Вспененный полиэтилен: характеристики, применение, виды
Материал, который НЕ проводит электричество, НЕ пропускает воду, НЕ выделяет вредную «химию», НЕ дает теплу покинуть пределы помещения. Четыре частицы «не» описывают свойства одного из лучших теплоизоляторов современности — вспененного полиэтилена или пенополиэтилена (ППЭ). Для того чтобы получить материал, над ПВД (полиэтилен высокого давления) проводили массу опытов — его насыщали газами, подвергали диффузии, расплавляли, смешивали с присадками. Результат оправдал затраченные усилия, получился материал, удовлетворяющий множеству запросов.
Что такое вспененный полиэтилен, виды материала, технологии производства
Вспененный полиэтилен — это полимерный материал, получаемый введением углеводородной газовой смеси в структуру полиэтилена, в результате чего получается пористый, пластичный и прочный полимер с ячеистой структурой. Выпускается он в форме листов, жгутов и рулонов.
Весь производимый на сегодняшний момент вспененный полиэтилен делится на три вида:
- Несшитый (НПЭ). Самый дешевый из линейки вспененного полиэтилена. Его выпуск Европа наладила еще в конце прошлого века. Расплавленную в экструдере полимерную массу насыщают газом, как правило, бутаном. При заливке в форму полиэтилен попадает в зону атмосферного давления, пузырьки газа пытаются выйти на поверхность, и, застывая, образуют ячеистую структуру. Несшитый пенополиэтилен — хороший теплоизолятор, но из-за малой плотности и рыхлой крупнопористой структуры изделия из него редко используют в строительстве. В основном материал идет на изготовление упаковки.
- Сшитый химическим способом (ХППЭ). Оборудование для производства вспененного полиэтилена ХППЭ используется то же, что и для несшитого, но при этом в технологию вводят дополнительную обработку перекисью водорода. Это убирает все недостатки присущие несшитому полиэтилену — материал становится плотнее, ячейки меньше, полимер может восстанавливать свою первоначальную форму после деформации.
- Сшитый физическим или радиационным способом (ФППЭ). Самый дорогой из вспенненых полиэтиленов. Сшивка молекул полимера происходит за счет потока электронов, испускаемых излучателем. Облучение образует поперечные связи, укрепляющие молекулярную сетку пенополиэтилена. На выходе получают эластичное мягкое полотно с гладкой поверхностью, способное выдерживать давление до 0,035МПа. У физически и химически сшитого ПЭ близкие характеристики, но ФППЭ быстрее восстанавливает форму после нагрузки и лучше прилегает к уплотняемым формам. Подложку для пола делают из вспененного полиэтилена, изготовленного радиационным способом.
Технические характеристики
Основные свойства и характеристики вспененного полиэтилена следующие:
- Плотность ППЭ зависит от способа его производства и составляет: для ФППЭ и ХППЭ — от 33 кг/м3 до 300-500 кг/м3. Несшитый ППЭ значительно легче. Согласно ТУ, его плотность должна быть не менее 20 кг/м
- Температура применения (у разных производителей) колеблется в пределах ± 10 0С, но в среднем, границы его рабочих температур – от — 60 0С … + 750С. При отсутствии контакта с воздухом ФППЭ и ХППЭ могут кратковременно использоваться при температурах до +150 0С (несшитый до +100 0С). Если использовать ППЭ при температурах ниже — 60 0С, то материал становится хрупким, а его остаточная деформация увеличивается до 35-40%.
- У вспененного полиэтилена, как и у всех полимеров с закрытопористой структурой, низкий коэффициент теплопроводности, составляющий 0,03-0,38 Вт/м*К. Изоляция из вспененного полиэтилена по своим теплосберегающим характеристикам уступает только пенополиуретану.
- У сшитого и несшитого ППЭ разная паропроницаемость. Для несшитого — этот показатель находится в пределах 0,003 мг/м*ч*Па, для сшитого почти в три раза меньше — 0,001 мг/м*ч*Па.
Изделия из пенополиэтилена и область их применения
- Фольгированный пенополиэтилен — продается в рулонах шириной 1,0-1,2 метра. Представляет собой утеплитель из химически сшитого вспененного полиэтилена, покрытого полированной алюминиевой фольгой. Применяется для теплоизоляции стен, промышленного оборудования, инженерных систем. Самые популярные из модификаций: «А» (фольга с одной стороны), «В» (двухстороннее фольгирование), «С» (одна сторона — фольга, на другой — клеевое покрытие), «ALP» (одностороннее фольгирование с защитной пленкой), «Пенофол» (вспененный полиэтилен с перфорированным покрытием из фольги).
- Скорлупы для труб представляют собой трубные оболочки с четко выдержанным внутренним диаметром. Могут выпускаться с готовым технологическим разрезом по всей длине (для смонтированных труб) или без разреза. Оболочки для труб, проходящих на открытом воздухе, изготавливают в защитном полимерном покрытии. Используются в качестве теплоизоляции инженерных систем ГВС и систем кондиционирования. Выпускаются с наружным диаметром 6-114 мм, толщиной вспененного полиэтилена 6-25 мм.
- Компенсационные маты — используют в качестве амортизирующей теплоизоляции в местах поворотов трубопроводов ГВС, для тепло- и шумоизоляции стен, перегородок, полов. Получают маты путем склеивания полотнищ вспененного полиэтилена. Процесс происходит при высоких температурах, поэтому тело демпфирующего мата представляет собой неразрывную структуру, устойчивую к внешним повреждениям. Маты компенсационные из вспененного полиэтилена поставляются листами, стандартный размер — 1х2 м, толщина от 10 до 100 мм.
- Жгуты — цилиндрический уплотнитель из вспененного полиэтилена, выпускаются изделия с наружным диаметром Ø 6-120 мм. 1. Жгуты Ø 6-12 мм закладывают в температурные швы бетонных полов. Ø 12-20 мм уплотняют зазоры между стеной и коробками дверей или окон. Ну а самыми большими в сортаменте жгутами Ø 20-60 мм заполняют стыки в стенах панельных домов.
- Подложка — изготавливается из физически и химического сшитого ППЭ. Выпускается в рулонах шириной до 3 метров и толщиной 2-5 мм. Подложка из вспененного полиэтилена используется в качестве подкладочного слоя между стяжкой и ламинатом.
- Упаковочный пенополиэтилен. На упаковку идет, как правило, несшитый пенополиэтилен в виде рулонов и пакетов разного размера и толщины (0,5-20 мм). Но встречается и тара, изготовленная под заказ — различные вкладыши, защитные уголки. Пакеты из вспененного пенополиэтилена —
Преимущества и недостатки
О плюсах материала:
- Как и у всех вспененных полимеров, у ППЭ низкий коэффициент теплопроводности — 0,035 Вт/(м·град).
- У материала неплохие амортизирующие свойства. Из вспененного полиэтилена делают: упаковку (плотность 25-33 кг/м3), подложку для пола (плотность 300 кг/м3), прокладки для оборудования (300-500 кг/м3).
- Вспененный полиэтилен обладает диэлектрическими свойствами, поэтому из самозатухающего ППЭ делают электрическую изоляцию высокочастотных кабелей. Диэлектрическая проницаемость ППЭ находится в пределах 1,4…1,5 (вода — 81, вакуум — 1).
- ППЭ — инертный материал, не вступающий в химические реакции.
- А еще это легкий и непромокаемый материал, его не едят насекомые и мыши. И самое главное — он недорогой.
Есть у него и недостатки:
- Фольгированный ППЭ будет работать как теплоизоляция только если перед слоем фольги будет хотя бы 2-3 см воздушной прослойки.
- Выше 100 0С материал начинает плавиться, а затем и гореть. Использовать его можно только в помещениях с высокой удельной пожарной нагрузкой.
Безопасность вспененного полиэтилена
Полиэтилен — один из самых стабильных соединений на планете. Из гранул полиэтилена, что идут на изготовление теплоизоляции, делают канистры и бутылки для воды, упаковку для пищевых продуктов, трубы водопровода.
На бытовом уровне, если использовать его в диапазоне рабочих температур, вспененный полиэтилен безвреден. Опасность ППЭ представляет при нагревании свыше 110-120 0С.
При горении он выделяет уксусную кислоту, формальдегид, оксид углерода.
Период распада материала около 200 лет. Это, с одной стороны, делает его одним из самых долговечных материалов (что хорошо). Но с другой стороны полиэтилен, как и пластик — настоящее бедствие для земной экологии, так как скапливается большое количество отходов вспененного полиэтилена.
