Свойства полиэтилен и его применение: Полиэтилен – свойства и применение вещества в разных сферах

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/см 3
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 области применения — Справочник химика 21

    Полиэтилен Область применения Индекс текучести расплава, г/10 мин Плот- ность, г/см  [c.80]

    Полиэтилен находит применение в различных областях, в частности, в кабельной промышленности при изготовлении труб и пленок. [c.346]

    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]

    Полученный по такому способу полиэтилен по свойствам отличается от полиэтилена высокого давления — обладает большей плотностью, большей прочностью, повышенной теплостойкостью, и в некоторых областях применения предпочтительнее использовать полиэтилен низкого давления, в других — полиэтилен высокого давления.  [c.779]

    Области применения полиэтилена высокой плотности, как правило, совпадают с областями, потребляющими материал малой плотности, но измененные свойства первых, несомненно, улучшают качество вырабатываемых продуктов. Так, пленка из полиэтилена высокой плотности будет прочнее и прозрачнее, формованные детали могут иметь меньшее сечение, а трубы и волокна будут обладать большей прочностью. Повышение температуры плавления новых полиэтиленов позволяет проводить стерилизацию водяным паром. Эти факторы в сочетании с возможностью регулировать свойства продуктов будут способствовать росту применения полиэтиленов, вырабатываемых на поверхностных катализаторах. Следует отметить, что в ряде случаев применение полиэтиленов высокой плотности может лимитироваться растрескиванием при длительном приложении нагрузки. [c.306]

    Одним из перспективных направлений использования полипропилена является изготовление из него контейнеров, В этой области применения он имеет преимущество перед полиэтиленом низкого давления из-за более высокой прочности стенок при относительно небольшой толщине и малом весе, а также способности формоваться при коротких циклах. В производстве туб полипропилен вряд ли способен конкурировать с традиционными материалами. [c.295]

    Первая цифра двузначного числа обозначает полиэтилен низкого давления, вторая — основную область применения первая цифра трехзначного числа — интервал ПТР, вторая — интервал плотности (временно до накопления данных иа это место ставится 0), третья —тип полимера и его дополнительной обработки. [c.230]

    Крупной областью применения пластмасс в производстве упаковки являются экструзионные покрытия бумаги, фольги,, пленки. В США в 1985 г. в качестве покрытий использовано-9,1% пластмасс, потребленных в упаковке. Из пластмасс в этой области доминирует полиэтилен низкой плотности (256 тыс. т в 1984 г., из них 138 тыс. т для покрытия картона). При нанесении покрытия на картон и бумагу получают дешевый и прочный упаковочный материал, способный к герметизации путем термосваривания. В США значительную часть полиэтиленовых экструзионных покрытий (43% в 1984 г.) используют для картонных молочных пакетов. Фольга, покрытая полиэтиленом низкой плотности, является наиболее герметичным упаковочным материалом, обеспечивающим сохранность гигроскопичных продуктов, например растворимого кофе. [c.186]

    Развитие промышленного производства полиолефинов. По масштабу промышленного производства и разнообразию областей применения первые два места среди О. п. принадлежат соответственно полиэтилену и полипропилену. Это обусловлено как ценными технич. свойствами указанных полимеров, так и наличием дешевого и доступного нефтехимич. сырья — этилена и пропилена. Мировое производство О. п. в 1972 превысило 8,0 млн. т, в том числе полиэтилена низкой плотности ок. 5,5 млн. т, полиэтилена высокой плотности свыше 1,5 млн. т, полипропилена свыше [c.227]

    Очень важной областью применения многих высокополимеров является электрическая изоляция. С этой целью применяются фенолформальдегидные, кремнийорганические, полиэфирные смолы, а также полиэтилен, полистирол, поливинилхлорид и его сополимеры и многие другие полимеры [199, 212—221]. Применение кремнийорганических соединений для электрической изоляции электромоторов позволяет повысить мощность и допускать более высокие температуры при эксплуатации [222]. [c.32]

    По диэлектрическим и другим свойствам полипропилен не уступает полиэтилену и к тому же обладает значительно более высокой температурой плавления (до 170°). Полипропилен можно использовать в технике при рабочих температурах до 150°. Это открывает новому материалу широкие области применения. [c.249]

    Благодаря сочетанию многих ценных свойств диапазон областей применения полиэтилена очень широк. Полиэтилен является одним из лучших материалов для изоляции кабелей, для применения в радарной технике, радиотехнике, телевидении и др. Из него изготавливают трубы, шланги, сосуды, пленки различной толщины и многие бытовые предметы. [c.89]

    Еще одна область применения двухшнековых экструдеров — химическая модификация полиолефинов. При высоких температурах в присутствии пероксидов и кислорода можно регулировать (сужать) молекулярно-массовое распределение полипропилена [5-7], что позволяет получать полипропилен, более подходящий для формования волокон. Такой процесс называется легкий крекинг . Следует заметить, что его можно применять также при переработке полибутена-1 [8]. Однако полиэтилен при такой переработке сшивается и образует гели. [c.129]

    Свойства гомополимеров этилена и пропилена обычно изменяются в определенном интервале значений, благодаря чему их можно использовать для различных целей. Часто, однако, желательно получать полимеры, в которых сочетаются определенные свойства двух гомополимеров. Например, полиэтилен имеет достаточно низкую температуру хрупкости, но относительно малую твердость, а температура плавления его слишком низка для многих областей применения. Полипропилен имеет отличную твердость и более высокую температуру плавления, но его недостатком является высокая температура хрупкости. Во многих случаях желаемое сочетание свойств нельзя получить нри смешении гомополимеров. Так, в смесях полиэтилена и полипропилена в широком интервале составов наблюдается разделение смеси, кроме того, они очень хрупки. [c.173]

    П. перерабатывается всеми известными методами (см. Пластических масс переработка). Изделия из него отличаются стойкостью к истиранию и поверхностной твердостью, к-рая у П. значительно выше, чем у полиэтилена. Основная область применения П.— производство волокон, как технических, так и текстильных (см. Полипропиленовое волокно). Его используют также для произ-ва упаковочной пленки (по лоску и прозрачности полипропиленовые пленки превосходят полиэтиленовые), посуды, эластичной и высокопрочной изоляции, труб, шестерен, деталей холодильников и радиоприемников и т. д. Для повышения морозостойкости и эластич. свойств П. модифицируют другими олефинами или каучуком либо смешивают с полиэтиленом. [c.101]

    Большая работа проведена коллективом но исследованию свойств н разработке областей применения низкомолекулярного полиэтилена, позволившего полностью исключить отходы производства. В частности, такой полиэтилен используется в настоящее время в нромышленности как комплексный наполнитель в резинотехнических смесях. [c.27]

    Наиболее важной областью применения алюминийорганических соединений является получение полиэтилена низкого давления— материала, обладающего ценными механическими и электрическими свойствами, обеспечивающими широкое применение его в различных отраслях техники. Как отмечают А. В. Топчиев и Б. А. Кренцель [212], вряд ли какой-либо другой химический процесс когда-либо вызывал такой интерес, как это открытие, осуществленное в тот период развития техники, когда потребности в полиэтилене в разнообразных важных отраслях его применения каждодневно возрастают . [c.242]

    Кажется историю взлетов и падения полиформальдегида можно заканчивать полимер занял свое место среди других конструкционных пластиков, его мировой выпуск приблизился к 100 тыс.т в год. Это, конечно, не полиэтилен и не полистирол по масштабам производства, но среднетоннажный полимер со своими вполне сложившимися областями применения. Он успешно заменяет цветные металлы и сталь, а также термореактивные смолы при изготовлении различных деталей автомашин, тракторов, агрегатов, приборов, пишущих машинок, часов и т. п. Из него обычно не делают расчески и авторучки, потому что он дороже полистирола, но, например, в автомобилях ВАЗ из него изготовлено около 50 деталей. [c.34]

    О свойствах труб из полиэтилена можно судить прежде всего по тем преимуществам, которыми они обладают по сравнению с применяемыми до настоящего времени металлическими трубами . Если бы решающими факторами являлись только механические свойства, то трубы из полиэтилена, допустимая прочность которых при равных размерах составляет лишь 5% прочности стали, значительно уступали бы металлическим трубам. До последнего десятилетия трубы из поливинилхлорида были единственным конкурентом металлических труб. Однако физические и химические свойства поливинилхлорида ограничивали область применения этих труб почти исключительно промышленными установками. В настоящее время основным материалом для изготовления пластмассовых труб является полиэтилен. [c.186]

    Основные области применения указанной группы хлорированных полиэтиленов — изготовление огне-, озоно- и кислотостойких резин, изоляции проводов и кабелей, водонепроницаемых мембран, покрытий для полов, мягкой кровли, деталей для обуви, рукавов, ремней, формовочных резино-технических изделий. (Интервал работоспособности от —50 до 160 °С). [c.586]

    К полимерам этого класса относятся высокомолекулярные соединения, в состав которых входит только углерод и водород. В последние годы особенно большое практическое значение приобрели линейные полимеры — полиэтилен и полипропилен, что обусловлено усовершенствованием методов их получения и расширением областей применения. Значительный практический интерес представляют их сополимеры. [c.175]

    В основе процесса получения изотактического полибутена-1, выпускаемого в промышленном масштабе с 1965 г., лежат работы Натта по стереоспецифической полимеризации высших а-олефи-нов. Его преимущества перед полиэтиленом и полипропиленом заключаются прежде всего в весьма незначительной температурной зависимости механических показателей и крайне незначительной склонности к ползучести и образованию трещин вследствие внутренних напряжений. Основные области применения полибутена-1— производство труб, пленок, емкостей, кабельной изоляции и пенопластов. [c.46]

    Одной из наиболее перспективных областей применения водорастворимых (со)полимеров АА является использование их в качестве агентов уменьшения гидравлического сопротивления в турбулентном режиме течения. Сополимеры АА являются одними из наиболее доступных и высокоэффективных (наряду с полиэтиленом) водорастворимых полимеров, используемых для этой цели [5]. Указанный эффект находит широкое практическое применение в пожарном деле (главным образом, в США) для повышения дальнобойности водных струй из шлангов брандспойтов, для повышения скорости движения судов и подводных лодок — водные растворы (со)полимеров А А впрыскиваются в воду перед носовой частью судов. Используется он и при быстрой перекачке в турбулентном режиме течения водных суспензий и эмульсий по трубам. Эффект снижения гидравлического сопротивления жидких сред позволяет уменьшить время проходки скважин, снизить потребляемую мощность приводных систем. [c.170]

