Полиэтилен дешевле других пластмасс. Большинство пластмасс изготавливается из полиэтилена. Однако доля других пластмасс довольно мала. Следует отметить, что около трети всего полиэтилена используется для производства упаковки.
Полиэтилен низкого давления (ПНД)
Мономер для ПЭВП включается в структуру твердого полимера в присутствии катализаторов и стабилизаторов, некоторые из которых затем становятся частью полиэтилена. Эта структура и состав объясняют свойства и возможности материала, которые сделали его таким популярным.
Свойства
Полиэтилен низкого давления производится в виде гранул диаметром 2-5 мм и имеет плотность около 0,960 г/см3, температуру плавления +129-135 0С, температуру хрупкост и-70 0С и следующие физико-химические свойства:
- Высокой твердостью, объясняемой высокой кристалличностью вещества,
- Высокой прочностью на растяжение и сжим,
- Практически абсолютной паровой и жидкостной непроницаемостью,
- Хорошей химической стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред с содержанием кислот, щелочей, жиров и масел,
- Отличными диэлектрическими свойствами,
- Возможностью переработки термическими методами, легкостью сварки и склейки.
Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП
Полиэтилен низкого давления является самым жестким полимером среди пластмасс, изготовленных из одного и того же мономера. Даже для пластмасс увеличение плотности обычно означает изменение двух наиболее важных свойств — увеличение прочности и химической стойкости. Этим он отличается от ПЭНД и ЛПЭНД, которые также являются широко используемыми полимерами:
HDPE и LDPE. По сравнению с ПЭНД этот полиэтилен:
- Повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность,
- Большую прочность, но меньшую сопротивляемость деформациям и большую хрупкость (особенно при низких температурах),
- Более высокую температуру плавления, при которой возможна стерилизация изделий из него даже при помощи пара,
- Меньшие водопоглощение и паропроницаемость,
- Лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров.
HDPE и LLDPE. Линейный полиэтилен LLDPE по своим химическим свойствам находится между HDPE и LLDPE. Он почти такой же жесткий и химически инертный, как ПЭНД, но более растяжимый и устойчивый к растрескиванию и проколу.
ЗНАЧЕНИЕ: При ударе о твердую поверхность изделия из ПЭНД издают резонирующий звук, который можно быстро отличить «на глаз» от предметов, изготовленных из других пластмасс. Это отличие может быть на одном уровне с характеристикой более твердой и материальной поверхности (поверхности изделий из ПЭНД более гладкие и блестящие).
Классификация
Полиэтилен высокой плотности может иметь различные виды в зависимости от дифференциации технологии производства. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, которые являются продуктами протекающей реакции, а также остатками сопутствующих веществ:
- Суспензионный ПВП может содержать различные химические стабилизаторы, образующие суспензионную массу из гранул при холодной» полимеризации этилена. Это могут быть неагрессивные кислоты, оксиды легких металлов, полимерные спирты и даже некоторые виды глины. Такой пластик наиболее качественный, однородный, без нарушений структуры и слабых зон.
- Растворный полиэтилен часто содержит доли катализаторов, присутствующих в реакции полимеризации «горячим» способом.
- Газофазный имеет в составе остатки газов и эфирных веществ. Из всех трех видов он имеет наиболее слабую структуру, так как сравнительно неоднороден и включает наличие менее устойчивых к износу участков.
Из-за наличия в ПЭНД посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность важнее экологичности и нетоксичности.
Преимущества ПНД
К преимуществам ПЭНД относятся:
— нечувствительность к широкому спектру химических веществ,
— высокая ударопрочность,
— Высокие диэлектрические свойства
Существует три метода производства PVP. Первый — суспензионная полимеризация предварительно сформированных гранул и процесс в специальном суспензионном растворе. Для стабильности состава используются химические стабилизаторы, например, оксиды легких металлов и неагрессивные кислоты. Смесь необходимо постоянно перемешивать в процессе полимеризации, чтобы обеспечить максимальную стабильность комбинации ингредиентов. Этот метод позволяет получить материал с чрезвычайно однородной структурой без слабых мест и дефектов. Недостатком этого метода является то, что в конечный продукт добавляются остаточные стабилизаторы.