Основные бренды на современном рынке
Производители отечественного вспененного полиэтилена: Тепофол, Вилатерм, Изолон, Energoflex (ROLS ISOMARKET), Thermaflex, Полифом, Пенофол, Порилекс.
Европейские и американские производители вспененного полиэтилена: DOW, Sealed Air, Pactiv, TROCELLEN, EPE Corporation Group, Alveo.
Каждый год в мире изготавливается до 185 тысяч тонн вспененного пенополиэтилена. Это немало. Несмотря на то, что этот рынок считается сравнительно молодым, темпы выпуска ППЭ уже обогнали в скорости производство пленки —крупнейшего сегмента полиэтилена ПВД. Ожидается, что рост потребления этого теплоизолятора будет расти и дальше за счет вытеснения более дорогих заменителей и применения вспененного полиэтилена в областях, где он ранее не использовался — в электротехнике, туристическом сна
oplenke.ru
| Обратная связь ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса — ваш вокал Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими Целительная привычка Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Тренинг уверенности в себе Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком» Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Как слышать голос Бога Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д. Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу. Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар. | ПЭВД имеет показатели 910 — 925 кг/м3. ПЭНД имеет показатели 941 — 965 кг/м3. Плотность полиэтилена напрямую зависит от степени его кристалличности, что оказывает большое влияние на физико-механические свойства полиэтилена. Примеси, содержащиеся в ПЭНД, увеличивают его диэлектрические потери. С повышением показателей плотности ПЭ увеличивается t◦C плавления. Полиэтиленовые изделия низкой плотности могут подвергаться эксплуатации до t◦ 60C, а изделия, выполненные из полиэтилена высокой плотности — до t◦ 100C. Судя по описаниям и характеристикам можно сделать заключение, что плотность полиэтилена напрямую зависит от скорости его застывания. Заслуженную популярность полиэтилен приобрел благодаря своим физико-химическим свойствам, обусловленным его химическим строением. 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. Свойства полиэтилена высокой плотности представлены в таблице 2.1.
Табл .2.1
Химические свойства представлены в таблице 2.2. Табл 2.2
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. Физические свойства представлены в таблице 2.3. Табл.2.3
Свойства полиэтилена низкого давления представлены в таблице 2.4.
Табл.2.4
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) получают полимеризацией со специальными катализаторными системами. Полиэтилен высокой плотности прочнее, чем полиэтилен низкой плотности. 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.
3.Основные источники образования и способы переработки отходов ПЭНД Источниками отходов являются промышленные предприятия, сельское хозяйство, строительство (производственная сфера). Каждое такое предприятие концентрирует в локальных точках средства труда и сырье (или средства труда к сырьевым ресурсам). Поэтому такие предприятия являются локальными, компактными источниками отходов. Так же источником образования данного вида отхода является население. ПЭНД перерабатывается почти всеми базовыми способами, используемыми при работе с пластмассами – экструзия, выдув, литье под давлением, ротоформование. Область применения полиэтилена низкого давления
Области применения ПЭНД представлены в таблице 3.1. Табл. 3.1
Для превращения отходов термопластов в сырье, пригодное для последующей переработки в изделия, необходима его предварительная обработка. Выбор способа предварительной обработки зависит в основном от источника образования отходов и степени их загрязненности [5]. Отходы в виде вышедших из употребления изделий требуют более основательной подготовки. Предварительная обработка отходов ПЭНД сельскохозяйственной пленки, мешков из под удобрений, отходов из других компактных источников, а также смешанных отходов включает следующие этапы: сортировка (грубая) и идентификация (для смешанных отходов), измельчение, разделение смешанных отходов, мойка, сушка. После этого материал подвергают грануляции [5].
Воздействие отходов на ОС. Основное количество отходов уничтожают – захоронением в почву или сжиганием. Однако уничтожение отходов экономически невыгодно и технически сложно. Кроме того, захоронение, затопление и сжигание полимерных отходов ведет к загрязнению окружающей среды, к сокращению земельных угодий (организация свалок) и т.д. [5]. Полиэтилен в виде пленки проницаем большим числом газов, таких как: N2, Н2, СО, СО2, СН4 и С2Нб, однако абсолютно непроницаем для полярных жидкостей и водяного пара. Касательно проницаемости, ПЭВП в пять-десять раз менее проницаем, чем ПЭНП. Свойства и применение полиэтилена, как ПЭНД так и ПЭВД широко распространено, использование этого материала применяется в массе отраслей. Но он обладает не только положительными качествами, имеются и минусы. Одним из основных минусов является старение при воздействии солнечных лучей. По приблизительным подсчетам на разложение полиэтилена уходит до 300 лет.Если простой полиэтиленовый пакет попадает на свалку в общей массе бытовых отходов, то он сильно затрудняет процесс переработки. Со временем этот пакет подвергается термостарению, постепенно разлагаясь под воздействием солнечных лучей, тепла и кислорода. В ходе разрушений казалось бы безобидный пакет выделяет вредные химические вещества в почву и воду. Разлагается полиэтилен низкого давления под действием азотной кислоты (50%), хлора и фтора. Вместе с тем решение вопросов, связанных с охраной окружающей среды, требует значительных капитальных вложений. Стоимость обработки и уничтожения отходов пластмасс примерно в 8 раз превышает расходы на обработку большинства промышленных и почти в три раза – на уничтожение бытовых отходов. Это связано со специфическими особенностями пластмасс, значительно затрудняющими или делающими непригодными известные методы уничтожения твердых отходов [5].
4. Выбор и обоснование технологии переработки отхода пленки ПЭНД Полимерные отходы являются ценным вторичным ресурсом, являясь сырьем для производства строительных материалов – черепицы, отделочных панелей, тротуарной плитки и т. д., а также товаров народного потребления. Например, отходы ПЭТ перерабатывают в крупногабаритные детали кузова автомобилей, волокнистые фильтрационные материалы (гидрофобная вата), которые служат для очистки загрязненных сточных вод от горюче-смазочных материалов, боксы для кассет и компакт-дисков, мебель, сантехническое оборудование. Отходы полиэтилена перерабатывают в изделия медико-биологического назначения, различные детали машин, тару, предметы домашнего обихода. Отходы из ПНЭД представляют собой отличный материал для переработки ПНЭД. Схема утилизации ПЭНД экструзией Экструзия – способ получения изделий или полуфабрикатов из полимерных материалов неограниченной длины путем выдавливания расплава полимера через формующую головку (фильеру) нужного профиля с последующим охлаждением, калиброванием и т. д. Для этого используют шнековые или червячные экструдеры. Готовой продукцией являются непрерывные изделия – пленки, профили самого разнообразного типа, листы, трубы и шланги, а также объемные, многослойные, вспененные изделия с поверхностью, имитирующей различные декоративные материалы, и др. Производительность крупных экструдеров достигает 3–3,5 т/ч, степень автоматизации производства также достаточно высока. Экструзия, наряду с литьем пластмасс под давлением, является одним из самых популярных методов изготовления пластмассовых изделий.