    АНРВ Агрегат наземных водоводов предназначен для аварийного и профилактического ремонта наземного нефтепромыслового оборудования, технологических установок и трубопроводов, футерованных полиэтиленом. Область применения сварочные, погрузочно-разфуаочные работы транспортировка отдельных узлов оборудования и арматуры ртонт труб, футерованных полиэтиленом. 2000 720 6,1 15450 [c.239]

    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]

    Типичными примерами толстослойных покрытий являются полимерные покрытия и покрытия на основе битумных мастик. Толщина таких покрытий превышает 1 мм. Битумные материалы наносят в расплавленном виде. Покрытие труб полиэтиленом (ПЭ) осуществляется экструзией или с применением клея, обеспечивающего сцепление полиэтилена со сталью, или путем наплавления порошкового полиэтилена [,2, 3]. В последнее время находит применение еще одна система толстослойного покрытия полиуретан — каменноугольный пек это покрытие обычно наносят распылением в виде двухкомпонентной смеси [4]. Основной областью применения толстослойных покрытий являются подземные и морские трубопроводы и подземные резервуары-хранилища. Все покрытия имеют общее назначение — разъединить защищаемую поверхность и коррозионную среду. Полностью разъединить компоненты, участвующие в реакции в среде, в принципе невозможно, поскольку все органические материалы покрытий, хотя и в различной степени, поглощают воду и пропускают водяной пар и кислород. Кроме того, нельзя исключить и возможность механического повреждения покрытий. Основные требования к покрытиям, которые должны обеспечивать длительную защиту от коррозии, сводятся к следующему [5, 6]  [c.146]

    В ряде областей применения вместо резинотканевых рукагю могут использоваться пластмассовые (полиэтилен, поливинилхлорид и др.) трубы, достоинствами котор1,[х яв.чяютсн простота изготовления, малая масса, дешевизна, низкое гидравлическое сопротивление и т. п., но они значительно менее гибки и работоспособны в сравнительно узком интерва.пе давлений и температур. [c.247]

    Применение. Типичными областями применения описываемых машин являются процессы смешения и гомогенизации полиэтиленов высокого и низкого давления, полипропилена, жесткого и пластифицированного ПВХ, приготовление композиций дяя линолеумов л покрытий на основе ПВХ, полистирола и АБС. Особенно следует упомянуть гомогенизацию материала в процессе получения пленочных изделий из полиэтилена высокого давления, окрашивание названных выше полимеров и получение концентратов ( выпускных форм ) пигментов для пластмасс. Другие области применения — предварительный подогрев резиновых смесей для шприц-машин В питания каландров, приготовление резиновых смесей для шинной промышленности, получение твердого ракетного топлива и угольных впектродных масс. [c.127]

    Шйрокий диапазон гибких, полугибких и жестких пластмасс, пригодных для получения (Пленок, листов, покрытий для проводов и ка(белей, экструдировайных профильных изделий, гарессоваиных изделий, деталей, изготовленных литьем и формованием, можно получить путем модификация жесткого ПВХ хлор/полиэтиленом. Добавка ХПЭ снижает стоимость композиции, улучшает ее физико-механические и электрические свойства, а также повышает огнестойкость., В настоящее время основная область применения ХПЭ — использование его как добати к ПВХ для улучшения различных свойств. Особенно важное значение имеет (использование ХПЭ в качестве высокомолекулярного пластификатора для повышения ударной прочности и эластичности ПВХ. [c.108]

    Производство цеДлофана является в настоящее время крупным потребителем глицерина, используемого в качестве мягчителя. Однако эта область применения глицерина неперспективна, так как целлофан как упаковочный материал вытесняется другими полимерными пленками (полиэтиленом, полипропиленом, поливинилхлоридом и др.). Перспективными областями его применения являются фармацевтическая промышленность и производство косметических средств. Глицерин начинают использовать в производстве полимеров в качестве реакционной среды при полимеризации. Большую роль он сыграл в развитии производства жестких полиуретановых пенопластов, исходным сырьем для которых может служить полиэфир, полученный из глицерина. [c.36]

    Полиэтилен. В США производят два различных типа полиэтилена низкой плотности (0,91—0,94 г/см ) и высокой плотности (0,94— 0,97 г см ), каждый из которых имеет свои специфические области применения. По объему производства полиэтилен в 1959 г. превзошел поливинилхлорид и с тех noip занимает первое место среди других видов, синтетических смол. [c.145]

    Около 25% общего потребления пленки в области упаковки составляет ориентированная пленка, способная давать усадку под действием тепла. Растет применение полипропиленовых пленок для изготовления липких лент, тканей, металлизированных пленок, слоистых пленок (с целлофаном и полиэтиленом) и специальных сортов для упаковки конфет. Увеличивается производство полипропиленового волокна благодаря его высокой прочности, низкому остаточному удлинению, упругости, стойкости истиранию, гниению и выцветанию. Методом экструзии производят также отделочные детали для автомобилей, трубки для шариковых ручек, медицинские шприцы. Благодаря высокому пределу прочности при растяжении, стойкости к растрескиванию под напряжением и коррозии полипропилен является весьма подходящим материалом для производства труб методом экструзии. Во многих областях применения полипропиленовые трубки могут успешно конкурировать со стальными. Переработка полипропилена методом выдувания не имеет больших перспектив в связи с малой ударопрочностью этой смолы при низких температурах. Этим методом получают предметы санитарии и гигиенц. [c.169]

    Удачное и редкое сочетание в полиэтилене химической стойкости, механической прочности, морозостойкости, хороших диэлектрических свойств, стойкости к радиоактивным излучениям, чрезвычайно низкие газопроницаемость и влагоноглощение, низкая плотность, безвредность, а также легкость переработки делают полиэтилен незаменимым в целом ряде областей применения. [c.167]

    К числу новых материалов относится также хлорсульфи-рованный полиэтилен (хайполон), обладающий повышенной тепло- и огнестойкостью, а также рядом других ценных свойств. В отличие от термопластичного полиэтилена хайполон представляет собой термореактивный эластомер, способный после вулканизации давать резины с присущими им характерными свойствами, вследствие чего расширяется область применения данного материала. [c.28]

    Мы полагаем, что расширение области применения и ассортимента новых пластмасс наряду с такими проверенными и важными, как Ьолиметилметакрилаты, полиамиды, полиэтилен и др., является актуальной т благодарной задачей работников медицины и химии. [c.6]

    Многослойные и комбинированные материалы не только вытесняют однослойные полимерные пленки из традиционных областей применения, но и активно внедряются в новые области. Это приводит, во-первых, к распшрению ассортимента и созданию новых типов пленок со специальным, иногда уникальным, комплексом свойств и, во-вторых, к использованию для их создания новых полимеров. Так, если на заре применения комбинированных пленок в их состав входили в основном различные типы бумаги и картона, полиэтилен и некоторые виниловые суспензии и эмульсии, то в настоящее время получили распространение пленки из полипропилена, высших поли-а-олефинов, полиэфиров, полиамидов, виниловых полимеров и сополимеров, полистирола, фторопласта и его сополимеров и др. В состав комбинированных пленок входят также натуральные и синтетические ткани и волокна [3, 4], целлюлозные пленки и др. Широкое применение находят материалы на основе алюминиевой фольги (толщиной от 9 до 150 мкм), которая обладает защитными свойствами свето-, водо-, паро-, жиро-, кислородо-, газо- и ароматонепроницаема, нетоксична, не имеет вкуса и запаха, легка, экономична, хорошо воспринимает печать, физиологически индифферентна, обладает высокой теплостойкостью, легко формуется в изделия заданной конфигурации [5, с. 122]. [c.163]

    Расширение областей применения фторкаучуков и вследствие этого ужесточение требований к надежности и ресурсу работоспособности резиновых технических деталей при высоких температурах и агрессивных средах привели к тому, что в последние годы работы по изысканию пластификаторов — эффективных технологических добавок для фторэластомеров — заметно активизировались. Анализ литературных данных показывает, что поиски ведутся в двух основных направлениях среди продуктов (олигомеров и низкомолекулярных соединений), хорошо совместимых с фторкаучуками (низкомолекулярные фторполимеры и фторорганические соединения различных типов) и среди продуктов, не совместимых с фторкаучуками и действующих по механизму структурной пластификации. Так, в последние годы зарубежные фирмы практически во все рецептуры резин на основе фторкаучуков рекомендуют вводить либо низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ), либо воска, например каранубский воск ( aranuba wax) в количестве 0,5—2,0, но не более 3,0—5,0 масс. [c.113]

    Когда в середине 50-х годов были разработаны первые технологические процессы получения полиэтилена путем каталитической полимеризации при низком давлении, то казалось, что этот способ вытеснит процесс полимеризации при высоком давлении. Однако этого не произошло. Вскоре выяснилось, что полиэтилен, получаемый каталитической полимеризацией, имеет линейное строение, отличается высокой кристалличностью, более высокими плотностью и температурой плавления. Области применения ПЭВП и ПЭНП оказались в основном разными, и производство обоих типов полиэтиленов стало развиваться параллельно. Основными областями применения ПЭВП стали изделия, получаемые литьем под давлением, напорные трубы, канистры, бутыли. [c.15]

    Полиэтилен высокого давления выпускается (по МРТУ 6-05-889—64) нескольких марок, в наименовании которых стоящие впереди буква и цифра П2 обозначают, что это полиэтилен низкой плотности (0,92 г см — номинально), последующие три цифры указывают десятикратное значение индекса расплава, а буква после цифр — основную область применения. Например П2030-К — полиэтилен низкой плотности (ПВД) с индексом расплава [c.80]

---

Применение полиэтилена в упаковочных материалах

1. Главная
2. Информация
3. Об упаковочных материалах
4. Область применения полиэтилена

Свойства и области применения полиэтилена

Из чего состоит молекула полиэтилена? Думаю, не многие знают, что это длинная цепь из атомов углерода, к каждому из которых присоединяется по два атома водорода. Да, химия наука сложная и разбираться, сейчас, в ней нам совсем не обязательно. Мы сегодня просто хотим поговорить о свойствах и области применения полиэтилена при изготовлении упаковочной продукции.

