации доходит до отметки в 50-70 лет и более.

ПНД базовых марок выпускают в порошковом виде, а их композиции поставляются в виде неокрашенных либо окрашенных гранул. Гранулированное сырье, идущее на изготовление широкого ассортимента продукции, регламентируется по линейным размерам частиц – в пределах от 2-х до 5-ти мм по диаметру и одинаковой формы. Могут быть разной сортности – высшей, первой и второй.

ИНТЕРЕСНО! Изделия из полиэтилена низкого давления очень твердые и жесткие. Даже при изготовлении из ПЭНД тончайших пленок это свойство обнаруживается внешне издаваемым ими шуршанием при прикосновении и смятии.

Преимущества

ПЭНД является наиболее плотным среди полиэтиленовых материалов, имеющих линейную структуру молекул. Именно поэтому он обладает наиболее высокой прочностью на разрыв и твердостью, уменьшающей его пластические свойства. При этом он имеет:

  • Высокую стойкость к оцарапыванию и растрескиванию в пределах допустимых температур,
  • Химическую и биологическую инертность, при которых ему не страшны воздействия микроорганизмов и химически активных веществ,
  • Отличные диэлектрические показатели и даже стойкость к излучению радиации;
  • Изоляционные свойства в отношении жидких и газообразных веществ,
  • Полную безопасность использования и нетоксичность в отношении человека и среды.

ИНТЕРЕСНО! Благодаря высоким изоляционным свойствам полиэтиленовые материалы низкого давления применяются в гидроизоляционных целях, для изготовления газовых труб, а также накопителей для экологически вредных веществ.

Недостатки

ПНД – это один из полимеров-термопластов, которые при всей их прочности и стойкости к большим нагрузкам различного характера имеют следующие отрицательные свойства:

  • Плавкость при повышении температур выше допустимой нормы,
  • Старение под воздействием прямого солнечного света, богатого ультрафиолетом.

ВНИМАНИЕ! Последний недостаток может быть устраним с помощью специальных покрытий для полиэтиленовых продуктов (краски, напыления, твердые материалы), а также введение в структуру ПНД защитных веществ на этапе изготовления изделий.

Полиэтилен | Справочник строителя

Мономером полиэтилена является этилен. Этилен, имеющий формулу H2C=CH2, считается первым представителем гомологического ряда этиленовых углеводородов.

Характерной особенностью этилена является его способность к реакциям присоединения. При полимеризации этилена получается полиэтилен.

Полимер этилена — полиэтилен — представляет собой высокомолекулярный парафин общей формулы [—СН2—СН2—СН2—СН2—]n нормального линейного строения.

Нормальное линейное строение характерно только для полиэтилена, полученного при низком давлении. Полученный при высоком давлении имеет менее регулярное строение. В условиях высокой температуры происходит отрыв атомов водорода от молекул полимера и образуются многочисленные ответвления в макромолекулах.

Боковые ветви в макромолекулах полиэтилена заметно влияют на степень кристалличности полимера, температуру его плавления, твердость, сопротивление изгибу.

Полимеры ведут себя различно при повторных нагреваниях. Полимеры, имеющие линейное строение, при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Это размягчение и отвердевание может происходить многократно. Такие полимеры называют термопластичными.

Полимеры, имеющие пространственное строение молекул, затвердев при нагревании, не могут при повторном нагревании обратимо переходить в пластическое состояние. Такие полимеры называют термореактивными.

Полиэтилен — сравнительно новый полимер. Он был синтезирован в 1937 г. в Англии, применять его в технике начали лишь в годы второй мировой войны.

Удачное сочетание в полиэтилене химической стойкости, механической прочности, морозостойкости, чрезвычайно низкие газопроницаемость и водопоглощение, малый объемный вес делают его незаменимым материалом в строительной технике.

До 1954 г. полиэтилен получали только при высоком давлении до 2500 ат и температуре до 180° с использованием кислорода в качестве инициатора процесса полимеризации. За последние годы производство полиэтилена начало развиваться по двум новым методам: при низком и высоком давлении. Первый способ ведется при давлении 1 — 5 ат и температуре до 60° с использованием в качестве катализатора солей тяжелых металлов переменной валентности, в связи с алкилами (одновалентными радикалами с общей формулой CnH2n+1 , например СН3, С2Н5, С3Н7 и т. д.), или в присутствии гидринов (соединений химических элементов с водородом) и некоторых металлов.