1- Узел сортировки. На первом этапе из отхода удаляются крупные включения (металлы, древесина, бумага, картон, песок, камни). Металлы удаляются с помощью магнитного сепаратора. Также применяется ручная сортировка для извлечения остальных включений. 2- Дробилка. Используются ножевые дробилки. Размер частиц на выходе 2-9 мм. 3- Сушилка. Влажность на выходе около 0,2 %. 4- Экструдер. Делится на 3 тепловые зоны. Процессы, происходящие при экструзии, представлены на рисунке 4.1. Рис. 4.1. Схема одношнекового экструдера: 1- бункер; 2- шнек; 3- цилиндр; 4- полость для циркуляции воды; 5- нагреватель; 6- решетка с сетками; 7- формующая головка. Технологический процесс экструзии складывается из последовательного перемещения материала вращающимся шнеком в его зонах (см. рис. 1): питания (I), пластикации (II), дозирования расплава (III), а затем продвижения расплава в каналах формующей головки. Зона питания (I). Поступающие из бункера гранулы заполняют межвитковое пространство шнека зоны I и уплотняются. Уплотнение и сжатие гранул в зоне I происходит, как правило, за счет уменьшения глубины нарезки h шнека. Продвижение гранул осуществляется вследствие разности значений силы трения полимера о внутреннюю поверхность корпуса цилиндра и о поверхность шнека. Поскольку поверхность контакта полимера с поверхностью шнека больше, чем с поверхностью цилиндра, необходимо уменьшить коэффициент трения полимера о шнек, так как в противном случае материал перестанет двигаться вдоль оси шнека, а начнет вращаться вместе с ним. Это достигается повышением температуры стенки цилиндра (нагревом) и понижением температуры шнека (шнек охлаждается изнутри водой). Нагрев полимера в зоне I происходит за счет диссипативного тепла, выделяющегося при трении материала и за счет дополнительного тепла от нагревателей, расположенных по периметру цилиндра. Зона пластикации и плавления (II). В начале зоны II происходит подплавление полимера, примыкающего к поверхности цилиндра. Расплав постепенно накапливается и воздействует на убывающую по ширине пробку. Поскольку глубина нарезки шнека уменьшается по мере продвижения материала от зоны I к зоне III, то возникающее давление заставляет пробку плотно прижиматься к горячей стенке цилиндра, происходит плавление полимера. В зоне пластикации пробка плавится также и под действием тепла, выделяющегося вследствие внутреннего, вязкого трения в материале в тонком слое расплава, где происходят интенсивные сдвиговые деформации. Последнее обстоятельство приводит к выраженному смесительному эффекту. Расплав интенсивно гомогенизируется, а составляющие композиционного материала перемешиваются. Конец зоны II характеризуется распадом пробки на отдельные фрагменты. Далее расплав полимера с остатками твердых частиц попадает в зону дозирования. Основной подъем давления P расплава происходит на границе зон I и II. На этой границе образующаяся пробка из спрессованного материала как бы скользит по шнеку: в зоне I это твердый материал, в зоне II- плавящийся. Наличие этой пробки и создает основной вклад в повышение давления расплава. Также увеличение давления происходит за счет уменьшения глубины нарезки шнека. Запасенное на выходе из цилиндра давление расходуется на преодоление сопротивления сеток, течения расплава в каналах головки и формования изделия. Зона дозирования (III). Продвижение гетерогенного материала (расплав, частички твердого полимера) продолжает сопровождаться выделением внутреннего тепла, которое является результатом интенсивных сдвиговых деформаций в полимере. Расплавленная масса продолжает гомогенизироваться, что проявляется в окончательном плавлении остатков твердого полимера, усреднении вязкости и температуры расплавленной части. Все изделия, получаемые на основе термопластов методом экструзии, могут иметь в принципе неограниченную длину. Поперечник изделий ограничивается главным образом диаметром шнека экструдера. Чем больше D, тем шире, толще могут получаться изделия.
Для достижения высокого качества продукции и минимизации издержек используется широкий спектр методов, в числе которых и использования добавок, облегчающих переработку полимеров. Термин добавки, облегчающие переработку полимеров (Polymer Processing Aid, далее РРА) объединяет несколько различных классов соединений, позволяющих облегчить течение расплавов высокомолекулярных полимеров в каналах формообразующего инструмента. Процессинговые добавки применяются и при переработке ПЭВП (ПНД). Процессинговые добавки вводятся в очень небольшом количестве (0,04-0,05%. Применение процессинговых добавок облегчает процесс течения расплава полимера в узких каналах, значительно снижает давление в головке и нагрузку на валу. Обычно эффективность РРА оценивают именно по этим параметрам. Процессинговые добавки позволяют снизить давление и предотвратить образование поверхностных дефектов аналогично линейному полиэтилену и при переработке смесей вторичных полиэтиленов высокой и низкой плотности. PROCESSAIDLLDPE00433 — суперконцентрат, содержащий фторэластомер в матрице линейного полиэтилена. Разработан специально для экструзии высокомолекулярного полиэтилена низкого давления. Повышает прозрачность плёнок и производительность процесса. Экологический антипирен Emerald — экологически безопасный полимерный бромсодержащий антипирен. При использовании Emerald 1000 на 5-10% повышаются прочностные свойства композиций ПЭНД. Для ПЭНД ввод данной добавки составляет 18 %. Осушающие концентраты (дессиканты) предназначены для переработки влажного вторичного сырья ПЭНД. Концентраты содержат 60-80% минерального активного вещества, которое при переработке поглощает большое количество влаги, и позволяет наладить технологический процесс и получить достаточно качественное изделие (пленку, ленту, отливку), даже при высокой влажности исходного сырья. По результатам наших испытаний ввод концентрата от 0,2% до 0,5% позволяет легко перерабатывать сырье с содержанием влаги 1-2%.
5. Выбор и расчет основного оборудования
Методика расчета экструдера. 1) Расчет диаметра;
, где V- объем массы, сдвига массы, Pм – плотность массы, Диаметр определяется по номограмме. Выбирается ближайшее значение из стандартного ряда. 2) Определяем глубину канала в зоне 3;
3) Определяем число оборотов шнека;
По этим параметрам выбираем экструдер из каталога.
4) Определяем глубину канала в зоне 1;
5) Определяем длины зон загрузки; l1= L – (l2+l3), м l2 = 5*D, м l3 = 6*D, м 6) Определяем шаг нарезки, t;
t= D, м (Если значение не указано в каталоге, то оно равно диаметру)
7) Рассчитываем направление и угол нарезки;
8) Определяем ширину витка канала;
Z – число заходов нарезки; e- ширина гребня витка. е = 0,1 * D, м
9) Определяем глубину канала в зоне 2;
h3 = 4*h4, м Затем выбираем температурный режим, исходя из перерабатываемого материала.
Расчет сопротивления формующей головки
; k – частный коэффициент сопротивления участка канала с простой конфигурацией
Расчет экструдера
Так как отход состоит из 80% ПЭНД и 20% примесей, то для начала необходимо избавиться от примесей. Х = 656 т/год Таким образом, в экструдер подается 656 т/год. Плотность ПЭНД: 940 – 960 кг/ . Для дальнейшего расчета я использовала значение 950 кг/ .
Из стандартного ряда диаметр равен 90 мм.
L = 25*90 =2250мм=2,250, м
Определила глубину канала в зоне 3;
Число оборотов шнека составило;
n= 70, 2
Глубина канала в зоне 1 составила;
h2 = Выбор экструдера: Производительность ПЭНД: 300; ЧП 90*30, частота вращения: 10-100 об/мин, установленная мощность: 142 кВт.
l2 = 0,09 * 5 = 0, 45, м l3 = 0,09 * 6 = 0, 54, м l1 = 2,25 (0,45+0,54) = 2,228, м
Шаг нарезки t равен D. (0,09, м)
Направление и угол нарезки;
Ширина витка канала равна;
Глубину канала в зоне 2;
h3 = 4*0,0028 = 0,0112 , м
Расчет сопротивления 1)Скорость сдвига определяется по формуле:
=
Q = 656/950 = 0,69 2)Вязкость расплава в канале формующей головка равна;
6. Выбор вспомогательного оборудования
Для удаления крупных включений таких, как бумага и картон применяется ручная сортировка. Для удаления черных металлов из отхода используется магнитный сепаратор. Рис 5.1: Схема магнитного сепаратора
1. Сепарация магнитных материалов 2. Вибрационный стол 3. Сепаратор немагнитных металлов 4. Доп. магнитная сепарация 5. Выгрузка инертных материалов 6. Выгрузка немагнитных металлов Из каталога был выбран магнитный сепаратор марки ПБСЦ – 40/10. Технические характеристики данного оборудования представлены в таблице 6.1. Табл.6.1
Так же из каталога был выбран центробежный вентилятор марки СВМ/2 -160/062-260W. Технические характеристики моделей представлены в таблице 6.2. Табл.6.2
7.Вывод Так как утилизация пластиковых отходов – одна из наиболее важных общемировых проблем, в данном курсовом проекте были определены основные источники образования и способы переработки отходов ПЭНД, а также рассчитано основное оборудование (экструдер) и выбрано вспомогательное оборудование. Кроме того, разработана наиболее рациональная схема установки для утилизации отходов ПЭНД.