Главное, что необходимо знать, что при изготовлении различных упаковочных материалов получаются молекулы с отличной друг от друга степенью разветвления и разной плотностью.

Полиэтилен подразделяется всего на две группы: низкой плотности и высокой плотности. Полиэтилен низкой плотности, называемый LDPE – это элемент с относительно сильно разветвленной макромолекулой. Он имеет очень низкую плотность. Его изготовление происходит при очень высоком давлении и температуре. Он обозначается как ПЭВД и называется полиэтиленом высокого давления.

Полиэтилен высокой плотности, называемый HDPE – элемент с линейной макромолекулой и достаточно высокой плотностью. Получают его путем полимеризации со специальными катализаторными системами. Он обозначается как ПЭНД и называется полиэтиленом низкого давления.

Самое широкое применение, на сегодня, нашел линейный полиэтилен низкой плотности, который получается путем полимеризации полиэтилена с незначительными качествами второго мономера. Свойства и количество этого второго мономера позволяют получить полиэтилен с линейной молекулой средней плотности.

Диапазон молекулярной массы линейного полиэтилена лежит в пределах от 200 до 500 тысяч, но и это еще не ее предел. Существует полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой, которая лежит в пределах от 3 до 6 миллионов. Используется он при производстве мешков для упаковки промышленных и бакалейных товаров, для пакетов, а так же для изготовления сверхпрочных волокон. На катках в место льда используются большие листы такого материала. Минусом этого полиэтилена является то, что упаковка из него имеет низкую стойкость к механическим повреждениям и неважные оптические характеристики.

Преимущества всех типов полиэтилена для упаковочных целей в: малой плотности, хорошей химической стойкости, незначительном водопоглощении, хорошей прозрачности, легкой перерабатываемости всеми пригодными для термопластов методами, хорошей свариваемости, непроницаемости для водяного пара, высокой вязкости, гибкости, растяжимости и эластичности при перепаде температур.

Область применения полиэтилена высокой плотности из-за сравнительно высокой его проницаемости кислородом, проблемами при контакте с определенными средами и феноменом образования трещин вследствие внутренних напряжений. Изделия из такого полиэтилена более жесткие и имеют более твердую поверхность.

Способы получения

Пленки изготавливаются экструзией на установках для получения пленок экструзией рукава с раздувом и установках с применением щелевых головок и последующей непосредственной намоткой после протяжки через охлаждающие вытягивающие валики. Пленки используются для производства пакетов для хлеба, овощей, мяса и птицы, мешков для мусора, упаковочных пленок для закрепления грузов.

Также полиэтилен низкой плотности используется для изготовления комбинированных пленок коэкструзией с другими термопластичными полимерами и для нанесения на бумагу, картон, целлофан, алюминиевую фольгу и т. д. Другой возможностью получения многослойных комбинированных материалов является перемешивании с другими пленками — полиэфирными, целлофановыми или алюминиевой фольгой. Во всех этих комбинированных пленках слой полиэтилена низкой плотности придает пленке отличную свариваемость, а другие слои — прочность и непроницаемость для запахов.

Для получения определенных свойств осуществляют преобразование полиэтилена винилацетатом. Эти пленки при хорошей прочности более прозрачны и лучше свариваются. Благодаря этому при нагреве и адгезии с другими материалами, они пригодны также для нанесения на картон и другие упаковочные материалы.

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

Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения

Оглавление

Полиэтилен – это самый часто встречающийся в мире полимер, и его популярность объясняется большим перечнем физико-эксплуатационных характеристик и массой практичных бытовых и промышленных свойств. А меняя показатель давления, применяемого для получения того или иного вида полиэтилена, параметры этого полимера можно варьировать в широком спектре.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен (ПЭ, PE) – полимер, который добывается путем термополимеризации этилена, в свою очередь получаемого из газа и нефти путем химического реагирования. В быту полиэтиленом называют пластмассу практически в любом ее виде. Этот синтетический полимер в наиболее потребляемых его видах производится передовыми компаниями, специализирующимися на добыче нефти и газа. В частности, в России его синтезируют на заводах «Роснефть», «Газпром», «Лукойл», «Нижнекамскнефтехим». Серийные марки ПЭ производят в виде микрогранул не более 2-5 мм, однако, есть разновидность этого полимера, поступающая в промышленный обиход в виде порошка. Сырьем для выработки полиэтилена служит бесцветный газ этилен, его особенность – характерный сладковатый запах.

Важно:

Этилен может растворяться в этаноле и в воде при некоторых условиях, а для синтезирования полиэтилена применяют только газ, прошедший глубокую очистку – до 99,8%. Посторонние примеси препятствуют нормальному течению реакции синтеза, а материал может поменять свой окрас.

Как появился полиэтилен

Полиэтилен известен уже более века. Его изобретателем признан инженер Ганс фон Пехманн, который сделал свое открытие в 1899 году в Германии. Однако в те годы полезное изобретение не было воспринято «на ура», ему долгое время не могли найти применения. Лишь в конце 1920-х годов синтез ПЭ был налажен. Но сначала это не был полиэтилен в привычном для современности понимании: первоначально проводился синтез низкомолекулярного парафинового вещества – олигомера полиэтилена. Только в 1936 году им удалось разработать меры для успешного синтеза ПЭ низкой плотности и получить на него патент. И в 1938 году было запущено синтезирование промышленного ПЭ, сферой применения которого на начальном этапе стало производство проводов для телефонов, а чуть позже – выпуск упаковки для продовольственных товаров.

Формула полиэтилена

ПЭ является органическим веществом, имеющим длинные «тела» молекул. Химический состав молекулы этого полимера имеет простой вид и визуализируется как цепочка из атомов углерода, к каждому из которых прикреплены по две молекулы водорода. Формула полиэтилена может быть записана как

(–Ch3–)n или (C2h5)n,

где n – степень полимеризации.

Полиэтилен синтезируется в двух вариантах, получаемых из СН2=СН2, отличных по структуре, а значит, и по свойствам. В одной из модификаций мономеры связываются в линейные цепи с показателем полимеризации выше 5000. В другой – ответвления из 4-6 атомов углерода крепятся к цепи хаотично. Для синтеза линейных полиэтиленов используются специальные катализаторы, выработка происходит при температурном режиме до 150°С и давлении до 20 атмосфер.

Получение полиэтилена

Принцип построения макромолекул полиэтилена – линейный, они также имеют некоторое число боковых ответвлений. Способ полимеризации материала отражается на свойствах, которыми будет обладать готовый ПЭ. Его получение возможно в двух химических концепциях:

• С помощью радикальной полимеризации этилена в газовой среде – так получают ПВД – это полиэтилен высокого давления. Синтезируется в автоклаве под окисляющим воздействием О2 или пероксидов. Сила давления – 25МПа, показатель температуры обычно не превышает 70°С. Используется двухступенчатый ректор: в первой стадии смесь сильнее разогревают, а во второй – полимеризуют при ужесточенных показателях – температуре до 300°С и давлении до 250 МПа.
• Путем ионной термополимеризации этилена в гексановом растворе – так синтезируется полиэтилен сниженного давления. Раствор этилена в бензине доводят до температуры 180-250°С. Показатель давления, необходимый для процесса – 3,4-5,3 МПа, катализатор воздействует на смесь в течение 15 минут. Степень готовности полиэтилена определяют по испарению растворителя.

Общий процесс выработки ПЭ можно охарактеризовать такими основными технологическими фазами:

• соединение этилена с газовой средой и кислородом;
• сжатие газово-этиленовой субстанции в двух стадиях;
• собственно, полимеризация массы;
• отделение непосредственно ПЭ от этилена, не вступившего в реакцию;
• гранулирование продукта.

Виды полиэтилена

Полиэтилен низкого давления – он же полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Для этого вида полиэтилена характерно малое число молекулярных ветвей, производят его при сниженном уровне давления, применяя суспензионный, растворный и газофазный техпроцессы полимеризации. ПЭНД обычно получается бесцветным и может отгружаться в любой подходящей таре – от мешков до цистерн. Используется для изготовления канистр, контейнеров для растворителей и мусора, отличается повышенной прочностью (к примеру, пакет из ПЭНД может выдержать до 20 кг).

Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) ПЭВД или ПЭНП. Производится при повышенном давлении, а особенность его структуры – в сочетании продольных и укороченных ответвлений, которым богата формула ПЭВД. Производят его чаще всего в форме бесцветных гранул. Самая известная сфера применения этого вида полиэтилена – выработка оберточного материала, производство пластиковых пакетов и емкостей.
И хотя основными используемыми в промышленности видами полиэтилена являются ПЭНД и ПЭВД, есть другие формы производства этого полимера.

Линейный полиэтилен – это низкоплотный ПЭ с большим числом коротких ответвлений в молекулярной цепи. При растяжении и разрыве имеет максимальные значения прочности и растяжения. Плавится линейный ПЭ при повышенном температурном показателе, что делает его идеальным сырьем для упаковки под горячие продукты. Многочисленные боковые укороченные ветви, которыми характеризуется структура его молекул, делает особенно высокой эластичность расплава, и это свойство используют для произведения тонкой пленки. По сравнению с другими видами ПЭ наименее прозрачен, бывает разных уровней плотности.

Пенополиэтилен – материал с пористой структурой, что делает его хорошим вариантом средства для гидро- и теплоизоляции. В качестве материла для изоляции, вспененный полиэтилен производят в виде гибких листов или жгутов.

Сшитый полиэтилен – ПЭ, молекулы которого сшиты поперек, и за счет этих поперечных связей звенья его молекул образуют трехмерную сеть. Эта особенность наделяет ПЭ жесткостью и термоустойчивостью.

Свойства полиэтилена

Химические свойства

ПЭ практически газонепроницаем, а его химическая устойчивость зависит от плотности полиэтилена. Он инертен ко всем солевым растворам и концентратам, растворителям и отдельным сильным кислотам, маслам и смазывающим веществам, не взаимодействует с органическими растворителями. Но при показателе выше 60°С полиэтилен поддается воздействию азотной и серной кислот в концентрации 50%, не устойчив к хлору и брому.

Физические свойства

ПЭ – материал достаточной жесткости, эластичный, морозоустойчивый (выдерживает температуру до -70°С), гибкий. Обладает высокой вязкостью, диэлектрик, не увлажняется жидкостями. Полиэтилен – нейтральное вещество, бесцветное, но непрозрачное в толстом слое, не имеющее запаха и вкуса. Температура плавления полиэтилена в среднем 105-115°С, но точный показатель колеблется в зависимости от вида ПЭ.