Второй способ получения полиэтилена осуществляется при давлении 35—40 ат и температуре 125—150° с использованием в качестве катализатора окислов металлов.

Полиэтилен, полученный при низких давлениях, отличается большой плотностью, прочностью, жесткостью и повышенной теплостойкостью, полученный при высоком давлении более мягкий и эластичный материал.

При производстве по первому способу не требуется сложной аппаратуры и большого компрессорного хозяйства. Однако, в свою очередь, производство при высоком давлении имеет то преимущество, что оно не нуждается в синтезе катализатора, и нет необходимости очищать полученный полимер от остатков катализатора и регенерации растворителей.

Ниже кратко изложены способы получения изделия как при высоком, так и при низком давлении.

Для изготовления различных изделий таких как — фиксаторы арматуры итд, применяют полиэтилен высокого давления с молекулярным весом в пределах 18 000—25 000, который условно называют полиэтиленом I, с молекулярным весом 25 000—35 000, обозначаемый как полиэтилен II и получаемый при низком давлении с применением металлоорганических катализаторов, называют III видом.

В зависимости от области использования их применяют в стабилизованном и нестабилизованном виде. Стабилизаторы вводят для замедления процесса старения при его переработке и дальнейшей эксплуатации, что особенно важно для полимера, применяемого в строительстве.

Для непрерывных процессов полимеризации применяются трубчатки с непрерывной подачей под давлением этилена и с непрерывным выходом полиэтилена.

Исходный продукт для производства — технический этилен — в зависимости от происхождения и метода синтеза содержит различные примеси и может иметь различную концентрацию.

Из реактора полимер вместе с непрореагировавшим этиленом через редукционный вентиль перепускается в приемник высокого давления 8, а из последнего в приемник 9, где давление снижается до атмосферного, и этилен отводится через ловушку 10 на промывку в скруббер 11. Полиэтилен из приемника 9 вытекает в формы, в которых и застывает.

В газ перед его поступлением в скруббер снова вводят некоторое количество кислорода, так как он расходуется в процессе полимеризации.

После промывки щелочным раствором, подаваемым в скруббер из сборника 12 (для удаления альдегидов), газ возвращается в газгольдер и снова идет в производство.

За один цикл 8—15% этилена превращается в полиэтилен, суммарное превращение достигает 93—98%.

Молекулярный вес образующегося полиэтилена зависит от условий полимеризации. При понижении температуры, меньшем содержании кислорода и увеличении давления молекулярный вес полимера повышается, однако процент превращения уменьшается.

Технология получения полиэтилена при низком давлении осуществляется в среде алифатических или ароматических углеводородов в присутствии комплексного гетерогенного катализатора, открытого К. Циглером в 1954 г. Этот катализатор образуется при взаимодействии алкилов металлов первой, второй или третьей групп периодической системы с солями тяжелых металлов переменной валентности.

Непременное условие проведения процесса — отсутствие в полимеризационной системе примесей, реагирующих с катализаторами. К числу таких примесей относятся главным образом вода и кислород.

Согласно технологии, разработанной Санкт-Петербургским научно-исследовательским институтом полимеризационных пластмасс, полимеризацию этилена можно вести в среде предельных углеводородов (например, бензина) в присутствии катализатора — смеси алкилов алюминия с четыреххлористым титаном.

Реакция полимеризации этилена в присутствии металлоорганических соединений экзотермична: при образовании 1 кг полиэтилена выделяется около 1000 ккал тепла. Полимеризация проводится при атмосферном или несколько повышенном давлении (до 4 ат). Процесс ведется при непрерывном перемешивании и температуре 50—60°.

Регулирование процесса полимеризации производят изменением молярного соотношения триэтил алюминия [А1(С2Н5)3] и четыреххлористого титана (TiC14). При увеличении молярной доли алкилов алюминия молекулярный вес образующихся полимеров возрастает. Так, при молярном соотношении триэтилалюминия и четыреххлористого титана 2 : 1 образуется полиэтилен с молекулярным весом больше 1 000 000, а при соотношении 1 : 2 получаются низкомолекулярные (около 30 000) хрупкие полимеры.

Скорость процесса полимеризации в значительной мере зависит от концентрации четыреххлористого титана.