Второй метод, растворная полимеризация, проводится при температуре 60-130 °C с катализатором. Полученный материал однороден, эластичен, структура восстанавливается в диапазоне малых деформаций и является износостойкой. К недостаткам можно отнести сложность выбора катализатора, так как многие химические элементы начинают участвовать в химической реакции под воздействием температуры, что недопустимо из-за влияния на конечный результат.
Третий вариант — газофазная полимеризация, которая в настоящее время используется лишь в некоторых отраслях промышленности. Она практически не используется из-за не очень высокого качества конечного продукта. Полимеризация происходит в газовой среде. При этом методе молекулы могут свободно перемещаться и сталкиваться, поэтому конечный продукт получается не очень однородным, а отдельные участки могут иметь более низкую износостойкость.
При полимеризации образуется несколько побочных продуктов, которые являются отходами производства. Большинство из этих отходов вредны для окружающей среды, поэтому их необходимо правильно хранить и утилизировать. Этим не следует пренебрегать, поскольку все процессы хранения и утилизации регулируются законом, и последствия несоблюдения могут быть очень серьезными.
Как в целом выглядит состав гранулята ПЭНД?
В реактор добавляется раствор этилена в насыщенном углеводороде гексане. Состав сначала нагревается до 160 C, а затем до 2500 C. Давление достигает 5,3 МПа. В течение 10-15 минут композиция находится в контакте с катализатором, после чего полимер должен быть отделен от раствора (в испарителе) и примесей (в сепараторе).
Последняя фаза — формирование гранул, после чего происходит пропаривание водяным паром, а затем охлажденные гранулы высыпаются в специальные контейнеры.
В результате получается продукт, готовый к дальнейшей переработке. Для достижения желаемых свойств могут быть добавлены дополнительные добавки
Фото с сайта granula.pro
Материал устойчив к щелочам, маслам и продуктам, содержащим спирт. Он не устойчив к азотной кислоте, серной кислоте и галогенам.
Химические свойства ПНД
Класс горючести B: B1 — огнестойкость и B2 — нормальная горючесть. Самопроизвольное горение происходит при температуре около 350 °C.
Химический состав материала фактически состоит только из водорода и углерода, поэтому при сгорании выделяются только двуокись и окись углерода, вода и немного сажи. Пропорции газов зависят от температуры, вентиляции и доступа кислорода во время горения. Остановить процесс горения можно с помощью воды.
Таблица 1. Физические и химические свойства ПЭВП
Гранулят вторичного пластика является сырьем, используемым при производстве широкого спектра пластиковых изделий, и может значительно снизить стоимость продукции при минимальной потере качества
| ГОСТ | 16338-85 |
| Плотность, г/см3 | 0,94-0,96 |
| Цвет | от прозрачного до белого в зависимости от толщины |
| Запах | отсутствует |
| Температура для размягчения в воздушной среде по Вика, вС | 120-125 |
| Плотность насыпания гранул, в г/см3 | 0,5-0,6 |
| Проводимость тока | не проводит |
| Разрушающее напряжение при изгибе, в МПа | 19,0-35,0 |
| Предельная прочность при срезе, в МПа | 19,0-35,0 |
| Удельное электрическое поверхностное сопротивление, в Ом | 1014 |
| Влагопоглощение за 30 суток, в % | 0,03-0,04 |
| Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1010 Гц | 0,0002-0,0005 |
| Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц | 2,32-2,36 |
Вторичные гранулы ПЭВД изготавливаются из отходов или использованных изделий из ПЭВД. Этот процесс осуществляется с помощью гранулятора, который расплавляет отходы на мелкие кусочки и создает пряди, которые затем разрезаются на гранулы. Вторичная грануляция ПЭНД дешевле первичной грануляции. И это более дешевый способ производства продукции, что является самым важным фактором для производителей и покупателей.