Наименование физических характеристик	Средние показатели ПЭ
Плотность, г/см3	0,955 — 0960
Напряжение при растяжении, МПа	22 — 23
Температурная амплитуда применения	от -50°С до 80°С
Удлинение при разрыве, %	300-600
Ударная вязкость, кДж/м2	12
Теплопроводность, В/(м·°С)	44·10-2
Теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг·°С	1880
Кристаллизация при температуре	от -60 °С ­до -369 °С

Эксплуатационные характеристики

При температуре выше 80°С полиэтилен начинает разрушаться. Без добавления спецдобавок и стабилизаторов материал абсолютно неустойчив к УФ-излучению, подвержен фотодеструкции. ПЭ не источает в окружающую среду вредные вещества, но разлагаться самостоятельно может на протяжении десятилетий. Стоит учитывать пожароопасность материала и его свойство поддерживать горение.

Важно:

Физические свойства полимера и характер его эксплуатации будут разниться в зависимости от вида ПЭ.

Остановимся на самых распространенных его типах – ПЭВД и ПЭНД.

Вид полиэтилена	Мол. масса, а.е.м.	Плотность, кг/м3	Температурный показатель плавления, °С	Показатель упругости, МПа	Кристалличность	Относ. удлинение, %	Температура стеклования, °С	Показатель усадки при обработке
ПЭВД	30 тыс. – 400 тыс.	913-930	103-115	100-200	60%	100-800	-4	1,5-2%
ПЭНД	50 тыс. –1 млн	940-970	120-140	400-1250	70-90%	100-1200	120

Применение полиэтилена

Полиэтилен – самый известный и востребованный из-за своей практичности и универсальности полимер в мире. Выявлена масса способов переработки пластмассы, которые позволяют производить изделия из него.

Важно:

Полиэтилен обвиняют в неэкологичности, на самом же деле этот полимер один из наиболее безопасных, неприхотливых, хорошо поддается переработке, после которой нередко используется повторно.

Рассмотрим самые распространенные формы применения полиэтилена.

• Пленка. Этот универсальный материал повсеместно используют в виде разнофактурных пленок в промышленности, на производстве, в строительных работах. Производится она с помощью экструдера из гранулированного полиэтилена, который доводят до нужной температуры, плавят, после чего формируют.
• Трубы из полиэтилена используют для выкладывания инженерных сообщений (канализация, газо- и водопроводы) и коммуникаций. Процесс их изготовления идентичен этапам производства пленки, за исключением конструкции экструдера.
• Полиэтиленовые пакеты – легкая и удобная тара, в которой потребители переносят вещи и продукты. Сегодня невозможно представить свою жизнь без прозрачных пакетов для фасовки, «маек», практичных мусорных пакетов, пакетов с логотипами супермаркетов или торговых точек.
• Упаковка. Современная тара для продуктов питания также производится преимущественно из полиэтилена – бутылки, контейнеры, пластиковые пакеты и одноразовая посуда.
• Нельзя не упомянуть о широком производстве одноразовых полиэтиленовых перчаток, которые нашли широкое применение в промышленности, медицине и быту.
• Полиэтиленовые листы, производимые из ПЭВП или ПЭНП, являются отличной альтернативой древесине и стеклу, имеют небольшой вес и высокую жесткость. ПЭ прессуется в прочные листы разной толщины с высокой термостойкостью.

Продукты из полиэтилена с каждым годом находят все больше сфер для своего применения, занимая ранее пустующие области рынка. Включая в свой производственный процесс изделия из этого полимера, многие предприятия разных отраслей промышленности существенно облегчают его, делая максимально рентабельным. Статистические данные прогнозируют и дальнейший рост популярности полиэтилена, а значит, его производство в товарных масштабах будет только расти.

Смотрите также по теме «Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения»:

ПВД и ПНД — отличия полиэтилена высокого и низкого давления

В чем разница между ПНД и ПВД, как их отличить? Какой материал лучше выбрать для Ваших фирменных пакетов? Мы постарались ответить просто и доступно.

 

ПВД — полиэтилен высокого давления

Гладкий, блестящий, эластичный, тянущийся.

Пакеты с вырубной ручкой (как и с петлевой) чаще изготавливают из ПВД. Обычно за счет глянца материала печать на пакетах ПВД выглядит ярче, а цвета — «сочнее». Пакеты ПВД мнутся меньше, чем ПНД. По этим причинам имиджевые пакеты обычно изготавливают именно из ПВД. Плюс, пакеты из ПВД не слишком-то боятся острых углов и режущих кромок.

ПНД — полиэтилен низкого давления

Шершавый на ощупь, матовый, шуршит.

Пакеты Майка обычно изготавливают именно из ПНД. Если при заказе пакетов с вырубной ручкой взять за принцип «Максимум прочности при минимальном бюджете», то тогда тоже стоит выбрать ПНД как материал для производства пакетов. Пленка ПНД меньше растягивается, поэтому пакет из него лучше приспособлен для переноски тяжестей. Увы, пленка из ПНД сильнее мнется и шуршит, поэтому имиджевые пакеты обычно изготавливают из ПВД. Из-за прокола ПНД-пакетможет «разойтись» по прямой линии. Многим нравится за то, что пакет из ПНД больше похож на бумагу.

ПСД — полиэтилен среднего давления или смесовый полиэтилен.

Материал, представляющий собой композицию из ПВД, ПНД и иногда еще ряда добавок (для блеска, скольжения и т.п.) Смешивать ПВД и ПНД можно в различных пропорциях. Соотношение в смеси полиэтиленов высокого и низкого давления определяет конечные свойства получаемого ПСД. Он может быть «ближе» к ПВД или к ПНД, или иметь средние между ними параметры.

При производстве пакетов из ПВД в сырье нередко добавляют 5-15% гранул ПНД для придания пленке большей прочности. И наоборот, при производстве пакетов из ПНД иногда добавляют 5-15% гранул ПВД для придания пленке большей эластичности и стойкости на раздир. Так что, по сути, большинство пакетов, которые мы используем, изготовлены из ПСД.

Физические свойства

Основное сырье для производства полиэтиленовой пленки, и, как следствие, пакетов, служат полиэтиленовые гранулы. Они изготавливаются на крупных специализированных нефтеперерабатывающих предприятиях путем полимеризации этилена. Различия в способах производства ПНД и ПВД определяют разницу их физических свойств.

В зависимости от условий полимеризации (температуры, давления) получают гранулы полиэтилена с различными химическими и физическими свойствами.

Первый вид гранулированного полиэтилена — Полиэтилен Высокого Давления. Обычно его называют ПВД. Это гранулы, изготовленные при высоком давлении (1000-3000 кг/см2), имеют меньшую плотность (около 0,925 г/см3). Пленка, изготовленная из этих гранул, тактильно имеет некоторое сходство с воском, относительно прозрачна, легко растягивается, обладает большим количеством поперечных связей, препятствующих «раздиру», менее кристаллична, полимерные цепи более короткие, плавится при сравнительно низкой температуре (103-110°C).

Цены на полиэтилен ПНД и ПВД за последние 5 лет Смотреть графики >>

Второй тип гранул, используемых для производства пленки –гранулы Полиэтилена Низкого Давления ПНД. Здесь полимеризация этилена происходит в условиях более низкго давления (всего 1-5 кг/см2). Плотность получаемого вещества выше (0,945 г/см3). Полимерные цепи длинные, гранула более кристаллична и, как следствие, менее прозрачна. Плавится при температуре плавления на 20-30°С выше, нежели ПВД. Как следствие, энергозатраты при плавлении более высокие, но зато и при эксплуатации такая пленка способна выдерживать, не разрушаясь, более высокую температуру. Структура ПНД позволяет экструдировать (выдувать) пленку намного меньшей толщины. Основное отличие – шуршит при сминании.

 

Обозначения, аббревиатуры

В обозначениях часто используется зарубежный стандарт аббревиатуры, отличный от российского по своей сути. Для иностранцев главный критерий — не давление, при котором изготавливается гранула, а плотность конечного продукта. Такая разница в подходах к наименованию, увы, иногда ведет к некоторой путанице. Судите сами:

Российские гранулы, пленки и пакеты ПВД (полиэтилена высокого давления) соответствуют зарубежному аналогу LDPE (Low Density PolyEthylene – полиэтилен низкой плотности)

Российские гранулы, пленки и пакеты ПНД (полиэтилена низкого давления) соответствуют зарубежному аналогу HDPE (High Density PolyEthylene – полиэтилен высокой плотности).

 

Смотрите также:

 

Вернуться в каталог статей Энциклопедии

 

Компания ТулаПак			Мы в соцсетях:		Поделиться:
звоните бесплатно: тел./факс в Москве: тел./факс в Туле:	8 800 700-05-65 +7 (495) 960-87-78 +7 (4872) 35-87-75

История, маркировка и применение полиэтилена

Начало двадцатого века можно смело считать одним из самых важных для развития человечества периодов, именно в это время наука делает невероятный скачок вперед, открываются новые законы физики, делаются важнейшие медицинские открытия, химикам удается синтезировать уникальные материалы. Самым важным открытием двадцатого века в химии можно смело считать высокомолекулярные соединения – полимеры.

Самым известным полимером является полиэтилен – термопластичное вещество белого цвета, впервые полученное в 1899 году немецким инженером Г. Фон Пехманном. Поначалу побочный продукт не заинтересовал ученых, так как ему не нашли практического применения, но в тридцатых годах 20 века после изучения свойств полиэтилена его стали использовать в качестве изоляции для электрокабелей, а в пятидесятых и как упаковочный материал.