Кроме изменения соотношения катализаторов, молекулярный вес полимера можно также снижать, заменяя триэтилалюминий частично или полностью диэтилалюминий галоидом, например А1(С2Н5)2С1.

Остальные технологические параметры (температура и давление), оказывая заметное влияние на скорость процесса и выход полимера, мало отражаются на его молекулярном весе.

Процесс полимеризации этилена при низком давлении может быть или циклический или непрерывный. В последнем случае реактором служит аппарат колонного типа с перемешивающим устройством, в который суспензия смеси катализаторов подается с определенной скоростью; с такой же скоростью полимер выводится из колонны.

В настоящее время наиболее широко применяется в промышленности строительных материалов полиэтилен высокого давления. Ниже описаны основные свойства полиэтилена, полученного этим способом.

Молекулы полиэтилена имеют плоскую зигзагообразную структуру обычной парафиновой цепи. На концах полиэтиленовой цепи имеются двойные связи, наличие которых доказывается спектром поглощения, а также реакцией присоединения йода. Для молекул характерна линейная неразветвленная структура с весьма редкими боковыми метальными группами.

При обычной температуре полиэтилен состоит примерно на 75% из кристаллической фазы и на 25% из аморфной.

Полиэтилен представляет собой твердый желтовато-белый роговидный продукт и является одним из самых легких полимеров (удельный вес 0,92 — 0,95).

Физические свойства полиэтилена определяются его химической структурой. Линейный характер макромолекулы и ее высокая степень симметричности обусловливают весьма малые (меньше чем в каком-либо другом полимере) межмолекулярные силы, высокую гибкость цепи и высокую подвижность звеньев. Поэтому в аморфном состоянии полиэтилен имеет весьма низкую температуру стеклования (- 80°).

Однако аморфное состояние полиэтилена является крайне неустойчивым, и он легко и быстро кристаллизуется, хотя кристаллическая фаза никогда не достигает 100%. Наличие аморфной фазы, температура стеклования которой весьма низка, позволяет сохранять известную степень гибкости и эластичности полиэтилена до весьма низких температур, т. е., иначе говоря, придает ему высокую морозостойкость (до — 80°). С другой стороны значительное содержание кристаллической фазы, температура плавления которой находится в пределе ПО — 115°, определяет его жесткость, малую скорость релаксации и теплостойкость (до 80°).

Сочетание жесткости и твердости полиэтилена при обычных температурах с морозостойкостью является самым ценным и важным в характеристике механических свойств этого материала.

Его физические свойства, как и других полимеров, зависят от степени полимеризации. На рис. 2 показана зависимость температуры плавления полиэтилена от его молекулярного веса. Низкомолекулярный полиэтилен имеет температуру плавления около 100° и представляет воскоподобное вещество, легко растворимое на холоду, в парафиновых и ароматических углеводородах.

Рис. 2. Молекулярный вес и температура плавления технических полиэтиленов

Рис. 3. Зависимость удельного веса полиэтилена от температуры

Высокомолекулярный вид плавится при температуре около 115°, он нерастворим на холоду, почти ни в одном из известных растворителей и лишь при температурах выше +80° заметно растворяется в четыреххлористом углероде, трихлорэтилене, бензоле и толуоле.

Предел прочности изделия при разрыве зависит от его молекулярного веса и составляет от 100 до 200 кГ/см2.

Как все кристаллические полимеры, полиэтилен плавится при узком интервале температур (разностью в 3 — 5°), однако уже при температуре на 15 — 20° ниже температуры плавления концентрация кристаллической фазы уменьшается настолько сильно, что его можно подвергать вытяжке и формовке.

При температуре выше температуры плавления полиэтилен переходит в пластическую (но не жидкую) массу, которую можно перерабатывать методом экструзии, литьем под давлением и вальцеванием. Возможность применения этих методов переработки связана с высокой вязкостью расплавленного образца.

Перевести полиэтилен в аморфное состояние можно быстрым охлаждением расплава. Аморфный полимер мягок. В кристаллическое состояние он переходит непрерывно, но равновесие фаз наступает очень медленно. На рис. 3 показана зависимость удельного веса полиэтилена от температуры, а следовательно, от содержания в нем кристаллической фазы. Увеличение плотности с изменением фазовой структуры приводит к значительной усадке изделия, которая во много раз выше усадки аморфных полимеров и достигает 16%.