Фото с сайта ok-stanok.ru
Однако при использовании вторичных гранул ПНД необходимо учитывать ГОСТы, законы Российской Федерации и качество материала. Например, из переработанных гранул нельзя изготавливать детские игрушки и пищевые пленки. Если отходы загрязнены или содержат посторонние вещества, это может повлиять на качество конечного продукта. Поэтому перед использованием вторичного гранулята ПЭНД необходимо проверить его свойства и соответствие производственным требованиям.
Различия между ПЭНД и ПЭВД
При производстве этих материалов требуется разное давление, поэтому макромолекулы и свойства конечного продукта в итоге отличаются.
ПЭНД — это полиэтилен низкой плотности, который обладает высокой прочностью в основном за счет своей гибкости и эластичности.
ПЭВП — это полиэтилен высокой плотности, обладающий повышенной прочностью, химической и радиационной стойкостью, но низким индексом пластичности.
ПЭНД очень часто используется для производства потребительских товаров. Такими изделиями часто являются одноразовые тарелки, упаковка, различные контейнеры для хранения продуктов питания, а также игрушки, крышки для бутылок или флаконов и т.д.
Области применения ПНД
Фото с сайта ok-stanok.ru
Однако при использовании вторичных гранул ПНД необходимо учитывать ГОСТы, законы Российской Федерации и качество материала. Например, из переработанных гранул нельзя изготавливать детские игрушки и пищевые пленки. Если отходы загрязнены или содержат посторонние вещества, это может повлиять на качество конечного продукта. Поэтому перед использованием вторичного гранулята ПЭНД необходимо проверить его свойства и соответствие производственным требованиям.
Таблица 3: Области применения ПЭВД
Производимые в настоящее время марки полиэтилена и сополимеров этилена:
| Трубы | Газовое снабжение, водоснабжение холодное, дренажные и канализационные коммуникации |
| Кабельная изоляция | Материалы для изоляции кабелей высокого напряжения |
| Листы, мембраны | Листы: различные элементы для областей машиностроения, гидроизоляция Мембраны: элементы для обустройства гидроизоляции |
| Крышки | 2-составные и односоставные крышки для ПЭТ бутылок, крышки для косметических продуктов, бытовой химии |
| Пленки | Пакеты фасовочные, пакет майка, воздушно-пузырьковая пленка |
| Тара | Канистры, баки, цистерны |
| Товары массового потребления | Кухонные изделия, предметы для дома, инвентарь для сада и огорода |
| Автокомплектующие | Около 400 различных изделий для автотранспорта |
| Прочее | Мебель, тарные ведра, детские игрушки, фитинги |
Полиэтилен низкого давления (ПНД) — это полиэтилен, получаемый путем полимеризации этилена при низком давлении 0,2-0,5 МПа и температуре около 80°C в суспензии (в органическом растворителе) в присутствии металлоорганических катализаторов. Полученный таким образом полиэтилен имеет плотность 959-960 кг/м 3. Полиэтилен низкого давления имеет более высокую плотность (959-960 кг/м 3 ), более высокую молекулярную массу (80000-800000) и более высокую степень кристалличности (75-90) по сравнению с полиэтиленом высокого давления.
- ПНД (HDPE) Полиэтилен низкого давления
- ПВД (LDPE) Полиэтилен высокого давления
- ЛПЭНП (LLDPE, PELLD) Линейный полиэтилен низкой плотности
- ВЭМПЭ (HMWPE, VHMWPE) Полиэтилен высокомолекулярный
- UHMWPE Полиэтилен сверхвысокомолекулярный
- EPE Вспенивающийся полиэтилен
- PEC Хлорированный полиэтилен
- PEX или XLPE, XPE Полиэтилен сшитый
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)
Композиции на основе основных типов полиэтилена маркируются по-разному: Обозначение термопласта, первые три цифры обозначают основной тип (без расшифровки), цифры после дефиса — номер состава добавки, затем после запятой — состав, тип и стандарт цвета и красителя.