8.Литература 1) Шварц 0., Переработка пластмасс./ Шварц О., Эбелинг Ф.В., Фурт Б. – под общ. ред. Пниматченко А.Д. – СПб.: Профессия, 2005.-320 стр., ил. 2) Власов С. В., Основы технологии переработки пластмасс./ Власов С.В., Кандырин Н.Б., Кулезнев В.Н. – М.: Химия, 2004. – 600 стр., ил. 3) Раувендааль К., Экструзия полимеров./ Раувендааль К., — СПб.: Профессия, 2006. 4) Ла Мантия Ф., Вторичная переработка пластмасс./ Ла Мантия Ф., — пер. с. Англ. Под ред.0 Заикова Г. Е. – СПб.: Профессия, 2006.-400 стр., ил. 5) Клинков А. С., Утилизация и вторичная переработка полимерных материалов./ Клинков А.С., Беляев П.С., Соколов М.В.-Тамбов.: ТГТУ, 2005.-49 стр.
|
megapredmet.ru
Полиэтилен: потребительские свойства и применение
В современном мире полиэтилен достаточно распространен. Он используется во многих отраслях промышленности, изделия из него можно встретить в каждом доме и магазине.
Благодаря такому широкому распространению, более 50% этилена, который производиться в мире, уходит на производство полиэтилена. В основном ПНД и ПВД. И что бы понять секрет такой популярности данного полимера, стоит разобраться в основных его преимуществах.
Температура плавления различных полиэтиленов и их потребительские свойства
Сам полиэтилен является термопластичным полимером, который кристаллизуется в диапазоне от минус 60 до минус 270 градусов Цельсия. При этом, данный материал является непрозрачным при достаточно толстом слое.
Что касается температуры плавления, то она достаточно разная в зависимости от способа производства. Но в любом случае, любой полиэтилен при воздействии высокой температуры постепенно теряет свои свойства. Он постепенно размягчается, становиться более эластичным.
Что касается среднего полиэтилена, который имеет наиболее широкое распространение, то с температуры в 70 °С он начинает терять свои свойства. И чем выше поднимается температура, тем более мягким и эластичным становиться данный полимер. Для того же, что бы средний полиэтилен полностью утратил свои характеристики и форму, его стоит нагреть до 120 °С. А повысив температуру лишь на 10 °С, данный полимер превращается в жидкую субстанцию.
Если же говорить о полиэтилене низкого давления, то данный материал имеет температуру плавления в пределах 120-135 °С. При этом, он имеет высокую степень сопротивляемости химическим воздействиям, повешенную стойкость к теплу и механическим воздействиям.
Но не стоит применять данный тип полиэтилена с надеждой того, что он обеспечит защиту от проникновения газов и паров. Хотя полиэтилен низкого давления неактивен биологически, его достаточно легко перерабатывать.
Полиэтилен же высокого давления имеет температуру плавления в пределах 60-90 °С. И хотя данный материал менее прочен и устойчив к химическим воздействиям чем предыдущий вид полимера, но имеет более высокие диалектические свойства. К тому же, такой материал намного более прочен, чем полиэтилен низкого давления.
Где применяются различные типы полиэтилена?
Что касается сферы применения полиэтилена низкого давления, то стоит лишь сказать, что она очень обширна. Это поясняется тем, что данный материал имеет достаточно привлекательные свойства.
Полиэтилен низкого давления (ПНД) активно применяется в различных сферах промышленности. С него изготавливают практически все ёмкости и резервуары, а также пластиковую тару и ведра (ассортимент тары и ведер вы можете посмотреть на сайте Симплекс в специальном разделе или просто позвонив в офис ООО НПП Симплекс в г. Самара по телефону +7 (846) 379-59-65). Ведь данный тип полимера химически неактивен. Все больше автомобилей получают бензобаки и различные бачки для жидкостей из полиэтилена низкого давления.
Благодаря тому, что полиэтилен низкого давления достаточно долговечен, все больше труб изготавливается из него даже в России. Да и упаковочные материалы в основной своей массе производиться из такого материала.
Что же касается полиэтилена высокого давления (ПВД), то он все более активно используется при производстве различных пленок для сельскохозяйственных нужд. А если говорить о пищевой продукции, то тут полиэтилен высокого давления уже давно на первом месте. Практически с него одного изготавливаться все пищевые пленки, пищевые пакеты и иные емкости для хранения продуктов (канистры и бочки).
www.simplexnn.ru
основные свойства и виды :: SYL.ru
Что собой представляет полиэтилен? Формула данного вещества относится к ряду непредельных углеводородов. Рассмотрим подробнее особенности данного соединения, выявим его основные области применения.
Особенности строения
Полиэтилен, формула которого имеет вид (С2Н4)n, представляет собой высокомолекулярное органическое вещество. В его структуре есть двойная связь между углеродными атомами, что свидетельствует о непредельном характере. Величина валентного угла – 120 градусов, тип гибридизации в данном веществе SP2.
Физические свойства
Полиэтилен, формула мономера которого относится к ряду (Cnh3)n, представляет собой белое твердое вещество, нерастворимое в воде. Отметим также стойкость данного органического продукта к действию бензина, ацетона, сильных кислот, исключая концентрированную серную кислоту.
Получение
Полиэтилен получают из вещества, формула которого имеет вид С2Н4. Именно этилен выступает в качестве мономера для процесса полимеризации. В последние годы наблюдается тенденция резкого увеличения объемов производства полиэтилена, так как возросла потребность в нем в различных промышленных производствах. Учитывая, что формула структурного звена полиэтилена имеет вид -СН2-СН2-, сам процесс можно представить в следующем виде:
Если дано задание: «Укажите формулу элементарного звена полиэтилена», в качестве ответа нужно представить структурное звено.
Виды полиэтилена
В настоящее время выпускается полиэтилен, формула которого не отличается от классического вида, но есть определенные отличия в свойствах продукта. Например, ПЭНП имеет низкую плотность, а ПЭВП отличается повышенной плотностью материала. В России видовую структуру ограничивают двумя видами: ПЭВП и ПЭНП.
В перерабатывающей отрасли в основном применяется упаковка и тара, элементы трубопровода, полиэтиленовые пленки, изоляция для кабелей, товары бытового предназначения. Среди основных производителей ПЭНП лидируют изготовители пленок.
Особенности применения
Полиэтилен прост в механической обработке, подвергается свариванию. Благодаря отличным диэлектрическим свойствам, можно использовать данное вещество в электротехнике. Максимальной востребованностью обладает полиэтилен низкой плотности, формула которого была записана выше.
Именно полиэтилен является самым недорогим полимером, который используется в разных отраслях современной промышленности.
В кабельной промышленности, благодаря полиэтилену, получают существенную экономию меди, хлопчатобумажной ткани, свинца, иных материалов, имеющих высокую стоимость. Такой переход на провода и кабеля с полимерной изоляцией сократил трудоемкость процесса, упростил технологию применения сополимеров этилена.
Сельское хозяйство
Востребованы полиолефины также в сельском хозяйстве. Отличный экономический эффект получают путем использования полиэтилена в овощеводстве при строительстве парников, теплиц. Получаемые сооружения имеют упрощенную конструкцию, поэтому их стоимость ниже стеклянных аналогов примерно в три раза.
Прозрачные полиолефиновые материалы отлично пропускают ультрафиолетовые лучи, в результате чего существенно сокращаются сроки созревания овощных культур. Полиэтиленовой пленкой укрывают бурты зерна и овощей при продолжительном хранении их в поле. Из данного материала изготавливают мешки, в которых хранят минеральные удобрения. Пленка нужна и для процесса силосования. Благодаря хранению в полиэтиленовых мешках силоса, нет необходимости строить дорогие башни, тратить средства и время на процедуры разгрузки и загрузки.
Полимерные пленки, изготовленные на основе полиэтилена, позволяют увеличивать урожайность плодово-ягодных культур, ограничивать испарение из почв влаги, а также тормозить рост сорных растений.
Применение полиэтилена в животноводстве
Мы уже выяснили, какова формула полиэтилена: (-СН2-СН2-)n. Проанализируем значимость данного химического соединения для молочных ферм. Именно это органическое соединение применяется для изготовления различной тары: бидонов, бочек, ведер, банок, доильных аппаратов. Полиэтиленовые трубы удобны для перекачки молока. Металлические аналоги, применяемые на протяжении длительного времени, доказали свою несостоятельность. Помимо высокой стоимости, они подвергаются химической и атмосферной коррозии, а полиэтилен устойчив к этим процессам.
Пленка, выполненная из этого органического соединения, подходит для облицовки оросительных систем и каналов. По стоимости она будет дешевле бетонных аналогов примерно в три раза. Из полиэтилена низкого и высокого давления и его сополимеров производят гибкие шланги, применяемые в процессе полива сельскохозяйственных плантаций.