Рис. 4. Зависимость предела прочности при разрыве полиэтилена от температуры

Большую усадку полиэтилена, связанную в основном с процессами кристаллизации, нельзя не учитывать при производстве из него строительных изделий особенно крупных размеров. Технологи поэтому должны уделять особое внимание достижению равновесного соотношения фаз, так как продолжающийся процесс кристаллизации будет вызывать образование трещин. Для достижения равновесного соотношения фаз изделия из полиэтилена необходимо охлаждать постепенно, погружая их в воду с начальной температурой +80° и давая остывать до +20°.

Свойства полиэтилена сильно изменяются с изменением его температуры. Так, предел прочности его при разрыве сильно изменяется в зависимости от температуры, что видно на рис. 4. Этот график показывает, что температурный интервал эксплуатации для строительных деталей, несущих нагрузку, из полиэтилена лежит в пределах от +60 до -70°.

Если его нагревают без доступа воздуха, то устойчивость повышается до 290°. Деструкция изделия наступает при более высоких температурах, причем образуются жидкие, маслянистые и газообразные продукты разложения.

При нагревании полиэтилена в присутствии воздуха уже при 120° наступает его окисление, которое постепенно ведет к перегруппировке макромолекул с образованием полностью нерастворимых полимеров.

При термической обработке (вальцевание, экструзия) также происходит деструкция и окисление, снижающие механические свойства изделия. Поэтому при процессах переработки полиэтилена часто добавляют антиокислители (стабилизаторы).

В зависимости от относительного удлинения при растяжении, выраженном в процентах от первоначального размера образца до длины в момент разрыва, полиэтилен делят на 4 марки: ПЭ-150, ПЭ-300, ПЭ-450 и ПЭ-500.

Полиэтилен применяется для производства санитарно-технических труб (водопроводных, канализационных, газовых), труб для химических заводов, трубок малых диаметров для скрытой электропроводки, из него изготавливается пленка полиэтиленовая различной толщины для гидро-, паро- и газоизоляции различных строительных конструкций.

Производство полиэтилена — получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

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.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Свойства материала термопласта полиэтилена (ПЭ)

Характеристики термопласта полиэтилена

Полиэтилен (PE) — это термопластический полимер , наиболее широко используемый для изготовления деталей и компонентов . Он доступен в различных сортах и ​​составах для удовлетворения различных потребностей. В целом полиэтилены обладают отличной химической стойкостью и ударопрочностью, электрическими свойствами и низким коэффициентом трения. Кроме того, полиэтилены легкие, легко обрабатываются и практически не впитывают влагу.См. Подробные сведения о свойствах материала в таблице ниже.

Существует четыре категории полиэтиленовых термопластов в зависимости от плотности / свойств: полиэтилен с низкой, средней, высокой (HDPE) и сверхвысокой молекулярной массой. К их характеристикам относятся:

  • Экономичный
  • Низкий коэффициент трения
  • Отличная химическая стойкость
  • Устойчив в криогенных средах
  • Хорошая ударопрочность
  • Одобрено FDA / USDA (HDPE)
  • Устойчив ко многим растворителям (HDPE)
  • Хорошая усталостная и износостойкость (HDPE)
  • Нулевое водопоглощение (HDPE)

Приложения для полиэтилена (ПЭ) термопласта

  • Направляющие конвейера
  • Вкладыши желоба
  • Резервуары для хранения химикатов
  • Детали пищевой промышленности
  • Медицинское оборудование
  • Приложения для упаковки
  • Износостойкие ленты конвейера (HDPE)
  • Трубопроводные системы (HDPE)
  • Оборудование для дозирования жидкостей (HDPE)
  • Судовые компоненты (HDPE)