Существуют разные технологии полимеризации полиэтилена в результате которых получают несколько видов материалов:

• ПНД — полиэтилен низкого давления, мягкая прочная пленка с низкой плотностью, отличной эластичностью, с температурой плавления 60 градусов. Обладает воздухо- и водонепроницаемыми свойствами, устойчив к воздействию химических веществ. Широко используется для производства упаковочных пакетов, мешков для бытовых, медицинских, строительных отходов, труб и т д. В отличие от полиэтилена высокого давления, ПНД обладает плотной структурой, близкое расположение молекул обуславливает такие свойства как непроницаемость для жиров и масел, высокую прочность на растяжение, сжатие, разрыв и т д. Для изготовления упаковочных, фасовочных и мусорных пакетов применяют пленки толщиной от 14 до 25 мкм.
• ПВД – полиэтилен высокого давления, по характеристикам схож с ПНД, но имеет более гладкую поверхность и отличается большей жесткостью.
• ПСД – полиэтилен среднего давления – результат смешения ПВД и ПНД, его применяют для производства пакетов с вырубной и петлевой ручками. Этот вид сочетает в себе положительные стороны ПВД и ПНД: высокая плотность при небольшой толщине стенок, и при этом низкая себестоимость. Пакеты из ПСД отличаются прочностью, высокой грузоподъемностью и долгим сроком эксплуатации.
• Вспененный полиэтилен, получают методом вспенивания бутан-пропановой смеси. Широко распространен в качестве теплоизоляционного материала, применяется в производстве хозяйственных машин, обуви, кожгалантереи и т д.

Как видно возможностей применения полиэтилена невероятно много, но при всем разнообразии использования основной сферой его применения остается производство пакетов для расфасовки, упаковки, сбора отходов и т д. На сегодняшний день полиэтилен является идеальным и незаменимым материалов для изготовления упаковочных материалов.

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

Свойства полиэтилена | Sciencing

Полиэтилен — это пластик, технически известный как термопласт.Термопласт означает, что при нагревании он превращается в жидкость, а не горит, а при охлаждении приобретает свойства твердого тела. Полиэтилен используется во многих областях, от пластиковых пакетов для продуктов до сверхмощных пластиковых контейнеров.

Характеристики

Полиэтилен, как и все пластмассы, является материалом на основе полимера, что означает, что он состоит из длинных цепочек одинаковых молекул. В частности, молекула полиэтилена состоит из двух атомов углерода с двойной связью, каждый из которых имеет два связанных атома водорода.Из-за своей повторяющейся природы полиэтилен может иметь множество структурных форм.

Функция

В жидком состоянии полиэтилен служит материалом, который можно формовать, лить под давлением и отливать различной толщины и формы для создания множества различных продуктов, пригодных для использования. В твердой форме полиэтилен служит многим целям. Обычные изделия из полиэтиленового пластика включают контейнеры для пищевых продуктов, кожухи бытовой техники и мешки для мусора.

История

Полиэтилен был впервые синтезирован Гансом фон Пехманном, немецким химиком, который случайно обнаружил его при нагревании диазометана.Только в 1939 году Майкл Перрен ввел целенаправленный метод производства полиэтилена, и производство полиэтилена низкой плотности было выпущено для промышленного использования.

Преимущества

Полиэтилен имеет несколько желаемых технических характеристик. Полиэтилен имеет кристаллическую структуру и не растворяется при комнатной температуре. Кроме того, полиэтилен чрезвычайно химически стойкий, что делает его идеальным для хранения едких материалов и для использования в качестве химической лабораторной посуды в исследовательских центрах.Полиэтилен также обычно используется в ситуациях, когда металлические материалы нежелательны, например, когда возникает проблема коррозии из-за разнородных металлов.

Значение

Учитывая высокую стойкость к химическим щелочам и растворенным веществам, полиэтилен остается прочным материалом многоразового использования для бесчисленных применений, связанных с формованием пластмасс. Полиэтилен также подлежит вторичной переработке и, как таковой, помогает сократить объемы захоронения отходов и снизить затраты на материалы как для предприятий, так и для домашних потребителей.Его универсальность делает его материалом, который широко используется обществом, и ему будет трудно найти замену.

Полиэтилен | Химический состав и свойства

Безусловно, самый популярный термопласт, используемый в потребительских товарах (особенно продуктах, созданных ротационным формованием), полиэтилен создается путем полимеризации этилена (т. Е. Этена).

Химический состав

Молекула этилена C ₂ H ₄ (CH ₂ = CH ₂ )

Этилен
Полиэтиленовый полимер

А.К.А.

Полиэтилен, полиэтилен, PE, LDPE, HDPE, MDPE, LLDPE

• LDPE (полиэтилен низкой плотности) определяется диапазоном плотности 0,910–0,940 г / см ³ . Он имеет высокую степень разветвления коротких и длинных цепей, что означает, что цепи также не упаковываются в кристаллическую структуру. Следовательно, он имеет менее сильные межмолекулярные силы, поскольку индуцированное дипольное притяжение мгновенного диполя меньше. Это приводит к более низкому пределу прочности на разрыв и повышенной пластичности.LDPE создается путем свободнорадикальной полимеризации. Высокая степень разветвления с длинными цепями придает расплавленному полиэтилену низкой плотности уникальные и желаемые свойства текучести.
• HDPE (полиэтилен высокой плотности) определяется плотностью не менее 0,941 г / см ³ . HDPE имеет низкую степень разветвления и, следовательно, более высокие межмолекулярные силы и прочность на разрыв. HDPE может быть получен с помощью катализаторов хром / диоксид кремния, катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов. Отсутствие разветвления обеспечивается правильным выбором катализатора.
• MDPE (полиэтилен средней плотности) определяется диапазоном плотности 0,926 — 0,940 г / см ³ . MDPE может быть получен с помощью катализаторов хром / диоксид кремния, катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.
• ЛПЭНП (полиэтилен с линейной низкой плотностью) определяется диапазоном плотности 0,915 — 0,925 г / см ³ . представляет собой по существу линейный полимер со значительным количеством коротких разветвлений, обычно получаемый путем сополимеризации этилена с короткоцепочечными альфа-олефинами (например,грамм. 1-бутен, 1-гексен и 1-октен).

Источник: Wikipedia.org

Недвижимость

LDPE Свойства:
Полужесткий, полупрозрачный, очень прочный, атмосферостойкий, хорошая химическая стойкость, низкое водопоглощение, легко обрабатывается большинством методов, низкая стоимость.

LDPE Физические свойства:	Значение:
Предел прочности на разрыв:	0,20 — 0,40 Н / мм 2
Ударная вязкость с надрезом:	без перерыва
Коэффициент теплового расширения:	100 — 220 x 10 -6
Макс.Температура непрерывного использования:	65 o C (149 o F)
Точка плавления:	110 ° ° C (230 ° ° F)
Температура стеклования:	-125 ° ° C (-193 ° ° F)
Плотность:	0,910 — 0,940 г / см 3

HDPE Свойства:
Гибкий, полупрозрачный / воскообразный, атмосферостойкий, хорошая низкотемпературная ударная вязкость (до -60 ° C), простота обработки большинством методов, низкая стоимость, хорошая химическая стойкость.

Физические свойства HDPE:	Значение:
Предел прочности на разрыв:	0,20 — 0,40 Н / мм 2
Ударная вязкость с надрезом:	без перерыва
Коэффициент теплового расширения:	100 — 220 x 10 -6
Макс. Температура непрерывного использования:	65 o C (149 o F)
Точка плавления:	126 o C (259 o F)
Плотность:	0.941 — 0,965 г / см 3

Разное

В документе, написанном Дж. Д. Ратцлаффом из Chevron Phillips Chemical Company LP в 2004 году под названием «Полиэтилен: чувствительность процесса ротационного формования», представлены результаты исследования чувствительности полиэтилена к ударам в зависимости от условий обработки и обсуждаются методы для поддержания высоких стандартов ударной вязкости.

Нужна дополнительная информация?

Производство, свойства и использование учебника по химии полиэтилена

Свойство	Полиэтилен низкой плотности (LDPE)	Полиэтилен высокой плотности (HDPE)
Точка плавления	~ 115 o С	~ 135 o С
Кристалличность	низкая кристалличность (50-60% кристалличности) Основная цепь содержит множество боковых цепей из 2-4 атомов углерода, что приводит к нерегулярной упаковке и низкой кристалличности (аморфность)	высококристаллический (> 90% кристалличности) содержит менее 1 боковой цепи на 200 атомов углерода в основной цепи, что приводит к длинным линейным цепям, которые приводят к регулярной упаковке и высокой кристалличности
Гибкость	более гибкий, чем полиэтилен высокой плотности из-за более низкой кристалличности	более жесткий, чем ПЭНП, из-за более высокой кристалличности
Прочность	не такой прочный, как HDPE из-за неправильной упаковки полимерных цепей	прочный за счет регулярной упаковки полимерных цепей
Теплостойкость	сохраняет прочность и гибкость в широком диапазоне температур, но плотность резко падает выше комнатной температуры.	полезный свыше 100 o C
Прозрачность	хорошая прозрачность, так как он более аморфный (имеет некристаллические участки), чем HDPE	менее прозрачен, чем LDPE, потому что он более кристаллический
Плотность	0,91-0,94 г / см 3 более низкая плотность, чем у HDPE	0.95-0,97 г / см 3 более высокая плотность, чем у ПВД
Химические свойства	химически инертен. Не растворяется при комнатной температуре в большинстве растворителей. Хорошая стойкость к кислотам и щелочам. Воздействие света и кислорода приводит к потере прочности и сопротивлению разрыву.	химически инертный
Принципиальная схема
Использует	пакеты для сэндвичей, пищевая пленка, автомобильные чехлы, отжимные бутылки, вкладыши для резервуаров и водоемов, влагонепроницаемые конструкции в строительстве	пакеты для замораживания, водопроводные трубы, изоляция проводов и кабелей, экструзионное покрытие

Вы используете его ежедневно.Но что такое полиэтиленовый пластик?

The 101 на этом вездесущем современном материале

Полиэтилен на сегодняшний день является наиболее распространенным типом потребительского пластика и используется во многих повседневных материалах. Это термопластичный продукт, что означает, что его можно расплавить в жидкость, а затем снова охладить до твердого состояния во много раз. Различные условия обработки приводят к появлению различных сортов полиэтилена, которые можно использовать для самых разных целей — от гибкой липкой пленки на одном конце спектра до жестких покрытий столбов столбов на другом.

Одно из самых привлекательных свойств полиэтилена — его долговечность. Он устойчив к выцветанию и растрескиванию, а также невосприимчив ко многим химическим веществам, таким как кислоты и щелочные растворы. Полиэтилен — отличный электроизолятор. Он сохраняет свои свойства в экстремально холодных условиях, но может плавиться при высоких температурах.

Полиэтиленовый пластик: молекула углерод-водород

Полиэтилен состоит из молекул этилена с 2 атомами углерода и 4 атомами водорода.