Строительная отрасль
Полиолефины востребованы в судостроении, автомобилестроении, машиностроении. Их них изготавливают трубы и разнообразные санитарно-технические изделия. На базе полиэтилена получают разнообразные композиции, вводя в полимер наполнители и определенные добавки.
К примеру, композицию ПЭВД с канальной сажей применяют при покрытии кабелей. Полученный материал выдерживает высокие давления жидкости, движущейся по трубам.
Для производства арматуры, разнообразных жестких конструкций применяют ПЭСД и ПЭНД, а также используют полипропилен. Из них производят гальванические ванны, струйные насосы, вентиляционные установки, оросительные колонны.
Заключение
Полиэтилен востребован и в отраслях, занимающихся производством предметов домашнего обихода. Из данного полимера создают разнообразные игрушки, зубные щетки, ведра, тазики, кувшины, разнообразные предметы, востребованные хозяйками.
Полиэтилен подходит для изготовления упаковочной тары для фармацевтической, парфюмерной, пищевой промышленности. Благодаря внешнему эстетичному виду, легкости, прочности, данный материал становится перспективным веществом для производства универсальных полочных систем, кресел, стульев.
В текстильном машиностроении полиэтилен востребован при создании шпулей, бобин. Данный полимер подходит для изготовления определенных узлов стиральных машин, вентиляционных систем, электрических приборов.
Полиэтиленовая пленка при нагревании подвергается усадке, плотно прилегая к предмету, материал повторяет его форму.
Если в двадцатом веке для изготовления изоляционных материалов применялась минеральная вата и пенополистирол, то в настоящее время разрабатываются абсолютно новые теплоизоляторы, базирующиеся на ППЭ (вспененном полиэтилене).
Данный материал создают из вспененного пористого гибкого полиэтилена, который предназначается для упаковки посуды и бьющихся предметов, промышленной техники, микроэлектроники. Данный продукт, получаемый из полиэтилена, востребован при изготовлении звукоизоляционных и гидроизоляционных материалов. Несмотря на то что стоимость у такой продукции будет немного выше, чем у традиционных теплоизоляционных материалов, она окупается отличными теплоизоляционными характеристиками. Такие материалы выдерживают диапазон температур от -60 до +95 градусов, имеют средний эксплуатационный срок службы порядка пятидесяти лет. Полиэтилен по праву можно считать востребованным материалом, имеющим множество областей применения.
www.syl.ru
Свойства и применение полиэтилена — ПК «Полипласт»
admin | Полиэтилен | 19.11.2008
Полиэтилен — термопластичный насыщенный полимерный углеводород, молекулы которого состоят из этиленовых звеньев имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 0,254 нм , соответствующим повторяющемуся расстоянию в углеродной цепи. Соседние молекулы находятся на расстоянии 0,43 нм друг от друга.
В зависимости от метода получения свойства ПЭ — непрозрачного в толстом слое полимера, без запаха и вкуса — заметно изменяются, особенно это проявляется в плотности, температуре плавления, твердости, жесткости и прочности. Эти показатели возрастают в ряду: ПЭВД < ПЭНД < ПЭСД. Основной причиной, вызывающей различия в свойствах ПЭ, является разветвленность макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Разветвления 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 условий его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера.
ПЭ не смачивается водой и другими полярными жидкостями. при комнатной температуре он не растворяется в органических растворителях. Лишь при повышении температуры (70°С и выше) он сначала набухает, а затем растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Лучшими растворителями являются — ксилол, декалин, тетралин. При охлаждении растворов ПЭ выпадает в виде порошка.
Масла, жиры, керосин и другие нефтяные углеводороды практически не действуют на ПЭ; полимер высокой плотности проявляет к ним большую стойкость, чем полимер низкой плотности.
ПЭ устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей и солей, но при температурах выше 60 °С сер-ная 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. Без изменения полярности его поверхности ПЭ только сваривается с помощью горячего воздуха (азота).
Окисление ПЭ кислородом воздуха, под влиянием нагревания и воздействия солнечного света приводящее к ухудшению физико-механических и диэлектрических свойств, в значительной степени предотвращается введением стабилизаторов.
В виде пленок ПЭ проницаем для многих газов (Н2, СО2, N2, СО, СН4, С2Нб), но практически непроницаем для паров воды и полярных жидкостей. Проницаемость ПЭНП в 5—10 раз выше проницаемости ПЭВП.
Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок толщиной 40—100 мкм ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большой гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность. ПЭ устойчив к ударным нагрузкам. Он эксплуатируется в пределах температур от —80 до 60 °С (ПЭНП) и до 100°С (ПЭВП). Вязкость расплава ПЭНП выше, чем ПЭВП, поэтому он перерабатывается в изделия легче.
ПЭ обладает небольшой теплопроводностью и большим коэффициентом термического расширения. По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от —80 до 100 °С и влажности. Остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.
Полиэтилен, наряду с широким комплексом положительных свойств, обладает и рядом недостатков. К ним относится в первую очередь уже ранее отмеченное старение при действии солнечного света, ползучесть (развитие деформации при длительном действии статических нагрузок), образование трещин в изделиях, находящихся длительное время в напряженном состоянии, невысокая рабочая температура, недостаточная механическая прочность и в ряде случаев химическая стойкость, горючесть, непрозрачность.
Ползучесть приводит к тому, что при конструировании изделий, подвергающихся длительному действию нагрузок, оперируют не разрушающим напряжением при растяжении, а пределом длительной прочности, который в несколько раз ниже и равен 2,5 МПа для ПЭНП и 0,5 МПа для ПЭВП.
Образование трещин в изделиях определяется действующими напряжениями, температурой и средой. Активно воздействуют на ПЭ растворы моющих средств и полярные жидкости. ПЭНП более устойчив к растрескиванию, чем ПЭВП.
Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств ПЭ позволяет широко применять его во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, легкой, медицине и др.). Ниже представлена структура потребления ПЭ, %:
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
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
Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП.
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 из ПЭ изготовляют листы тол; ной 1—6 мм и шириной до 1400 мм. Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического и бытового назначения методом вакуумного формования.
Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилидемхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатной, из поливинилового спирта и др.) меньшая 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 зад
www.polimerportal.ru
Полиэтилен применение — Справочник химика 21
Производство полиэтилена. Полиэтилен—один из самых распространенных полимерных материалов, находящий широкое применение как в промышленности и сельском хозяйстве, так и в быту. Полиэтилен имеет уникальные физические и химические свойства температура плавления 100—125°С, устойчив к действию концентрированных щелочей и кислот, высокая-эластичность даже при низких температурах примерно минус 50—60Х, абсолютная негигроскопичность, очень высокие диэлектрические свойства и сравнительно малая газопроницаемость пленок. [c.319]На основе разработанных в последнее время систе-м каталитической цепной полимеризации олефинов получены кристаллические волокнообразующие полимеры. Из синтезированных полиолефинов в качестве сырья для производства волокон промышленное применение находят полиэтилен и в особенности изотактический кристаллический полипропилен. [c.344]
Открытие процесса полимеризации этилена привлекло к себе внимание по ряду причин. Во-первых, с теоретической точки зрения, так как в то время полагали, что этилен не может давать высокомолекулярного пластического материала. Во-вторых, открытие его можно рассматривать как пример чисто научного исследования, не представлявшего практического интереса для промышленности. В-третьих, в то время как из этилена получались низкомолекулярные полимеры, высокомолекулярных же пластических полиэтиленов не удавалось получить из этилена, приготовленного с применением тех же методов очистки. [c.166]
В качестве примера исследуем течение смешиваемых материалов по рабочей поверхности многоступенчатого центробежного (ротационного) смесителя, использование которого весьма перспективно для смешения высокодисперсных твердых (порошковых) материалов с вязкими жидкостями [70]. Так, представляет интерес применение ротационных смесителей в производстве полиэтилена, где перерабатываются большие количества цветных пигментов и сажи, ввод которых в полиэтилен необходим, чтобы придать ему определенные потребительские свойства (различные цвета спектра, термостойкость, диэлектрические свойства и т. д.). [c.188]
Для моделирования свойств смол и асфальтенов использовался полиэтилен низкой кристалличности (от 5 до 10%), определенной с помощью ИК-спектроскопии. Рентгенограмма также показала наличие слабых рефлексов, полоса — (200) при 3,7 А. Полиэтилен служил для имитации алифатической части молекул асфальтенов, а в качестве ароматической части таковых бралась сажа. Конечно, оба компонента в этой искусственной смеси (полиэтилен и сажа) не воспроизводили тип углеродного скелета алифатической и ароматической частей молекул асфальтенов. Это была искусственная модель (заменитель), в какой-то мере чисто формально позволившая выявить характер влияния двух образцов углеродистого вещества с разным типом С—С-связей алифатической (полиэтилен) и графитоподобной — ароматической (сажа), на физическую упаковку (структуру) этой бинарной смеси — заменителя асфальтенов. Смесь сажа—полиэтилен составлялась постепенным добавлением сажи к полиэтилену под гидравлическим резиновым прессом. Образец этой смеси проводился 15 раз через пресс. Рентгеновские измерения производились при интенсивности в интервале 20=8н-100°. Были получены записи рентгеновской дифракции для различных асфальтенов и нефтяных смол (рис. 46). Путем нормализации этих кривых и сравнения их с независимой кривой распределения углерода в интервале (sin 0)Д=0,08-н0,5 были получены кривые рентгеновской дифракции (рис. 47) для исследованных природных образцов, которые сопоставлялись с кривыми для образцов кристаллического полиэтилена, сажи и их смесей (рис. 48). Такой прием нормализации был применен с целью разрешения 7- и (002)-полос, которые в дальнейшем служили для количест- [c.232]
Из полимерных материалов в химической промышленности США широко применяются полиэтилен, полипропилен, фторопласты, кремний-органические полимеры, композиции на основе эпоксидных смол и др. Из них делают различную емкостную аппаратуру, отдельные детали арматуры, трубопроводы. Полимерные материалы используются как защитные покрытия на деталях, работающих в агрессивных средах, или для футеровки сосудов. Липкие ленты из полимеров применяются для обмотки трубопроводов. Перспективным является их применение в качестве замазок для полов химических производств [278]. [c.218]
Проблемы, возникающие при покрытии полиэтиленом применение в качестве клеящего слоя окисленной полиэтиленовой пленки. [c.303]
Полиэтилен употребляют также для защиты металлических покрытий от коррозии, для получения легких и прочных пенопластов, липких лент, игрушек, волокон. Он широко используется для изоляции высокочастотных кабелей в радиолокационных, радиотехнических и телевизионных установках, для изоляции подводных морских кабелей. Большое применение полиэтилен находит в жилищном, промышленном и дорожном строительстве. [c.11]
Полиэтилену предсказывают широчайшее применение в ближайшем будущем. Достаточно сказать, что мировая продукция полиэтилена составила в 1956 г. 1,5 млн. т [58]. [c.222]
Полиэтилен — полимер, образующийся при свободно-радикальной каталитической полимеризации этилена, представляет очень большой интерес по ряду причин. Оц является одним из представителей синтетических пластических масс, производство которых идет исключительно быстро. Полиэтилен нашел разнообразное применение. Препятствием к расширению областей его практического использования является в настоящее время ограниченный объем производства полиэтилена. [c.165]
Весьма перспективен полипропилен — материал, аналогичный полиэтилену, но имеющий более высокие температурные пределы применения — до 150°С. [c.24]
Полиэтилен находит применение в различных областях, в частности, в кабельной промышленности при изготовлении труб и пленок. [c.346]
Для изготовления труб применяют стали (углеродистые, легированные), чугун, цветные металлы, фаолит, винипласт, полиэтилен, стекло и др. Применение того или иного материала определяется агрессивностью среды, рабочими давлением и температурой. [c.65]
Применение полиэтиленов молекулярного веса выше 25000 и в количествах более 10 вес.% нецелесообразно, так как при этом резко увеличивается вязкость композиций и нанесение покрытия на бумагу затрудняется. [c.17]
Кроме стальных труб, приведенных в табл. Х-2, в последнее время все более широкое применение находят бесшовные стальные трубы, футерованные винипластом, полиэтиленом, эмалью, резиной и стеклом. Эти трубы обладают прочностью стальных труб и коррозионной стойкостью материала футеровки. К футерованным трубам поставляются также соединительные детали (тройники, отводы, переходы). Размеры и пределы применения футерованных труб обусловлены соответствующими ГОСТ и техническими условиями. [c.307]
В настоящее время полиэтилен производится каждым из трех упомянутых способов. По масштабам производства преимущество имеет пока способ с применением высокого давления. Этот способ позволяет получать наиболее дешевый полиэтилен. В США в 1963— 1965 гг. на долю полиэтилена высокого давления приходилось около 70%. [c.337]
В последнее время особое значение приобретают продукты сульфохлорирования полиэтиленов. При взаимодействии полиэтилена с хлором и сернистым ангидридом получаются продукты, содержащие около 2G— 29% хлора и от 1,3 до 1,7% серы. Отсюда можно подсчитать, что прп молекулярном весе полиэтилена, равном 20000, каждый седьмой атом С связан с атомом хлора, а каждый девяностый атом с сульфохлоридной группой. Такой продукт вулканизируется добавкой ароматических диаминов, как,, например, бензидипа или диоксима, тиурамена и аналогичных соединений. При этом получается цепное каучукообразное вещество (гипалон Sa фирмы Дюнон). Возможности различных вариаций состава и свойств продуктов, которые могут быть получены на основе полиэтиленов, как в связи с различной глубиной сульфохлорирования, так п путем применения полиэтиленов различного молекулярного веса, очень велики. [c.142]
Другими способами получения устойчивого заряда фильтрующей среды была пропитка волокон полистиролом, покрытие стеклянных волокон полистиролом или полиэтиленом или применение измельченного полиэтилена [239, 913]. [c.368]
Полиэтилен сваривают в струе инертного газа при температуре 220—290 °С контактным способом или с применением присадочных прутков из того же полиэтилена. [c.101]
Хлористый этил расходуется почти исключительно на производство тетраэтилсвинца. Стирол применяют для получения синтетического каучука и других высокополимеров. Полиэтилен является в настоящее время одним из наиболее важных высокополимеров. С развитием новых областей применения полиэтилена и с разработкой новых типов этого полимера производство полиэтилена может в ближайшем будущем поглощать столько же этилена, как и производство синтетического спирта или окиси этилена. [c.404]