Свяжитесь со специалистом по производству диэлектриков в Висконсине, чтобы обсудить использование полиэтилена для изготовления ваших пластиковых деталей.3 Механический Предел текучести 2,62e7 — 3,1e7 Па 3,8 — 4,5 тыс. Фунтов / кв. Дюйм Предел прочности на разрыв 2.21e7 — 3.1e7 Па 3,21 — 4,5 тыс. Фунтов / кв. Дюйм Удлинение 11,2 — 12,9% деформации 1,12e3 — 1.6 фунтов на квадратный дюйм Тепловой Макс.температура эксплуатации 113 — 129 ° C235 — 264 ° F Температура плавления 130 — 137 ° C266 — 279 ° F Изолятор или проводник Изолятор Изолятор Удельная теплоемкость 1.75e3 — 1,81e3 Дж / кг ° C 0,418 — 0,432 БТЕ / фунт. ° F Коэффициент теплового расширения 1,06e-4 — 1,98e-4 деформация / ° C 59 — 110 деформация / ° F Эко CO2 след 1,95 — 2,15 кг / кг 1,95 — 2,15 фунт / фунт Вторичная переработка Да Да

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен — это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электротехника и т. Д.).

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


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена — C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


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

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Температура плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв 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 FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Тем не менее, атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления углеродной сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных областей применения полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки — Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковках, 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 полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления — Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, предметы домашнего обихода, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль — Благодаря своей высокой прочности на растяжение полиэтилен высокой плотности широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборов, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильный — топливные баки, проводка и кабели — защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем 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 трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

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

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности — полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка — Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля 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 труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительские товары — предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели — изоляторы подпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства LLDPE

  • 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

Применение ЛПЭНП: Подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. При этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленки
  • PE не содержат пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц 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.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким 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 применений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

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, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения и изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Питьевая вода утверждена
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Механически более прочный

Сравнение основных типов полиэтилена


ПВД ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
— Одностадийная полимеризация
— Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллического) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная устойчивость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Превосходные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код вторичной переработки
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, пакеты для мусора для бутылок, прессованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из полиэтилена, полиуретана и ПВХ


ПЭ, полиуретаны и ПВХ — широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на свалках, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

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 поддается литью под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Выдувному формованию и центробежному формованию. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией производства полиэтилена низкой плотности является экструзия (трубы, экструзионные пленки, кабели и т. Д.). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ обрабатывается различными способами: методом компрессионного формования, экструзии с плашкой, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, раздув или экструзионное формование, потому что этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПВД
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • 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 доизмельчения
  • Температура плавления: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия методом экструзии требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Идентификационный код смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмассы для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен — это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электротехника и т. Д.).

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


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена — C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


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

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Температура плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв 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 FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Тем не менее, атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления углеродной сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных областей применения полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки — Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковках, 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 полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления — Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, предметы домашнего обихода, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль — Благодаря своей высокой прочности на растяжение полиэтилен высокой плотности широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборов, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильный — топливные баки, проводка и кабели — защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем 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 трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

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

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности — полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка — Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля 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 труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительские товары — предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели — изоляторы подпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства LLDPE

  • 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

Применение ЛПЭНП: Подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. При этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленки
  • PE не содержат пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц 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.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким 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 применений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

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, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения и изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Питьевая вода утверждена
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Механически более прочный

Сравнение основных типов полиэтилена


ПВД ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
— Одностадийная полимеризация
— Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллического) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная устойчивость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Превосходные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код вторичной переработки
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, пакеты для мусора для бутылок, прессованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из полиэтилена, полиуретана и ПВХ


ПЭ, полиуретаны и ПВХ — широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на свалках, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

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 поддается литью под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Выдувному формованию и центробежному формованию. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией производства полиэтилена низкой плотности является экструзия (трубы, экструзионные пленки, кабели и т. Д.). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ обрабатывается различными способами: методом компрессионного формования, экструзии с плашкой, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, раздув или экструзионное формование, потому что этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПВД
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • 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 доизмельчения
  • Температура плавления: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия методом экструзии требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Идентификационный код смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмассы для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен — это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электротехника и т. Д.).