Молекулярная структура и общие свойства

Полиэтилен состоит из углеводородных цепей, основным компонентом которых является молекула этилена, состоящая из 2 атомов углерода и 4 атомов водорода. Когда молекулы этилена объединяются в прямые или разветвленные цепи, образуется полиэтилен. Этот процесс включает в себя расщепление двойной связи между двумя атомами углерода и создание свободного радикала для присоединения к следующей молекуле этилена. Макромолекулы не связаны ковалентно, но удерживаются вместе в кристаллической структуре за счет межмолекулярных сил.Чем меньше количество боковых ответвлений, тем ниже кристалличность и, следовательно, выше плотность, что можно наблюдать по различным свойствам для разных типов полиэтилена.

Полиэтилен устойчив к атмосферным воздействиям, но может стать хрупким при длительном воздействии солнечных лучей. Это ограничение можно преодолеть путем добавления УФ-стабилизаторов. Он может загореться и будет продолжать гореть после того, как источник воспламенения будет удален с желтым кончиком синего пламени, что приведет к капанию пластика.Поверхностные свойства полиэтилена предотвращают его слипание или отпечаток без предварительной обработки. Полиэтилен может быть прозрачным, молочно-непрозрачным или непрозрачным, в зависимости от марки материала, толщины продукта и наличия добавок.

Графическое изображение полиэтиленовых разветвленных цепей

Классификация полиэтилена

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) имеет как длинные, так и короткие разветвления в полимерных цепях. Наличие этих ответвлений предохраняет цепи от слишком плотной упаковки, придает полиэтилену низкой плотности гибкость, которая делает его пригодным для таких применений, как пластиковые пакеты, изоляция проводов и полиэтиленовая пленка.LDPE обладает высокой устойчивостью к большинству химикатов, включая кислоты, основания, спирты, альдегиды, кетоны и растительные масла. Он также имеет очень низкое водопоглощение.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) похож на LDPE, но состоит в основном из линейных цепей с множеством коротких боковых ответвлений. Его часто получают путем сополимеризации этилена с альфа-олефинами, такими как 1-бутен, 1-гексен и 1-октен. Характеристики готового продукта можно изменить, изменив формулу компонента.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) состоит в основном из молекул с прямой цепью, которые удерживаются вместе межмолекулярными силами. Отсутствие боковых ответвлений обеспечивает плотное уплотнение цепей. Такая высокая плотность приводит к тому, что продукт является умеренно жестким, что делает его пригодным для таких применений, как разделочные доски, контейнеры для сока, пластмассовые пиломатериалы и игрушки. HDPE обладает хорошей химической стойкостью и остается прочным при очень низких температурах (-76 градусов по Фаренгейту).Имеет восковую текстуру поверхности, устойчивую к атмосферным воздействиям.

Полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой (UWMPE) имеет чрезвычайно длинные цепи и может быть намотан на резьбу с более высоким пределом прочности на разрыв, чем сталь. -5 дюймов / дюйм / град F)

Макс.температура непрерывного использования (по умолчанию F)

Прибл.-5 дюймов / дюйм / град F)

Макс.температура непрерывного использования (по умолчанию F)

Прибл. температура плавления (град F)

Кратковременная диэлектрическая прочность (В / мил), толщина 1/8 ″

Химический завод по производству полиэтилена.

Как производится полиэтиленовая пластмасса?

Основным строительным блоком полиэтилена является молекула этена, состоящая из 2 атомов углерода и 4 атомов водорода. Этен содержится в природном газе, а также производится при переработке сырой нефти.Одним из продуктов первой стадии переработки нефти является нафта, которую перерабатывают в установке каталитического крекинга для получения материала с более высоким октановым числом. Этот процесс крекинга также производит этен, который отделяется от других продуктов для дальнейшей переработки в полиэтилен. Этен — это газ.

Существуют различные методы обработки полиэтилена в зависимости от марки производимого продукта.

ПЭНП

получают путем сжатия газообразного этена до давления 50 000 фунтов на квадратный дюйм, после чего его охлаждают и подают в реактор.В реактор добавляется инициатор, который вызывает реакцию полимеризации. Постоянное перемешивание материала в реакторе обеспечивает максимальную скорость превращения. После реакции неиспользованный этен отделяется от продукта и возвращается обратно в компрессор. Полимер экструдируют, разрезают на гранулы и сушат перед поступлением в силосохранилища. Пеллеты обычно упаковываются в мешки для отправки клиентам, где они будут плавиться и перерабатываться в готовые потребительские товары.

HDPE производится каталитическим способом, который позволяет производить полиэтилен при более низких температурах и давлениях.Первыми использовались катализаторы Циглера-Натта и хромовые катализаторы, но постоянно разрабатываются новые типы катализаторов для улучшения производственных процессов и характеристик продукции. В некоторых процессах даже смешиваются разные типы полиэтилена в одну партию, стирая границы между разными сортами продукции.

LLDPE также производится каталитическим способом с добавлением сополимеров, таких как альфа-олефины (бутан, гексан). Молекулярная структура LLDPE представляет собой длинную цепь с множеством коротких ответвлений.

UHMWPE производится с использованием металлоценовых катализаторов, что приводит к чрезвычайно длинным углеводородным цепям (более 100 000 молекул мономерных компонентов). Вторичный процесс, называемый формованием геля, включает нагретый гель из СВМПЭ и экструзию его через фильеру. Изделие охлаждают на водяной бане. Этот процесс прядения дает волокно с высокой степенью молекулярной ориентации (95%), что придает ему чрезвычайно высокую прочность на разрыв.

Пластиковая формовка из полиэтилена

Полиэтилен поставляется с завода в виде гранул и сортируется в соответствии с его спецификациями.Клиенты используют эти гранулы в качестве сырья в своих производственных процессах, которые включают их плавление под воздействием тепла и давления, а затем формование жидкого пластика в его окончательную форму. Существуют различные методы формования полиэтилена в зависимости от сорта сырья и требуемого типа готового продукта:

Полиэтилен перерабатывается в изделия на термопластавтоматах.

1. Литье под давлением
   Литье под давлением — один из двух наиболее распространенных методов создания готовой продукции из полиэтилена.Гранулы подаются в нагретый цилиндр, где вращающийся шнек проталкивает расплавленный пластик через шибер в форму. Фиксированное количество полиэтилена вводится под высоким давлением 10 000–30 000 фунтов на квадратный дюйм. После завершения впрыска форма охлаждается перед открытием и удалением готового продукта. Это типичный процесс, используемый для производства изделий массового производства, таких как ведра и крышки для бутылок.
2. Выдувное формование
   Выдувное формование используется для создания таких продуктов, как бутылки и шприцы, где в продукте есть полость.В процессе выдувного формования первая стадия включает формование преформы вокруг стержня сердечника с использованием стандартной литьевой формы. После охлаждения преформа помещается в центр второй формы. Заготовку повторно нагревают, и через стержневой стержень подается сжатый воздух, чтобы вдувать расплавленный пластик во внутренние стенки готовой формы, создавая внутреннюю полость. После охлаждения штифт удаляется.
3. Компрессионное формование
   Компрессионное формование в основном используется для термореактивных пластиков, которые являются пластиками, которые нельзя повторно нагревать и повторно формовать много раз.В смесь могут быть добавлены порошки и другие материалы для создания особых свойств или усиления конечного продукта. В этом процессе пластик формуют с помощью нагретых пластин, которые оказывают давление на пластик. Короткое время цикла в этом процессе делает его привлекательным для применения в больших объемах, например, для изготовления деталей для автомобильной промышленности.
4. Трансферное формование
   Трансферное формование включает нагрев пластика до расплавленного состояния перед его переводом в процесс компрессионного формования.Когда имеется много маленьких отверстий или металлических вставок, расплавленный пластик легче образуется вокруг них, не нарушая совмещения.
5. Формование вставки из пленки
   Этот процесс включает в себя введение пленки или тканевого материала в форму для литья под давлением перед впрыскиванием пластика, чтобы пленка удерживалась внутри готового продукта.
6. Экструзия
   Экструзия, наряду с литьем под давлением, является одним из самых популярных методов придания полиэтилену желаемой формы.Пеллеты через бункер поступают в нагретую камеру, где шнек перемещает расплавленный пластик вперед. В конце нагретой камеры находится фильера, которая формирует пластик, когда он выходит в атмосферу. Этот процесс используется для создания непрерывных листов, труб, кабелей, трубопроводов и многого другого. Готовый продукт попадает на ленту конвейера, где он охлаждается воздухом (иногда с помощью воздуходувок). Продукт также можно опустить в воду, чтобы ускорить процесс охлаждения.
7. Газовое литье под давлением
   При газовом литье под давлением стандартный процесс литья под давлением усовершенствован за счет дополнительного этапа.Форма заполняется до 70% от общего необходимого расплавленного пластика, затем в камеру закачивается газ, чтобы протолкнуть пластик в конец формы. Чистый эффект заключается в том, что конечный продукт имеет полый центр из-за продувки газа и используется меньше пластика.
8. Ротационное формование
   Порошок пластмассы помещают в полую форму и прикрепляют к вращающейся ступице. Ступица вращается по 2 осям внутри печи, в результате чего пластик плавится и покрывает внутренние стенки формы. Ступица продолжает вращаться в течение цикла охлаждения, который часто включает разбрызгивание воды на внешнюю часть формы.Наконец, готовый продукт снимается. Преимущество этого метода — простота форм, отсутствие необходимого давления и отсутствие сварных швов и стыков в готовом изделии.
9. Профилированный пенопласт
   Расплавленный пластик впрыскивается в аккумулятор вместе со сжатым газом для создания эффекта пены в пластике. Из гидроаккумулятора пенопласт вводится в форму. Падение давления от аккумулятора к форме заставляет пластик расширяться и заполнять форму.После охлаждения кожица становится гладкой, но внутренняя сердцевина вспенивается, что придает готовому изделию высокую жесткость.
10. Термоформование
    Термоформование и вакуумное формование выполняются, если пластиковый лист нагревается до мягкости, а затем накладывается на форму. В некоторых случаях применяется положительное давление воздуха, а в других создается вакуум, чтобы прижать пластик к форме. После охлаждения готовый продукт выгружается.
11. Реакционное литье под давлением
    Реакционное литье под давлением — это новая технология формовки пластмассовых изделий.Пластик смешивается с другими компонентами при более низкой температуре, чем при традиционном литье под давлением. Внутри пресс-формы происходит экзотермическая реакция, которая приводит к сжатию пластика. Поскольку требуются более низкие температуры и давления, снижаются производственные затраты. В смесь также можно добавить стекловолокно для придания прочности готовому продукту.