Ботьшинство полимерных материалов получается из низко-молекуляриых соединений путем применения двух отличных по принципу методов синтеза. Один из них — с помощью реакции полимеризации, в ходе которой происходит уплотнение одинаковых молекул (например, молекул этилена в полиэтилен). С помощью реакций полимеризации получают синтетические каучуки. Так, бутадиеновый каучук получают по способу С. В. Лебедева из этилового спирта путем сополимеризации бутадиена со стиролом, акрилонитрилом, изобутилена с изопреном и т. д. получают другие разновидности каучуков, обладающие рядом ценных свойств. С помощью реакций сополимериза-цни (сочетание звеньев двух или трех типов различных полимеров) получают также разнообразные виды пластмасс (сополимер винилхлорида с винилацетатом, с винилиденхлори-дом, сополимер этилена с пропиленом и др.). [c.389]
Для предварительного накопления кадмия использованы и другие электроды золотой стационарный микроэлектрод (0,3— 30 Л1кз С(1/л1л определяют разностной осциллографией на фоне 1М раствора КаСЮ4) [550] и графитовый, пропитанный под вакуумом смесью парафина с полиэтиленом. Применение для анодного процесса вектор-полярографа позволяет определить 0,01 мкг СА/мл [353]. [c.111]
Мацуда и сотрудники [247] описали прививку стирола на сшитый полиэтилен. Применение сшитых систем для изучения кинетики, очевидно, окажется перспективным. [c.101]
Проведенные в Париже Центром по исследованию пластмасс (СЕМР), а также Международной организацией по стандартизации (ИСО) работы позволили рекомендовать в качестве химического полимерного актинометра нестабилизированный полиэтилен. Применение полиэтилена в качестве актинометра основано на том, что под действием света и других погодных факторов в нем накапливается определенное количество СО-групп, которые определяют по интенсивности поглощения или коэффициенту экстинкции при Х = 5,83 мкм (рис. 2.13). Установлено, что между концентрацией образовавшихся-СО-групп и продолжительностью облучения образца актинометра существует зависимость, близкая к линейной (рис. 2.14). На рис. 2.14 приведены результаты, полученные при облучении пленки полиэтилена плотностью 959 0,5 кг/м светом от различных источников. Согласно этим данным относительная оптическая плотность отв, представляющая собой отношение оптической плот- [c.43]
Бумажная изоляция с нормальной пропиткой не обозначается. Бумажная изоляция с обедненной пропиткой обозначается буквой В в конце марки через дефис, а при нестекающей пропитке — буквой Ц, которая в виде исключения расположена впереди обозначения материала жилы. Для обозначения изоляции из поливинилхлорида, полиэтилена или резины применяются соответственно буквы В, П или Р. Если же полиэтилен применен самозатухающий, вулканизированный или подвергнутый той или другой обработке, то к прописной букве П добавляются соответственно строчные буквы с , в и вс и обозначение принимает вид Пс, Пв или Пвс. [c.281]
В последние годы все большее значение приобретает сшитый полиэтилен. Применение сшитого полиэтилена для контакта с пищевыми продуктами не встречает возражений, если соблюдаются следующие правила 1) в качестве исходного материала используют полиэтилен тех марок, которые допущены для контакта с пищевыми средами 2) сшивание проводят облучением ускоренными электронами или обработкой пероксида бензоила, лаурила, дитетрабутила, дикумила и т.п. в готовом продукте в совокупности допустимо содержание не более 0,2% этих веществ 3) наряду с упомянутыми выше химическими добавками, допущенными для контакта с пищевыми продуктами,, вводят дополнительно не более 1% следующих веществ силиконовое масло (полиорганосилоксаны), жидкий парафин, поли-этиленгликоль (0,2%) 4) степень сшивания полиэтилена не превышает 60% 5) готовые изделия не дают на поверхности никаких реакций на пероксид 6) готовые изделия не сообщают продуктам питания никаких запахов или привкуса. [c.115]
Этот полимер, называемый в Англии полиэтиленом, а в Германии лупо-леном Н, обладает исключительно высокими диэлектрическими свойствами и находит широчайшее применение. [c.223]
Наибольший интерес в настоящее время представляют полимеры этилена молекулярного веса 50000—100000. Полиэтилен, полученный при нор-маллзном давлении, обладает прямой (неразветвленной) структурой, что сообщает ему исключительно ценные для применения в технике качества. [c.224]
М. В. Перрин [22] описывает более ранний этап экспериментальных исследований, приведших к открытию полиэтилена в лабораториях Империал Кемикел Индастриез. Это исследование вначале даже отдаленно не было связано с изучением полимеризации или свойств этилена, а было направлено на получение основных данных о влиянии высокого давления на физические свойства вещества и возможного химического эффекта от применения высокого давления. Специальный опыт, приведший к образованию полимера, предназначался для конденсации бензальдегида с этиленом. Однако при вскрытии автоклава было обнаружено, что бензальдегид остался в неизмененном состоянии, а внутренние стенки автоклава были покрыты белым твердым веществом в виде тонкой пленки. Ввиду того, что последующие опыты сопровождались взрывами, работа была прекращена. Спустя 2 года этот продукт был открыт вторично и снова случайно. Перрин подчеркивает, что факт признания открытия, может быть, является более выдающимся событием, чем само открытие. Фирма Империал Кемикел Индастриез построила небольшой завод и запатентовала полиэтилен в Англии, США и Франции как новое вещество. [c.166]
Баклей [6] также получил нерегулярно разветвленные углеводороды путем совместного разложения диазометана и диазоэтана. При применении смесей, содержащих небольшие количества диазоэтана, были получены не растворимые в эфире кристаллические полимеры, напоминающие полиэтилен. Если же в смеси содержалось много диазоэтана, то получались крупные стеклообразные продукты, напоминавшие полиэтилиден. [c.170]
Можно работать нри значительно более низких давлениях, если использовать в качестве катализатора алкилалюминий в смеси с тетрахлорэтаном [266, 267], окисью хрома на носителе [268— 270], никелем или кобальтом на древесном угле [271] или промо-тированным молибдатом алюминия [272]. При этом полимеры имеют более линейную структуру. Подобным образом может быть получен и полипропилен. Из этилено-нропиленовых и этилено-бутеновых смесей можно получить высокомолекулярные сополимеры с хорошей эластичностью. Полиэтилен представляет интерес прежде всего с точки зрения его отличных электроизоляционных свойств его химическая стойкость, легкость обработки, легкий вес и большая упругость дают возможность его применения для многих других целей. [c.581]
В большей части фильтров применяют гибкие перегородки (металлические сетки или ткань). В химической промышленности используют фильтрующие перегородки из волокон полиамидных (капрон), полиэфирных (лавсан), полиолефиновых (полиэтилен, полипропилен), хлорсодержащих (хлорин), акрилнитрильных (нитрон), стеклянных и др., а также фильтрующие перегородки из бумажной ленты одноразового использования. В исключительных случаях допускается применение ткани из натуральных волокон (хлопка, шелка, шерсти). Жесткие несжимаемые перегородки изготовляют из керамики н керметов из-за ограниченных размеров такие фильтрующие перегородки выполняют чаще всего в виде патронов. Преимущество таких перегородок состоит в возможности проведения процесса фильтрования при высоких температурах. Намывной слой предохраняет поры фильтрующей перегородки от быстрого закупоривания в случае разделения малокоицентрированных суспензий, содержащих тонкодисперсные твердые частицы. Намывной слой из порошкового или волокнистого материала (диатомит, перлит, асбест, целлюлоза и др.) наносят на фильтрующую перегородку предварительно (-(ДИ вводят в подлежащую очистке суспензию в определенных [c.285]
Совсем недавно фирма Ай Си Ай (Англия) разработала пока динственный сорт огнестойкого полипропилена. Многое делается для повышения термо- и светостабильности полипропилена, ведутся исследования в области синтеза и испытания различных стабилизаторов для полипропилена. Из других полиолефинов, представляющих практический интерес, следует отметить полибутилены. Хотя полибутилены менее распространены, чем полиэтилен и полипропилен, но они находят все более широкое применение в различных областях техники. [c.347]
Так, известны различные методы получения полиэтилена. Первоначально промышленный метод заключался в проведении процесса при температуре около 200°С и давлении 1200—2000 атм при возбуждении реакции небольшими добавками кислорода. Однако в настоящее время полиэтилен получают при менее высоком и даже при атмосферном давлении в присутствии катализаторов. Хорошие результаты получены в случае применения в качестве катализатора триэтилалюминия А1(С2Н5)з совместно с четыреххлористым титаном Т1С14. Описано применение катализатора, состоящего из 8Юг и АЬОз с нанесенной на них окисью хрома, и др. В зависимости от условий процесса и вида катализатора получается полиэтилен с различным средним молекулярным весом, с различной степенью разветвленности цепей, степенью кристалличности и соответственно различными свойствами. [c.562]
Листы из полиэтилена можно сваривать неиосредственн] м соединением нагретых листов, без применения присадочного материала, а также по способу, аналогичному сварке винипласта с применением сварочных прутков. Полиэтилен можно сваривать также и другими способами при помощи трения, ультразвука, токами высокой частоты и др. [c.421]