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


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена — C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


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

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Температура плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв 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 FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Тем не менее, атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления углеродной сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных областей применения полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки — Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковках, 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 полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления — Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, предметы домашнего обихода, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль — Благодаря своей высокой прочности на растяжение полиэтилен высокой плотности широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборов, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильный — топливные баки, проводка и кабели — защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем 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 трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

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

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности — полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка — Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля 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 труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительские товары — предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели — изоляторы подпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства LLDPE

  • 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

Применение ЛПЭНП: Подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. При этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленки
  • PE не содержат пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц 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.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким 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 применений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

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, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения и изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Питьевая вода утверждена
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Механически более прочный

Сравнение основных типов полиэтилена


ПВД ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
— Одностадийная полимеризация
— Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллического) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная устойчивость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Превосходные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код вторичной переработки
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, пакеты для мусора для бутылок, прессованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из полиэтилена, полиуретана и ПВХ


ПЭ, полиуретаны и ПВХ — широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на свалках, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

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 поддается литью под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Выдувному формованию и центробежному формованию. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией производства полиэтилена низкой плотности является экструзия (трубы, экструзионные пленки, кабели и т. Д.). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ обрабатывается различными способами: методом компрессионного формования, экструзии с плашкой, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, раздув или экструзионное формование, потому что этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПВД
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • 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 доизмельчения
  • Температура плавления: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия методом экструзии требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Идентификационный код смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмассы для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен — это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электротехника и т. Д.).

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


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена — C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


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

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Температура плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая устойчивость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв 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 FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Тем не менее, атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления углеродной сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных областей применения полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки — Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковках, 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 полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления — Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, предметы домашнего обихода, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль — Благодаря своей высокой прочности на растяжение полиэтилен высокой плотности широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборов, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильный — топливные баки, проводка и кабели — защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем 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 трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

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

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности — полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка — Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля 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 труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительские товары — предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели — изоляторы подпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства LLDPE

  • 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

Применение ЛПЭНП: Подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. При этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленки
  • PE не содержат пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц 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.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким 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 применений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

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, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения и изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Питьевая вода утверждена
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Механически более прочный

Сравнение основных типов полиэтилена


ПВД ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
— Одностадийная полимеризация
— Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллического) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная устойчивость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Превосходные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код вторичной переработки
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, пакеты для мусора для бутылок, прессованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из полиэтилена, полиуретана и ПВХ


ПЭ, полиуретаны и ПВХ — широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на свалках, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

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 поддается литью под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Выдувному формованию и центробежному формованию. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией производства полиэтилена низкой плотности является экструзия (трубы, экструзионные пленки, кабели и т. Д.). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ обрабатывается различными способами: методом компрессионного формования, экструзии с плашкой, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, раздув или экструзионное формование, потому что этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПВД
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • 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 доизмельчения
  • Температура плавления: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия методом экструзии требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Идентификационный код смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмассы для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Все, что вам нужно знать о полиэтилене (PE)

Что такое полиэтилен и для чего он используется?

Полиэтилен — это 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), обеспечивший такой успех полиэтилену, был разработан в 1950-х годах двумя учеными, Карлом Циглером из Германии и Джулио Натта из Италии.

Существует несколько типов полиэтилена, каждый из которых лучше всего подходит для различных областей применения. Вообще говоря, полиэтилен высокой плотности (HDPE) намного более кристаллический и часто используется в совершенно иных обстоятельствах, чем полиэтилен низкой плотности (LDPE).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) находит широкое применение в таких вещах, как медицинские устройства и пуленепробиваемые жилеты.

Какие бывают типы полиэтилена?

Полиэтилен обычно подразделяется на одно из нескольких основных соединений, наиболее распространенными из которых являются ПЭНП, ЛПЭНП, ПЭВП и полипропилен сверхвысокой молекулярной массы.Другие варианты включают полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен со сверхнизкой молекулярной массой (ULMWPE или PE-WAX), высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE), сшитый полиэтилен высокой плотности (HDXLPE), сшитый 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 имеет высокую пластичность, но низкую прочность на разрыв, что проявляется в реальных условиях по его склонности к растяжению при деформации.
  • Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) очень похож на LDPE, но предлагает дополнительные преимущества. В частности, свойства ЛПЭНП можно изменить, регулируя составные части формулы, а общий процесс производства ЛПЭНП обычно менее энергоемкий, чем ПЭНП.
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE) — это прочный, умеренно жесткий пластик с высококристаллической структурой.Он часто используется в пластиковых упаковках для молока, стиральных порошков, мусорных баков и разделочных досок.
  • Полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой (СВМП) представляет собой чрезвычайно плотную версию полиэтилена, молекулярная масса которого обычно на порядок больше, чем у полиэтилена высокой плотности. Из него можно наматывать нити с прочностью на разрыв, во много раз превышающей прочность 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 материала») в зависимости от того, как пластик реагирует на тепло. Термопластические материалы становятся жидкими при их температуре плавления (110-130 градусов Цельсия в случае LDPE и HDPE соответственно). Полезным свойством термопластов является то, что их можно нагреть до точки плавления, охладить и снова нагреть без значительного разрушения. Вместо горения термопласты, такие как полиэтилен, разжижаются, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать.Напротив, термореактивные пластмассы можно нагреть только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первое нагревание вызывает затвердевание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическим изменениям, которые нельзя отменить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик во второй раз до высокой температуры, он загорится. Эта характеристика делает термореактивные материалы малопригодными для вторичной переработки.