Пластиковые крышки тумб — это одно изделие, изготовленное из полиэтилена.

Техническое обслуживание

Полиэтилен — очень прочный материал, который нелегко изнашивается или ослабевает.Однако продолжительное пребывание на солнце может со временем привести к ломкости продукта. Для трубопроводов или резервуаров, подверженных воздействию элементов, рекомендуется цикл проверки для выявления любых перепонок или трещин из-за хрупкости.

Долговечность и долговечность изделий из полиэтилена настолько высоки, что многие производители описывают их как необслуживаемые.

Приложения

Полиэтилен является наиболее распространенной формой термопласта, используемой в потребительских товарах, и имеет широкий спектр применения.Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных вариантов использования:

• Материал упаковки пищевых продуктов: Поскольку полиэтилен настолько устойчив к водопоглощению и химическим повреждениям, он сертифицирован как безопасный для использования при упаковке пищевых продуктов.
• Медицинская трубка: Отсутствие пористости полиэтилена делает его идеальным материалом для катетеров и других медицинских изделий из-за устойчивости к загрязнению.
• Ведра, бутылки и контейнеры: Благодаря твердости пластика и его прочности при нагрузках он подходит для потребительских товаров.
• Пуленепробиваемые жилеты: Волокна СВМПЭ имеют высокую прочность на разрыв, но при этом очень легкие, что делает их идеальными для применения в сфере безопасности.
• Высокопрочные кабели: Они легкие, поэтому просты в установке, но прочные, поэтому полезны в сложных промышленных приложениях.

Переработка

Пластиковые изделия получили много негативных отзывов из-за их воздействия на окружающую среду, но, как и в случае с большинством потенциальных загрязнителей, именно поведение людей, а не сам продукт, приводит к ущербу для окружающей среды.Полиэтилен не поддается биологическому разложению, поэтому его нельзя выбрасывать на свалки.

Однако свойства полиэтилена делают его идеальным для вторичной переработки, так как его можно переплавить и превратить в другой продукт. Кроме того, его устойчивость к химическому загрязнению и абсорбции жидкостей означает, что переработанный продукт не содержит много примесей. Иногда вторичный и первичный материал смешивают вместе в процессе формирования готовой потребительской продукции.Номер вторичной переработки № 2 относится к HDPE и № 4 для LDPE; многие предприятия по переработке могут перерабатывать оба эти сорта для повторного использования.

Многие материалы, ранее считавшиеся опасными для окружающей среды (например, резина), перерабатываются все чаще, поскольку люди переходят к экологически безопасному образу жизни и развиваются технологии рециркуляции.

Статьи по теме

Источники

Все о полиэтиленовых смолах — свойства и применение

Полупрозрачные полиэтиленовые гранулы.

Изображение предоставлено: StanislauV / Shutterstock.com

Полиэтиленовые (ПЭ) смолы представляют собой термопластичные полимеры, что означает, что они могут быть образованы при нагревании и переплавлены без потери своих внутренних характеристик. Этим термопласты отличаются от термореактивных материалов, которые после затвердевания претерпевают необратимые изменения. По этой причине термопласты, как правило, подлежат вторичной переработке. Другие термопласты включают поливинилхлорид, полистирол, поликарбонат (PC), акрил, акрилонитрилбутадиенстирол (ABS), полипропилен (PP), полиамид (PA) и политетрафторэтилен (PTFE).Информацию об этих термопластах и ​​других термореактивных пластиках можно найти в нашем руководстве по типам смол.

Недвижимость

Полиэтиленовые смолы подразделяются на три основные группы: низкой плотности (LDPE), высокой плотности (HDPE) и сверхвысокой молекулярной массы (UHMW-PE). LDPE используется, например, для изготовления пластиковых пакетов для покупок; ПНД, для дренажных труб; и UHMW-PE для медицинских изделий. Как правило, чем больше плотность материала, тем более кристаллическая его структура. Более высокие кристаллические структуры имеют более высокие рабочие температуры.

LDPE

лучше всего охарактеризовать как низкопрочный, но очень пластичный, что позволяет ему растягиваться без разрушения. Он популярен для различных упаковочных приложений, от выжимаемых бутылок до герметизирующей пленки. HDPE имеет более высокую прочность, но более низкую пластичность, что делает его полезным для продуктов, которые должны сохранять свою форму, таких как мусорные баки. HDPE сохраняет работоспособность при -60 ° C. UHMW-PE очень прочен, с отношением прочности к весу, близким к таковому у некоторых сталей. Обладая высокой устойчивостью к истиранию, он подходит для специальных применений, таких как установочные винты и звездочки разливочных машин, износные накладки искусственных суставов и т. Д.

Как и многие термопласты, полиэтиленовые смолы легко впитывают влагу. Обычно они не требуют специальных режимов сушки перед литьем под давлением или другой обработкой.

Материал в своей естественной форме обычно бывает белого или черного цвета и становится полупрозрачным при разбавлении до размеров молочных бутылок и т.п. Поставщики могут регулировать состав для повышения прочности на разрыв, прозрачности, формуемости, пригодности для печати и т. Д., Если это необходимо, в соответствии с конкретным применением.

Приложения

Низкая стоимость ПВД и его хорошие герметизирующие и защитные характеристики делают его очень популярным для изготовления упаковочных пленок.Как и полипропилен, он часто используется в закрывающих устройствах, где требуются подвижные петли.

Обычное применение HDPE — выдувные кувшины для молока и воды. И LDPE, и HDPE могут быть подвергнуты термоформованию, выдувному формованию, литью под давлением и т. Д. UHMW-PE из-за своей высокой молекулярной массы не может течь как жидкость и должен быть получен с помощью других методов, таких как экструзия или прессование.

Полиэтилен легко обрабатывается и часто используется в качестве замены металлических компонентов. В своей высокомолекулярной форме он часто применяется в компонентах машин, где присутствует высокая абразивность, таких как направляющие рельсы для конвейерного оборудования.Другие типичные области применения включают опорные наковальни для вращающихся ножей продольной резки и в качестве поверхностей разделочных досок. Материал доступен в обычных формах, включая листы, круглые и стержни. В области 3D-печати с полиэтиленом мало что сделано — когда полиэтилен предназначен в качестве производственного материала, любое необходимое быстрое прототипирование обычно выполняется с использованием ABS.

С коэффициентами расширения почти в десять раз больше, чем у сталей, полимеры, как правило, требуют специальных методов обработки, особенно когда речь идет о соблюдении жестких допусков.Полиэтилен не исключение из этого правила.

При использовании в качестве изнашиваемой поверхности рекомендуется механическое скрепление СВМПЭ, так как полимер плохо сцепляется с клеем. При проектировании любой сборки также необходимо учитывать сильно различающиеся коэффициенты расширения для полимеров и различных металлов.

Полиэтиленовая пленка широко используется в строительной отрасли, где она используется для защиты от влаги, в качестве защитной ткани и т. Д.

Физические атрибуты

Полиэтилен состоит из одного мономера, этилена, что делает его гомополимером.LDPE является аморфным, а HDPE — кристаллическим, что объясняет большую пластичность LDPE и более высокую жесткость HDPE.

UHMW-PE работает непрерывно при температурах до 80 ° C и выдерживает периодическое воздействие температур около 95 ° C. Материал также обладает хорошими эксплуатационными характеристиками в более низких температурных областях.

Стоимость

Полиэтилен дороже полипропилена — самого дешевого из термопластов, хотя эти два материала имеют много общего.

UHMW-PE доступен во многих специальных классах, включая подшипники, керамические наполнители, одобренные FDA, высокотемпературные и обнаруживаемые металлы, и это лишь некоторые из них.

Полиэтилен можно приобрести в виде гранул для формования и экструзии, как в новом, так и в измельченном виде. Он доступен в виде гибкой и полужесткой пленки для упаковки, в виде листов для термоформования и в различных экструдированных формах, таких как круглые и стержневые.

Химическая стойкость

Полиэтилен совместим с большинством разбавленных кислот и щелочей, например, используемых в бытовых чистящих средствах, что делает его подходящим материалом для контейнеров с этими химическими веществами.Не разлагается при контакте с алкоголем. Материал имеет плохую стойкость к большинству ароматических углеводородов и окислителей.

Материал легко горит и считается легковоспламеняющимся. На материал воздействует УФ-свет, но его характеристики в этих условиях можно улучшить за счет использования добавок. Для некоторых пленок также доступны антистатические процедуры.

Физические свойства полиэтиленовой смолы низкой плотности

В таблице 1 ниже представлены краткие сведения о некоторых физических свойствах полиэтиленовой смолы низкой плотности.Обратите внимание, что это для общей справки, и конкретные составы материала могут привести к изменению этих значений.

Таблица 1 — Физические свойства полиэтиленовой смолы низкой плотности

Имущество	Метрические единицы	Английские единицы
Температура расплава	110 ° С	230 ° F
Прочность на разрыв	7 МПа	1000 фунтов на кв. Дюйм
Прочность на изгиб	6 МПа	800 фунтов на кв. Дюйм
Скорость усадки	2.4-3,1%	0,024-0,031 дюйма / дюйм.
Удельный вес	0,92
Идентификатор переработки	4 ПВД

Физические свойства полиэтиленовой смолы высокой плотности

В таблице 2 ниже представлены краткие сведения о некоторых физических свойствах полиэтиленовой смолы высокой плотности.Обратите внимание, что это для общей справки, и конкретные составы материала могут привести к изменению этих значений.

Таблица 2 — Физические свойства полиэтиленовой смолы высокой плотности

Имущество	Метрические единицы	Английские единицы
Температура расплава	130 ° С	266 ° F
Прочность на разрыв	20 МПа	2900 фунтов на кв. Дюйм
Прочность на изгиб	21 МПа	3000 фунтов на кв. Дюйм
Скорость усадки	1.7–2,9%	0,017-0,029 дюйма / дюйм.
Удельный вес	0,95
Идентификатор переработки	2 ПНД

Физические свойства полиэтиленовой смолы сверхвысокой молекулярной массы (UHMW)

В таблице 3 ниже представлены краткие сведения о некоторых физических свойствах полиэтиленовой смолы со сверхвысокой молекулярной массой (UHMW).Обратите внимание, что это для общей справки, и конкретные составы материала могут привести к изменению этих значений.