Самые различные термопласты пригодны для порошкового формования, среди пих наибольшее применение находят поливинилхлорид, полиэтилен и его сополимеры. Большинство порошков имеет частицы диаметром 0,5—0,7 мм и производится на машинах фирмы Pallman Pulverizer o., производительность которых составляет 45—135 кг ч. Стоимость порошкового материала несколько выше стоимости гранулированных термопластов, однако в целом стоимость изде- [c.191]
Вопросам подготовки поверхности для нанесения покрытия уделяется большое внимание. В США разработан и применен метод соединения полиэтилена с алюминием при помощи промежуточного мономолекуляр-ного слоя другого вещества. В данном методе применяют органическую кислоту с длинной углеводородной цепью (стеариновую), которая образует химическую связь с металлом и физическую с термопластом стеариновая кислота своей карбоксильной группой с металлом образует стеариты, а ее углеводородная часть внедряется в полиэтилен. Такой промежуточный слой обеспечивает прочное сцепление полиэтилена с алюминием. Широкое применение в антикоррозионной защите в последнее время нашли покрытия из хлорированного полиэфира. [c.223]
В 1933—1936 гг. английским исследователям Фоссету и Джиб-сону удалось получить твердый полиэтилен с большим молекулярным весом (5—10 тыс.). Но для этого пришлось применить давление более 1000 ат при температуре 200° С. Для того чтобы шла реакция, оказалось необходимым добавить небольшое количество кислорода. В 1941 г. английский химический концерн Империал кемикал индастри начал промышленное производство полиэтилена на основе применения высокого давления. Полиэтилен получил первоначально применение во время Второй мировой войны в качестве изоляционного материала. Выяснились при этом и другие его ценные свойства — водонепроницаемость, прочность, химическая стойкость при воздействии ряда агрессивных веществ. [c.337]
Полиэтилен является иным продуктом нолимеризации моноолефинов, который благодаря своим исключительным свойствам завоевал широкую область применения (в США и Англии известен под названием политен, в Германии — луполен) его производство может полностью базироваться па нефти. В настоящее время полиэтилен производится по всех странах с хорошо развитой химической иромыпшенностью в Англии его производство было разработано химиками фирмы Имнириел кемикалз индастри (I. . I.). [c.572]
Хлористый винил применяют главным образом для производства поливинилхлорида, одного из трех основных термопластических высокополимеров (поливинилхлорид, полистирол и полиэтилен), а также для получения сополимеров с винилацетатом. В 1955 г. в США произведено 240 тыс. т хлористого винила, из которых большая часть пошла на получение поливинилхлорида и сополимеров. По сравнению с этими данными применение хлористого винила как промежуточного продукта для различных химических синтезов невелико. В основном его используют для получения асйЛ(Л(-дихлорэтилена, который служит также промежуточным продуктом промышленности синтетических смол. [c.167]
Общая химическая технология органических веществ (1966) — [ c.383 , c.415 , c.469 ]
Энциклопедия полимеров Том 2 (1974) — [ c.0 ]
Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) — [ c.2 ]
Энциклопедия полимеров Том 2 (1974) — [ c.0 ]
Энциклопедия полимеров Том 3 (1977) — [ c.2 ]
Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 3 выпуск 1 книга 2 (1959) — [ c.192 , c.194 , c.294 ]
Итоги науки химические науки химия и технология синтетических высокомолекулярных соединений том 6 (1961) — [ c.25 , c.26 , c.31 , c.32 , c.74 , c.212 , c.247 ]
Технология синтетических пластических масс (1954) — [ c.184 ]
Технология пластических масс Издание 2 (1974) — [ c.74 ]
Аккумулятор знаний по химии (1977) — [ c.267 ]
Справочник по пластическим массам (1967) — [ c.38 , c.39 ]
Справочник по пластическим массам Том 2 (1975) — [ c.9 , c.10 , c.18 , c.19 , c.36 , c.37 ]
Технология производства полимеров и пластических масс на их основе (1973) — [ c.130 ]
Синтетические полимеры и пластические массы на их основе Издание 2 1966 (1966) — [ c.12 , c.13 , c.16 , c.28 , c.47 , c.49 , c.59 ]
Основы переработки пластмасс (1985) — [ c.31 ]
chem21.info
Где применяется полиэтилен. Свойства и применение полиэтилена
| | 16.10.2008
Полиэтилен – пластический материал с хорошими диэлектрическими свойствами. Ударостойкий, не ломающийся, с небольшой поглотительной способностью. Физиологически нейтральный, без запаха. Обладает низкой паро и газопроницаемостью. Полиэтилен не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами любых солей, карбоновыми, концентрированной соляной и плавиковой кислотами. Устойчив к алкоголю, бензину, воде, овощным сокам, маслу. Разрушается 50%-ной азотной кислотой, а также жидкими и газообразными хлором и фтором. Не растворим в органических растворителях и ограниченно набухает в них. Полиэтилен стоек при нагревании в вакууме и атмосфере инертного газа. Но на воздухе деструктируется при нагревании уже при 80 °С. Устойчив к низким температурам до –70 °С. Под действием солнечной радиации, особенно ультрафиолетовых лучей, подвергается фотодеструкции (в качестве светостабилизаторов используется сажа, производные бензофенонов). Практически безвреден, из него не выделяются в окружающую среду опасные для здоровья человека вещества.
Полиэтилен легко перерабатывается всеми основными способами переработки пластмасс. Легко подвергается модификации. Посредством хлорирования, сульфирования, бромирования, фторирования ему можно придать каучукоподобные свойства, улучшить теплостойкость, химическую стойкость. Сополимеризацией с другими олефинами, полярными мономерами повысить стойкость к растрескиванию, эластичность, прозрачность, адгезионные характеристики. Смешением с другими полимерами или сополимерами улучшить ударную вязкость и другие физические свойства.
Химические, физические и эксплуатационные свойства полиэтилена зависят от плотности и молекулярной массы полимера, а потому различны для различных видов полиэтилена. Так, например, ПЭВД(полиэтилен с разветвленной цепью) мягче, чем ПЭНД, следовательно пленки из полиэтилена низкого давления более жесткие и плотные, чем из полиэтилена высокого давления. Их прочность при растяжении и сжатии выше, сопротивление раздиру и удару ниже, а проницаемость в 5-6 раз ниже, чем у пленок из ПЭВД.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой более 1 000 000 имеет повышенные прочностные качества. Температурный интервал его эксплуатации от -260 до +120 °С. Он обладает низким коэффициентом трения, высокой износостойкостью, стойкостью к растрескиванию, химической стойкостью в наиболее агрессивных средах.
Свойства ПЭНД в соответствии с ГОСТ 16338-85:
1. Плотность – 0,931-0,970 г/см3.
2. Температура плавления – 125-132 °С.
3. Температура размягчения по Вика в воздушной среде – 120-125 °С.
4. Насыпная плотность гранул – 0,5-0,6 г/см3.
5. Насыпная плотность порошка – 0,20-0,25 г/см3.
6. Разрушающее напряжение при изгибе –19,0-35,0 МПа
7. Предел прочности при срезе – 19,0-35,0 МПа.
8. Твердость по вдавливанию шарика под заданной нагрузкой – 48,0-54,0 МПа.
9. Удельное поверхностное электрическое сопротивление – 1014 Ом.
10. Удельное объемное электрическое сопротивление – 1016-1017 Ом см.
11. Водопоглощение за 30 суток – 0,03-0,04 %.
12. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1010 Гц – 0,0002-0,0005.
13. Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц – 2,32-2,36.
14. Удельная теплоемкость при 20-25 °С – 1680-1880 Дж/кг °С.
15. Теплопроводность – (41,8-44) 10-2 В/(м °С).
16. Линейный коэффициент термического расширения – (1,7-2,0) 10-41/°С.
Свойства ПЭВД в соответствии с ГОСТ 16337-77:
1. Плотность – 0,900-0,939 г/см3.
2. Температура плавления – 103-110 °С.
3. Насыпная плотность – 0,5-0,6 г/см3.
4. Твердость по вдавливанию шарика под заданной нагрузкой – (1,66-2,25) 105 Па; 1,7-2,3 кгс/см2.
5. Усадка при литье – 1,0-3,5 %.
6. Водопоглощение за 30 суток – 0,020 %.
7. Разрушающее напряжение при изгибе – (117,6-196,07) 105 Па; 120-200 кгс/см2.
8. Предел прочности – (137,2-166,6) 105 Па; 140-170 кгс/см2.
9. Удельное объемное электрическое сопротивление – 1016-1017 Ом см.
10. Удельное поверхностное электрическое сопротивление – 1015 Ом.
11. Температура хрупкости для полиэтилена с показателем текучести расплава в г/10 мин
0,2-0,3 – не выше минус 120 °С,
0,6-1,0 – не выше минус 110 °С,
1,5-2,2 – не выше минус 100 °С,
3,5 – не выше минус 80 °С,
5,5 – не выше минус 70 °С,
7-8 – не выше минус 60 °С,
12 – не выше минус 55 °С,
20 – не выше минус 45 °С.
12. Модуль упругости (секущий) для полиэтилена плотностью в г/см2
0,917-0,921 – (882,3-1274,5) 105 Па; 900-1300 кгс/см2,
0,922-0,926 – (1372-1764,7) 105 Па; 1400-1800 кгс/см2,
0,928 – 2107,8 105 Па; 2150 кгс/см2.
13. Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 10100 Гц – 0,0002-0,0005.
14. Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц – 2,25-2,31.
Сравнительный анализ характеристик ПЭНД и ПЭВД показывает, что ПЭНД, вследствие более высокой плотности, имеет более высокие прочностные показатели: теплостойкость, жесткость и твердость, обладает большей стойкостью к растворителям, чем ПЭВД, но менее морозоустойчив. Несколько хуже, чем у ПЭВД (из-за остатков катализаторов), высокочастотные электрические характеристики, однако это не ограничивает применения ПЭНД в качестве электроизоляционного
shallot.ru