- полиэтилен высокой плотности, полиэтилен низкого давления (РФ);
- гифакс, супер-дайлан, бакелит (США);
- карлон (Великобритания);
- хостален G (Германия);
- монлен (Италия);
- манолен (Франция);
- хей жекс (Япония).
Обозначение базовых марок ПЭНД :
- первая цифра ( 2 ) – процесс полимеризации протекает на комплексных металлоорганических катализаторах при низком давлении;
- вторая и третья цифры – порядковый номер базовой марки;
- четвертая и пятая цифра – способ гомогенизации ( 0 – усреднение холодным смешением) и группа плотности ( 6 – 0,931–0,939; 7 – 0,940–0,947; 8 – 0,948–0,959; 9 – 0,960–0,970 кг/м 3 );
- последние три цифры (написанные через дефис) указывают десятикратное значение показателя текучести расплава.
Полиэтилен низкого давления (ПНД) является одним из самых потребляемых полимерных материалов в мире.
Таблица 1: Основные физико-механические свойства полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
| Наименование показателя | Значение для ПЭНД |
| Температура стеклования, °С | –20 |
| Температура плавления, °С | 120–135 |
| Температура хрупкости, °С | –60…–150 |
| Температура размягчения по Вика, °С | 125–128 |
| Температура длительной эксплуатации, °С | 50 |
| Степень кристалличности, % | 70–85 |
| Плотность, кг/м 3 | 948–960 |
| Показатель текучести расплава, г/10мин | 0,1–15 |
| Морозостойкость, °С | –70 |
| Теплостойкость по Мартенсу, °С | 47–60 |
| Предел рабочих температур, °С | |
| верхний | 70–80 |
| нижний | –150…–60 |
| Предел текучести при растяжении, МПа | 19–26 |
| Разрушающее напряжение, МПа | |
| при растяжении | 18–32 |
| при изгибе | 20–40 |
| при сжатии | 20–36 |
| Модуль упругости, МПа | |
| при растяжении | 610–750 |
| при изгибе | 636–735 |
| при сжатии | – |
| Относительное удлинение при разрыве, % | 300–800 |
| Твердость по Бринеллю, МПа | 45–60 |
| Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м 2 (без надреза / с надрезом) | Не разр. (без надреза)/ 2 (с надрезом) |
| Коэффициент трения по стали | 0,3–0,35 |
| Удельное электрическое сопротивление | |
| объемное, Ом×м | (0,1–1)×10 15 |
| поверхностное, Ом | 10 14 |
| Водопоглощение за 24 ч при 23 °С, % | 0,01 |
| Удельная теплоемкость, кДж/(кг×K) | 2,3–2,7 |
| Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×K) | 0,42–0,44 |
| Температурный коэффициент линейного расширения, 1/град | (10–55)×10 –5 |
| Коэффициент температуропроводности, м 2 /с | 1,9×10 –7 |
Мировой рынок полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
В 2015 году мировой рынок полиэтилена низкого давления оценивался в 56,13 млрд долларов США. По оценкам ряда мировых экспертов, в обозримом будущем (2015-2023 гг.) этот рынок будет расти с темпом CAGR 4,5%. Ожидается, что в 2023 году денежная стоимость этого рынка составит около 84,79 долларов США, а физическая — 39 254,6 тыс. тонн18.
Лидирующие позиции (по регионам) на этом рынке следующие:
Основными производителями на рынке полиэтилена низкого давления (по состоянию на 2015 год) были Chevron Phillips Chemical Company, LyondellBasell Industries N.V., Huntsman Corporation, Exxon Mobil Corporation, The Dow Chemical Company, INEOS Olefins and Polymers и Mitsui Chemicals Inc.
- Азиатско-Тихоокеанский регион;
- Европа;
- Северная Америка.
ПЭНД — это термопластичный полимер высокой плотности, изготовленный из этилена. Прочные межмолекулярные связи придают материалу высокую степень твердости. ПЭНД используется для изготовления строительных, бытовых, садоводческих и огороднических изделий. Но что такое ПЭНД? Инновация или проверенное временем изобретение? Давайте узнаем!