Различные типы полиэтилена обладают большим разнообразием кристаллической структуры.Чем менее кристаллический (или аморфный) пластик, тем больше он демонстрирует тенденцию к постепенному размягчению; то есть пластик будет иметь более широкий диапазон между температурой стеклования и температурой плавления. Кристаллический пластик, напротив, демонстрирует довольно резкий переход от твердого состояния к жидкости.

Полиэтилен — гомополимер, поскольку он состоит из одного мономерного компонента (в данном случае этилена: Ch3 = Ch3).

Почему полиэтилен так часто используют?

Полиэтилен — чрезвычайно полезный товарный пластик, особенно среди дизайнерских компаний.Из-за разнообразия вариантов PE он используется в широком спектре приложений. Если это не требуется для конкретного приложения, мы обычно не используем полиэтилен в процессе проектирования в Creative Mechanisms. Для некоторых проектов деталь, которая в конечном итоге будет производиться серийно из полиэтилена, может быть прототипирована с использованием других, более удобных для прототипов материалов, таких как ABS.

PE не доступен в качестве материала для 3D-печати. Он может быть подвергнут механической обработке с ЧПУ или вакуумной формовке.

Как производится полиэтилен?

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

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

PE доступен в листах, стержнях и даже специальных формах во множестве вариантов (LDPE, HDPE и т. Д.), Что делает его хорошим кандидатом для процессов субтрактивной обработки на фрезерном или токарном станке. Цвета обычно ограничиваются 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 в том, что с ним может быть сложно создать прототип. Если вам нужно использовать его в процессе разработки прототипа, вы в значительной степени застряли с ЧПУ или вакуумным формованием.

Токсичен ли полиэтилен?

В твердой форме, нет. Полиэтилен часто используется при обработке пищевых продуктов. Он может быть токсичным при вдыхании и / или попадании в кожу или глаза в виде пара или жидкости (т. Е. Во время производственных процессов). Будьте осторожны и особенно соблюдайте инструкции по обращению с расплавленным полимером.

Каковы недостатки полиэтилена?

Полиэтилен, как правило, дороже полипропилена (который может использоваться в аналогичных деталях). ПЭ уступает только ПП как лучший выбор для живых петель.

Если ваша компания требует использования полиэтилена для питания вашего продукта, обратитесь в дизайнерскую фирму, 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 (высокой плотности) HDPE

Полиэтилен (полиэтилен) — один из самых популярных в мире пластиков. Это чрезвычайно универсальный полимер, который подходит для широкого спектра применений, от сверхпрочных влагонепроницаемых мембран для новых зданий до легких, гибких пакетов и пленок.

В секторе пленок и гибкой упаковки используются два основных типа полиэтилена — полиэтилен низкой плотности (LDPE), который обычно используется для изготовления лотков и более тяжелых пленок, таких как долговечные пакеты и мешки, туннели из полиэтилена, защитная пленка, пакеты для пищевых продуктов и т. Д. И т. Д. HDPE (высокая плотность), который используется для большинства тонких мешков, мешков для свежих продуктов, а также некоторых бутылок и крышек.

Существуют и другие варианты этих двух основных типов. Все они обладают хорошими паро- или влагонепроницаемыми свойствами и химически инертны.