Таблица 3 — Физические свойства полиэтиленовой смолы сверхвысокой молекулярной массы (UHMW)

Имущество	Метрические единицы	Английские единицы
Температура расплава	135 ° С	275 ° F
Прочность на разрыв	40 МПа	5800 фунтов на кв. Дюйм
Прочность на изгиб	24 МПа	3500 фунтов на кв. Дюйм
Удельный вес	0.93

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение полиэтиленовых смол, включая информацию об их свойствах и использовании. Для получения дополнительной информации о других смолах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Изделия из других смол

Больше от Plastics & Rubber

Все о полиэтилене (PE): прочность, использование и свойства

3D Insider поддерживается рекламой и зарабатывает деньги на кликах, комиссионных от продаж и другими способами.

Полиэтилен или «PE» — это термопласт, который также является наиболее распространенным пластиком. На его долю приходится примерно 34% всего рынка пластмасс. Он обладает желательными физическими свойствами, такими как высокая пластичность, высокая ударная вязкость и очень высокая химическая стойкость. Существуют разные типы полиэтилена, которые используются в разных сферах. Полиэтилен высокой плотности является плотным и относительно более кристаллическим и используется в суровых условиях, например в строительстве. Полиэтилен низкой плотности используется в полиэтиленовых пакетах и ​​упаковке.

Как правило, разные типы полиэтилена имеют различную кристаллическую структуру. Чем менее кристаллической является структура, тем больше она имеет тенденцию к постепенному смягчению. Чем более кристаллической является структура, тем быстрее она переходит из твердой в жидкую форму. Поскольку полиэтилен является термопластичным материалом, его температура плавления составляет от 110 ^o ° C до 130 ^o ° C. Его можно нагреть до этой температуры, охладить, а затем снова нагреть без какого-либо значительного разрушения. Способность полиэтилена к разжижению при температуре около 110 ^o ° C делает его подходящим для литья под давлением.

История полиэтилена

Самая ранняя запись о создании полиэтилена относится к 1898 году. Именно в это время немецкий химик по имени Ганс фон Пехманн произвел полиэтилен случайно, когда исследовал диазометан. Диазометан не был предпочтительным материалом для промышленного применения, поскольку было известно, что он очень нестабилен.

Однако примерно в 1933 году Эриком Фосеттом и Реджинальдом Гибсоном в компании Imperial Chemical Industries (ICI) был открыт процесс синтеза полиэтилена, который можно использовать в промышленных условиях.Позже, в 1935 году, этот процесс был усовершенствован Майклом Перреном (химиком из ICI), и к 1939 году началось крупномасштабное производство полиэтилена низкой плотности.

В США в 1944 году компания под названием Bakelite Corporation (базирующаяся в Техасе) начала крупномасштабное коммерческое производство полиэтилена по лицензии Imperial Chemical Industries. Важная веха была изменена в 1950-х годах, когда были обнаружены катализаторы, помогающие процессу полимеризации, который имеет жизненно важное значение для производства полиэтилена.Эти катализаторы привели к производству полиэтилена высокой плотности в 1950-х, 60-х и 70-х годах.

Сегодня ежегодно производится более 100 миллионов тонн полиэтиленовой смолы.

Производство полиэтилена

Полиэтилен производится в процессе полимеризации. Все начинается с перегонки углеводородного топлива на фракции или более легкие группы. Затем эти группы или мономеры приводят в контакт с катализатором, чтобы запустить процесс полимеризации.Реакция полимеризации — экзотермическая реакция.

В настоящее время чаще всего используется координационная полимеризация, в которой участвуют хлориды и оксиды металлов. Наиболее часто используемые катализаторы называются катализаторами Циглера-Натта и катализаторами Филлипса. Полиэтилен также иногда получают с использованием процесса радикальной полимеризации. Однако этот метод требует использования аппарата высокого давления.

После изготовления полиэтилена иногда возникают случаи, когда отдельные части полиэтилена необходимо соединить вместе, чтобы получить более крупный продукт.В таких случаях детали из полиэтилена соединяются следующими способами:

• Лазерная сварка
• Ультразвуковая сварка
• Сварка горячим газом
• Тепловая сварка
• Тепловая сварка
• Крепление

Полиэтилен различных марок

Есть доступны различные типы полиэтиленовых материалов. Они классифицируются по-разному в зависимости от их плотности и разветвленности. Эти два фактора существенно влияют на механические свойства.Различают следующие типы полиэтилена:

• Полиэтилен высокой плотности
• Полиэтилен низкой плотности
• Линейный полиэтилен низкой плотности
• Полиэтилен очень низкой плотности
• Полиэтилен средней плотности
• Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы
• Сшитый полиэтилен

Применение полиэтилена

Упаковка : Полиэтилен высокой плотности (HDPE) используется для изготовления ящиков, лотков и бутылок для общедоступных продуктов.Пробки для бутылок, банки и бочки также изготавливаются из полиэтилена высокой плотности. Высокая ударная вязкость HDPE делает его предпочтительным материалом для изготовления таких упаковочных изделий.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) используется для изготовления пленок, пластиковых пакетов, мешков для мусора и других упаковочных материалов для пищевых продуктов. Плюс LDPE в том, что он дешев и обеспечивает хорошую физическую гибкость.

Трубы и фитинги : Полиэтилен широко используется для производства различных труб и фитингов. HDPE используется в газовых и водопроводных трубах, канализационных трубах, а также в качестве покрытий на стальных трубах.HDPE обеспечивает отличную стойкость к химическим веществам и гидролизу, что делает его предпочтительным материалом для этих применений. LDPE, с другой стороны, используется для изготовления водопроводных труб и шлангов из-за его низкого водопоглощения и пластичности.

Электрооборудование : Полиэтилен является хорошим изолятором и используется для изготовления изоляции коаксиальных кабелей и оболочки кабелей.

Медицинский : Некоторые особые типы полиэтилена, такие как полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, обладают высокой прочностью и устойчивы к порезам и износу.Он также химически устойчив. Таким образом, он используется для изготовления искусственных суставов, замены коленного сустава и замены бедра. Он также используется для изготовления определенных участков имплантатов.

Игрушки : Одно из самых больших применений HDPE — игрушки. Фактически, треть всех игрушек производится из полиэтилена высокой плотности. Высокая прочность на разрыв — одно из полезных свойств HDPE.

Потребительские товары : Контейнеры для мусора, посуда, предметы домашнего обихода, ящики для льда, миски, ведра, бутылки для кетчупа и т. Д.все сделаны из полиэтилена.

Автомобильная промышленность : Топливные баки транспортных средств изготовлены из полиэтилена (HDPE).

Прототипы полиэтилена с использованием станков с ЧПУ, литья под давлением и 3D-принтеров

Станки с ЧПУ

Полиэтилен — отличный материал для использования с станками с ЧПУ. Он выпускается в виде листового материала, стержня и многих других специальных форм благодаря своим вариантам, таким как HDPE и LDPE. Полиэтилен хорошо подходит для обработки на фрезерном или токарном станке.Он имеет желаемые свойства, такие как приличная ударная вязкость и ударная вязкость, которые обеспечивают отличную обрабатываемость. Полиэтилен, используемый в станках с ЧПУ, обычно черный или белый.

3D-печать

Полиэтилен в настоящее время недоступен для FDM и не используется для каких-либо процессов 3D-печати. Считается, что это сложный материал для изготовления прототипов, напечатанных на 3D-принтере. Следовательно, вы должны использовать станок с ЧПУ для изготовления прототипов полиэтилена.

Литье под давлением

Полиэтилен, будучи термопластом, может использоваться в машине для литья под давлением, поскольку его можно повторно нагревать, плавить и охлаждать без серьезной деградации.Обычно полиэтилен подают в машину для литья под давлением и нагревают до температуры плавления. Затем жидкая форма впрыскивается в форму, чтобы принять желаемую форму. Основными преимуществами использования полиэтилена по сравнению с другими полимерами в процессе литья под давлением являются его низкая стоимость, простота переработки и высокая ударная вязкость, особенно при низких температурах.

Недостатки полиэтилена

• Полиэтилен токсичен в жидком виде. Это может вызвать проблемы при вдыхании или попадании на кожу.Глаза также поражаются парами полиэтилена. Следовательно, чрезвычайно важно соблюдать все правила техники безопасности при обращении с жидким полиэтиленом.
• Полиэтилен имеет тенденцию становиться хрупким при длительном воздействии солнечного света.
• Полиэтилен не подвержен биологическому разложению. Следовательно, разложение на свалке занимает много времени и имеет тенденцию к накоплению.
• Полиэтилен производится из углеводородов и ископаемого топлива. Следовательно, это не экологически устойчиво. При его производстве и сжигании выделяется углекислый газ, который является парниковым газом.

Свойства и характеристики

Тип свойства	Деталь
Научное название	Полиэтилен (PE)
Идентификационный код смолы	2 (HDPE) 4 (LDPE), 1 (PET)
Химическая формула	(C 2 H 4 ) n
Прочность на разрыв	1000 PSI (LDPE), 2900 PSI (HDPE)
Диэлектрическая проницаемость	2.25 при 20 o C
Удельный вес	0,92 (LDPE), 0,95 (HDPE)
Температура плавления	110 o C (LDPE), 130 o C (HDPE)
Прочность на изгиб	800 PSI (LDPE), 3000 PSI (HDPE)
Максимальная температура непрерывного использования	65 o C
Скорость усадки	0.02 — 0,05 дюйма / дюйм
Ударная вязкость по Изоду	1064 Дж / м (LDPE), 150 Дж / м (HDPE)
Удлинение при разрыве	150% (HDPE), 400 % (LDPE)
Твердость по Роквеллу	M10 (LDPE), M65 (HDPE)
Коэффициент Пуассона (v)	0,46 (HDPE)
Температура прогиба	85 o C при 67 PSI
Температура литьевой формы (типичная)	21 o C до 66 o C

Химический	Уровень сопротивления
Кислота (концентрированная)	Хорошая
Кислота (разбавленная)	Хорошая
Спирт	Хорошая
Щелочи	Хорошие
Ароматические углеводороды	Плохие
Смазки и масла	Плохие / Средние
Галогенированные	Hалогенированные 0 Углеводороды
Плохое
Кетоны	Среднее / Плохое

.