Что такое ПНД
ПЭНД появился на нашем рынке не так давно. Фактически, люди заговорили о нем только тогда, когда интерес к трубам из ПЭНД начал расти. Но важно знать, что на Западе этот материал известен уже давно. Он был изобретен в Германии в 1953 году. И в то время материал уже был прекрасно изучен. Производители позаботились о том, чтобы в процессе производства в материал сразу же добавлялись добавки, улучшающие его свойства.
ПНД на рынке материалов
Например, изначально считалось, что у материала слишком высокий коэффициент расширения при перепадах температуры. Однако благодаря добавкам материал стал стабильным. Важно знать, что высокий коэффициент расширения компенсируется хорошей эластичностью. Поэтому этот недостаток является скорее недостатком.
ПЭНД как материал идеально подходит для следующих продуктов:
Для каких изделий идеален ПНД
Исследования показывают, что ПЭНД следует ценить за ряд свойств:
- труб для водоснабжения и канализации, газоснабжения, транспортировки сыпучих продуктов,
- приточных систем вентиляции,
- систем автополива,
- конструкций для парников, теплиц,
- валиков, шпуль и других приспособлений, которые облегчают хранение материалов в рулонах,
- корпусов лодок,
- деталей технических установок (бытовой и промышленной аппаратуры),
- крышек (в том числе, для пищевых банок),
- швейной фурнитуры.
Чем выигрышен ПНД
ПЭНД — это продукт, который может быть изготовлен различными способами:
- прочность,
- износостойкость,
- отсутствие склонности к окислению\ржавчине,
- инертность к большинству химикатам и перепадам температур,
- адаптивность к сложным монтажным задачам, в том числе, соединению труб при помощи обжимных фитингов – без применения сварки,
- относительно низкую себестоимость,
- ударную прочность,
- высокие диэлектрические качества.
Как производят ПНД
В обоих случаях важно присутствие сложных металлоорганических катализаторов:
- газофазной полимеризацией этилена.
- сополимеризацией этилена и а-олефина (гексена-1).
На практике, особенно в технологии сополимеризации, наилучшими являются иммобилизованные катализаторы. Они обеспечивают превосходную селективность проникновения в полимерную цепь эксена-1.
- галогенидов,
- алкоксидов,
- амидов,
- оксигалогенидов.
Для начала процесса полимеризации производственные рабочие поддерживают температуру 50-60 °C.
Для очистки полученного ПЭНД от остатков катализатора используется центрифуга или система гидроциклонов и специальных моечных машин.
Нитрофосфат натрия добавляется в качестве стабилизатора для улучшения характеристик полимера. В полимер также могут быть добавлены этиленгликоль и воск. Долговечность материала не влияет на его прочность, но влияет на эстетику, которую он обеспечивает. Когда ПЭНД используется для изготовления труб.
Использование метилалюмоксановых или изобутилалюмоксановых соединений считается перспективным в качестве активаторов катализаторов. Важно, чтобы они были синтезированы на поверхности гидратированных алюмосиликатов.
Для оптимизации процесса сополимеризации выгодно использовать среду толуола.
Хотя ПЭВД очень похож на ПЭВД (полиэтилен высокого давления), разное давление, необходимое для его производства, приводит к образованию разных макромолекул полиэтилена, что, в свою очередь, обуславливает разные свойства.
Чем ПНД отличается от ПВД
Существуют различные типы ПЭВП в разных формах:
- ПНД очень плотный и, соответственно, жёсткий, ПВД, напротив, эластичный и более рыхлый. Поэтому трубы из ПНД всегда выигрывают перед трубами из ПНД.
- ПВД в отличие от ПНД менее шуршащий материал, поэтому при производстве упаковки, напротив, разумнее использовать ПВД.
- ПНД признан более термостойким материалом по сравнению с ПВД. Высокая температура плавления позволяет стерилизовать изделия даже при помощи пара. Эта особенность не может не быть в поле внимания производителей медицинского оборудования
- Полиэтилен низкого давления превосходит полиэтилен низкого давления по выносливости со стороны напорных сред. Безнапорные трубопроводы можно производить и из полимера низкого давления, а вот напорные трубопроводы, а таем более газопроводы – исключительно из ПНД.