Изменяя состав и толщину полиэтилена, производитель / преобразователь может регулировать сопротивление удару и разрыву; прозрачность и тактильность; гибкость, формуемость и возможность нанесения покрытия / ламинирования / печати. Полиэтилен может быть переработан, и во многих мешках для мусора, сельскохозяйственных пленках и продуктах длительного пользования, таких как парковые скамейки, тумбочки и мусорные баки, используется переработанный полиэтилен.Благодаря своей высокой теплотворной способности полиэтилен обеспечивает отличную рекуперацию энергии за счет чистого сжигания.

Хотите купить HDPE?

ПРИЛОЖЕНИЯ

Бочки для химикатов, канистры, бутыли, игрушки, посуда для пикника, бытовая и кухонная утварь, изоляция кабелей, пакеты для переноски, упаковочный материал для пищевых продуктов.

НЕДВИЖИМОСТЬ
Гибкий, полупрозрачный / воскообразный, атмосферостойкий, хорошая низкотемпературная стойкость (до -60 ° C), прост в обработке большинством методов, низкая стоимость, хорошая химическая стойкость.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Прочность на разрыв 0,20 — 0,40 Н / мм²
Ударная вязкость с надрезом без разрыва, кДж / м²
Коэффициент теплового расширения 100 — 220 x 10-6
Макс.температура непрерывного использования 65 oC
Плотность 0,944 — 0,965 г / см3

УСТОЙЧИВОСТЬ К ХИМИЧЕСКИМ ВЕЩЕСТВАМ
Разбавленная кислота ****
Разбавить щелочь ****
Масла и смазки ** переменная
Алифатические углеводороды *
Ароматические углеводороды *
Галогенированные углеводороды *
Спирты ****

КЛЮЧ * плохо ** умеренно *** хорошо **** очень хорошо

ТЕКУЩИЕ ПРИМЕРЫ

Садовые контейнеры из полиэтилена высокой плотности.Низкая стоимость, высокая жесткость и простота выдувного формования сделали этот материал естественным выбором для садовой мебели.

БУТЫЛКИ ИЗ ПНД
Пластиковые бутылки из полиэтилена высокой плотности (HDPE)

являются популярным выбором для упаковки молока и свежих соков. В Великобритании, например, ежегодно производится и закупается около четырех миллиардов бутылок для молока из полиэтилена высокой плотности.

HDPE предоставляет производителям, розничным продавцам и потребителям целый ряд преимуществ.

ПРЕИМУЩЕСТВА БУТЫЛОК ПНД

Вторичная переработка: бутылки из HDPE на 100% пригодны для вторичной переработки, поэтому материал можно использовать снова и снова

Устойчивый: HDPE предлагает возможности для интеграции переработанного материала обратно в цепочку поставок

Легко и легко: бутылки из HDPE предлагают значительные возможности облегчения

Адаптируемость: единственный тип пластиковых бутылок, который можно использовать в качестве однослойных бутылок для пастеризованного молока или в качестве соэкструдированных бутылок с барьерными слоями для UHT или стерилизованного молока

Простота использования: единственный тип упаковки, допускающий встроенную ручку и разливочное отверстие для обеспечения контролируемого захвата и выливания

Надежно и надежно: единственный тип упаковки, которая может иметь либо внешнюю крышку с функцией контроля вскрытия, либо индукционную термосварку, чтобы предотвратить утечку, сохранить свежесть продукта и выявить доказательства несанкционированного доступа

Коммерческая : Бутылки из HDPE предлагают полный спектр маркетинговых возможностей, например.грамм. печать прямо на материал, печать прямо на рукав или этикетку, а также возможность изменения формы, чтобы она выделялась на полке

Инновация: способность раздвигать границы и достигать новых рубежей за счет инновационного использования оборудования для выдувного формования.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТЫ

Бутылки из ПНД для молока — один из наиболее широко перерабатываемых элементов упаковки в Великобритании, при этом цифры Recoup показывают, что бутылки из ПНД перерабатываются примерно в 79% случаев
В среднем бутылки для молока из HDPE в Великобритании теперь на 15% легче, чем были всего три года назад

Однако инновационный дизайн, такой как бутылка Infini, отмеченная множеством наград, означает, что теперь можно облегчить бутылки до 25 единиц. % на стандартную бутылку (в зависимости от размера)

В среднем молочные бутылки из HDPE в Великобритании содержат до 15% вторичного материала

Однако технологические достижения и инновационный дизайн продуктов означают, что новые достижения стали возможны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.