- ПНД превосходит ПВД по степени стойкости к жирам и маслам.
Формы выпуска
К преимуществам ПЭНД относятся следующие параметры:
- Выдувной – используется для производства бутылок или иной тары любых размеров.
- Литьевой – используется в основном для отлития под давлением различных деталей или иного изделия.
- Пленочный – имеет широкое применение. За счёт того, что имеет отличную текучесть расплава, используется для производства различной плёнки. Предмет, с которым мы постоянно сталкиваемся – полиэтиленовый пакет, также изготавливается из этого материала.
- Трубный – наиболее твёрдый, прочный. Имеет в своём составе специальные добавки, которые повышают термоустойчивость. Применяется в основном для производства труб.
Преимущества и недостатки ПНД
Как обычно, среди множества достоинств всегда можно выделить недостатки.
- высокая прочность и твёрдость;
- высокая износостойкость;
- нетоксичный материал;
- безопасность использования;
- на материал не воздействуют агрессивные среды (кислая, щелочная);
- стойкость к радиации;
- материалу не страшны микроорганизмы, которые могут воздействовать на него.
Сфера применения ПЭВП огромна. Этот материал используется как на крупных промышленных предприятиях, так и в мелкосерийном производстве. Его физические и химические свойства позволяют использовать его в довольно широком диапазоне. Ведь в изделиях из полиэтилена удобно хранить различные жидкости, он активно используется для упаковки различных видов товаров. ПНД получил столь широкое распространение не только благодаря своим универсальным свойствам, но и доступной цене. Он не требует больших затрат на производство, товар характеризуется низкой стоимостью.
Благодаря широкому спектру применения ПЭНД, из него можно производить большое количество продукции различного назначения.
- возможность плавления при высоких температурах;
- при воздействии солнечных лучей или ультрафиолетового излучения возможна деформация материала или полная потеря пригодности.
Области применения ПНД
Товары для бытового и повседневного использования:
Из ПЭНД изготавливается большое количество упаковочных материалов (пленки, пакеты и т.д.).
Важно знать, что в большинстве коммуникационных систем (водоснабжение, канализация и т.д.) используются трубы из полиэтилена низкого давления. Это неудивительно, ведь этот материал отвечает всем требованиям, которые к ним предъявляются. Труба под раковину также изготовлена из ПНД, что еще раз подтверждает ее широкое применение. Прочность и долговечность материала позволяет нам долгое время поддерживать системы коммуникаций в хорошем состоянии.
- детские игрушки;
- посуда;
- изделия для ванной комнаты (мыльницы, ёмкости для бытовой химии и т.д.);
- различные аксессуары для дома.
ПНД также используется для изготовления резервуаров для воды, которые можно найти практически в каждом доме. Этот материал также используется для изготовления дорожных ограждений.
Разница между ПЭНД и ПЭВД заключается в их соответствующих производственных свойствах. Для синтеза полиэтилена высокого давления необходимы следующие условия:
Условия для производства полиэтилена низкого давления:
Особенности синтеза
Как видно из спецификаций по составу каждого типа, для производства пвд требуется больше сырья. Все это влияет на эластичность конечного продукта, что считается основным отличием ПНД от ПВД.
- Температура при создании должна находиться на отметке от 200 градусов до 260 градусов Цельсия.
- Давление на уровне от 150 до 300 мега паскалей.
- Наличие катализаторов, в качестве которых используют кислород или органический пероксид.
Тип и качество полиэтилена можно определить с помощью визуального и тактильного тестирования. Внешние признаки у обоих видов разные:
- Температурный показатель на уровне от 120 градусов до 150 градусов Цельсия.
- Показатель давления варьируется от 1/10 до 2 мега паскалей.
- Применение катализатора Циглера/Натта.
— мягкий на ощупь,
Как можно визуально отличить пнд от пвд?
— шероховатый на ощупь,
Оба материала получили широкое распространение в производстве пакетов. В чем разница между мусорными мешками из ПД и ПВХ? Мешки для мусора из ПВД могут транспортировать, например, заостренные предметы или картонные коробки с острыми углами без риска разрыва. Благодаря высокой плотности и эластичности эти мешки не рвутся. Однако в них нельзя помещать тяжелые и громоздкие продукты. ПЭНД может выдерживать большие веса благодаря своей упругости, но если его структура будет нарушена острым предметом, весь пакет порвется. Поэтому можно сделать вывод, что разница между ПНД и ПВД заключается в прочности.
Основное применение полиэтилена низкого давления — это промышленность и строительство. Этот материал стал популярным в производстве водопроводных труб, бочек, биологических туалетов и деталей мебели. Его используют в качестве упаковочного материала. Пакеты из пнд можно увидеть в повседневной жизни. Они представляют собой либо майки, либо пакеты с обрезанными ручками. Эти изделия характеризуются высокой прочностью и надежностью.
Полиэтилен высокого давления используется для производства цветных фирменных пакетов и упаковочных форм. Благодаря возможности печати красочных мотивов, этот материал пользуется большой популярностью. Из него изготавливают фирменные пакеты с логотипами производителей. Из этого материала также изготавливают пищевые контейнеры. Благодаря своей вязкости и клейким свойствам он используется для производства упаковочных пленок. В повседневной жизни все покупают в магазинах продукцию, изготовленную из этого химического вещества.
Области применения
Многие люди считают, что целлофан и полиэтилен — это один и тот же материал. Это заблуждение, так как эти полимеры имеют совершенно разные свойства. Определить, что изделие изготовлено из полиэтилена, легко, если поджечь его. Пламя, образующееся при горении полиэтилена, имеет голубоватый цвет, но не дает достаточно света. Запах, возникающий при горении, похож на запах сгоревшего парафина. При горении полиэтилена не образуется дым, как при горении пластика, а запах такой же, как при горении свечи.
Основные химические свойства материала:
Физические и химические характеристики
Изделия из полиэтилена характеризуются высокой химической стойкостью. Они не разлагаются даже при воздействии чрезвычайно концентрированных кислот и щелочей. Это ценное свойство материала позволило использовать его в производстве контейнеров для хранения химических реактивов. В таких контейнерах можно хранить, в частности, даже серную кислоту. Чтобы растворить полиэтилен при комнатной температуре, его необходимо подвергнуть воздействию 50 % азотной кислоты в сочетании с хлором или фтором в газообразном состоянии. Поскольку эти условия можно создать только искусственно, ПЭ нельзя случайно разрушить.
Для растворения полиэтилена можно использовать циклогексан или четыреххлористый углерод при температуре 80 °C. Материал не набухает под воздействием влаги, так как обладает гигроскопичностью. Полиэтилен подходит для изготовления зубных протезов. Он не вызывает химических реакций при контакте с живыми тканями человеческого организма.
- не вступает в реакцию с кислотой и щелочью в высоких концентрациях;
- имеет свойство стареть;
- растворяться может лишь в нагретом состоянии.
Следует отметить, что полиэтилен подвержен старению. Материал постепенно разлагается и становится довольно хрупким. Он разлагается на альдегиды и H2O2 (перекись водорода). Это свойство является как отрицательным, так и положительным. Ценность этого свойства заключается в том, что полиэтилен в основном используется для изготовления одноразовой упаковки, которая выбрасывается после использования. Со временем материал разлагается и образует простые соединения. На воздухе и под воздействием ультрафиолетовых лучей процессы старения ускоряются.
Ценные физические свойства полиэтилена:
Полиэтилен оптимально подходит для производства непроводящих продуктов. Поэтому он используется в качестве изолятора в кабелях. Он также используется для производства герметизирующих мембран. ПЭ также используется в качестве гидроизоляционной мембраны для фундаментов, бассейнов и т.д. Этот вид использования определяется его способностью отталкивать воду и устойчивостью к химическим веществам.
ПЭ очень прочен, поэтому его можно использовать для изделий, которые подвергаются большим нагрузкам (растяжение, давление). Хорошим примером являются водопроводные трубы из полиэтилена. Помимо прочего, они устойчивы к коррозии и не растворяются в агрессивных средах.
- этот материал относится к диэлектрическим;
- является прекрасным гидроизолятором;
- обладает низкой теплопроводностью и высокой прочностью.
Существуют различные типы ПЭ, требующие разных условий для реакции полимеризации. Различают следующие виды ПЭ:
Плотность ПЭВД довольно низкая, что делает его самым гибким и мягким из всех видов полиэтилена. Он имеет гладкую поверхность и довольно прозрачен. Изделия из этого материала обычно глянцевые. Он используется для производства всех видов гибких пленок. ПЭВД производится путем полимеризации этилена при температуре 190-300 °C и давлении около 130-250 МПа. Инициаторами реакции являются кислород, бензоил, лаурил или их смеси.
Самые популярные виды
Полиэтилен среднего давления получают при следующих условиях: Давление 2,5-7 МПа, температура 130-240 °C, при участии оксидных катализаторов, например, Cr2O3. В результате химической реакции полиэтилен образует хлопья, которые осаждаются в растворе. Его кристалличность примерно на 30 % выше, чем у полиэтилена высокого давления. Кроме того, материал характеризуется более высокой плотностью, чем ПЭВД.
- сверхмолекулярный;
- линейный;
- ПВД (расшифровывается как полиэтилен высокого давления);
- ПСД (расшифровывается как полиэтилен среднего давления);
- ПНД (расшифровывается как полиэтилен низкого давления).
Плотность ПЭВД особенно высока. Это делает материал пригодным для производства различных деталей машин, которые подвергаются высоким нагрузкам. Для производства ПЭВД необходимы следующие условия: температура — 60-80 °C, давление — 0,2-0,6 МПа (реакция возможна и при атмосферном давлении), участие сложных металлоорганических катализаторов.
Линейный полиэтилен обладает ценными свойствами предыдущих видов ПЭ. Он обладает такой же высокой прочностью, как ПЭВП, и в то же время такой же эластичностью, как ПЭНП. Поэтому этот материал часто используется для производства пленок. Самым сложным материалом для производства является супрамолекулярный ПЭ. Однако полученный материал превосходит все другие виды полиэтилена. Его используют для производства деталей сложных механизмов.
Спектр применения полиэтилена очень широк. Например, из него можно изготавливать полиэтиленовые трубы:
Полиэтиленовые трубы используются для изготовления водопроводов. Они также используются для производства систем водяного отопления. В частности, полиэтиленовые трубы часто используются для строительства систем напольного отопления. Они укладываются единым контуром в бетон стяжки. Стыки отсутствуют, что означает отсутствие протечек, которые невозможно устранить.
Сфера применения
ПЭ — идеальный материал для производства пленок. Они могут использоваться в качестве упаковки, но также применяются в качестве тонких пленок для герметизации. Когда мы говорим о типичной полиэтиленовой пленке, стоит упомянуть ее короткий срок службы. При воздействии ультрафиолетового излучения он составляет 3-4 года. Со временем мембрана становится непрозрачной и хрупкой. Поэтому полиэтилен без добавок явно уступает в этом отношении полиолефину с добавками полипропилена. Срок службы этого материала длительный, до семи лет и более. ПЭ используется для производства пузырьковых пленок и различных видов строительных пленок. ПЭ также используется для производства армированных сеткой пленок.
Однако этим спектр применения полиэтилена не ограничивается. Этот материал также используется для производства пластиковых контейнеров. Речь идет о ведрах для душа и баках для сточных вод. Из полиэтилена также изготавливают контейнеры для хранения жидкостей (в том числе пищевых).
Одноразовая посуда также изготавливается из полиэтилена. Из этого материала изготавливают пищевые контейнеры, миски, кастрюли и термосы. Благодаря высокой стойкости к истиранию он используется для изготовления игрушек, сувениров и елочных украшений. Эти изделия меньше ломаются под давлением, чем другие виды пластика.
Переработка ПЭВД
