Фитинги снабжены специальной спиралью, которая при нагревании специальным сварочным аппаратом сваривает фитинг и трубу вместе. Такое соединение считается самым прочным.
Полиэтилен высокого давления: что за материал ПВД
Полиэтилен — это термопластичный полимер, изготовленный из этилена, высокомолекулярного соединения, полученного из низкомолекулярных веществ. Полимеризация этилена происходит под давлением, поэтому в зависимости от уровня давления можно выделить следующие соединения:
- ПВД – полиэтилен высокого давления;
- ПСД – полиэтилен среднего давления;
- ПНД – полиэтилен низкого давления. (Wikipedia).
- Что такое ПВД?
- Характеристики полиэтилена высокого давления
- Отличия разных видов полиэтилена
- Технология производства
- Марки ПВД
- Сферы применения ПВД
- Пленка из ПВД
- Пакеты из ПВД
- ПВД вторичной переработки
Что такое ПВД?
Полиэтилен высокого давления — это полимер, полученный при следующих условиях:
- температура до 180⁰C;
- давление до 300 атмосфер;
- присутствие кислорода в качестве катализатора.
Полиэтилен высокого давления имеет меньшую плотность по сравнению с другими полимерами из-за более слабых низкомолекулярных связей. Альтернативное название ПЭВД — полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). LDPE означает полиэтилен низкой плотности. Наличие углеводородных боковых цепей в макромолекулах ПЭВД способствует низкой кристалличности вещества.
Характеристики полиэтилена высокого давления
Температура плавления ПЭНП составляет 100-120⁰C. При предельных значениях материал становится хрупким. Вещество практически не впитывает воду (коэффициент влагопоглощения находится в пределах 0,02% в месяц). Плотность полиэтилена высокого давления: 0,925 г/см3. Температура стеклования: -25⁰С.
Химические свойства ПЭВД:
- при горении имеет голубоватый оттенок, излучает мало света;
- не реагирует на щелочь, кислоту;
- не растворяется в воде;
- подвержен термостарению.
Таблица 1. Физико-химические свойства ПЭВД (MPlast.by).
Свойство Цена Предел прочности при натяжении, МПа 9,8—16,7 Предел прочности при изгибе, МПа 11,8—16,7 Удлинение при разрыве, % 500-600 Модуль упругости при натяжении, МПа 147—245 Модуль упругости при изгибе, МПа 118—255 Число твердости по методу Бринелля, МПа 13,7—24,5 Число перегибов на 180 градусов 3000 Свойства полиэтилена высокого давления:
- мягкость;
- небольшая степень усадки;
- эластичность;
- ударопрочность;
- устойчивость к механическим повреждениям;
- высокая растяжимость;
- сохранение прочности при низких температурах;
- влагостойкость;
- воздухонепроницаемость;
- экологичность;
- устойчивость к солнечному свету.
ПЭВД производится в виде прозрачных шариков. В такой форме сырье лучше хранится и облегчает производственные процессы. Любая другая форма продукта может быть легко изготовлена из гранул. Для изменения цвета и придания конечному продукту желаемых свойств можно использовать добавки. Характерной особенностью изделий из ПЭВД является гладкая и блестящая поверхность без шероховатостей.
Важно!
ПЭВД — нетоксичный материал, безопасный для человека и окружающей среды. Он используется для упаковки пищевых продуктов и изготовления товаров для детей.
Виды полиэтилена
Полиэтилен нашел широкое применение среди потребителей. Растущий интерес к этому материалу подстегнул науку, и разрабатываются все новые и новые материалы с новыми свойствами. Сегодня можно выделить четыре основные группы полиэтилена. Процесс производства определяет свойства, придаваемые материалу, а свойства определяют область применения.
Четыре основных типа полиэтилена:
- Линейный полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ЛПВД.
- Полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ПВД.
- Полиэтилен среднего давления, обозначающийся аббревиатурой ПСД.
- Полиэтилен низкого давления, обозначающийся аббревиатурой ПНД.
Полиэтилен среднего и низкого давления — более традиционная классификация, так как производимый материал имеет одинаковую плотность и молекулярную массу и схожие условия состава.
Существует и другая классификация полиэтилена, более специфическая. Эти материалы используются в строительстве и в медицинских целях.
- Сшитый полиэтилен, имеющий обозначение РЕХ.
- Вспененный полиэтилен, имеющий обозначение ПП.
- Свервысокмолекулярный полиэтилен, имеющий обозначение СВМП.
- Хлорсульфированный полиэтилен, имеющий обозначение ХСП.
Получение полиэтилена
Основным сырьем является чистый этилен. Существует два основных химических процесса производства полиэтилена:
- радикальная полимеризация, которая протекает в газовой фазе;
- координационно-ионая полимеризация, которая осуществляется в жидкой среде бензина.
В результате этих процессов получаются два типа материалов:
- первое — это полиэтилен высокого давления;
- второе – это полиэтилен низкого давления.
Полиэтилен высокого давления
Синтез происходит при давлении 150-300 МПа и температуре 200-2600 °C в присутствии кислородсодержащего катализатора — кислорода, перекиси водорода.
Технология производства предполагает образование промежуточного соединения, которое затем разлагается.
Образующиеся радикалы являются основой для полимеризации мономера.
- Смешение исходного сырья с возвратным газом и «товарищем» кислородом.
- Сжатие газовой смеси, протекающее в две стадии.
- Этап полимеризации исходного сырья.
- Разделения продукта и непрореагировавшего сырья.
- Перевод жидкого продукта в гранулы.
Полиэтилен низкого давления
Название говорит само за себя. В процессе производства используется низкое давление. Исходным материалом также является мономер этилена.
В зависимости от производственного процесса различают:
- Полимеризацию, протекающую в суспензии.
- Полимеризацию, протекающую в растворе, чаще всего жидкой средой служит гексан.
- Полимеризация в газовой среде.
Реакции, протекающие в жидкой фазе, более распространены, чем реакции в газовой фазе.
Процесс в жидкой фазе осуществляется при высоких температурах до 25 000 °C. В этом процессе используется давление от 3,4 до 5,3 МПа.
Контакт с катализатором короткий и длится всего 10-15 минут.
Продукт отделяется от реакционной смеси путем удаления растворителя. Этот процесс происходит в испарителе, после чего смесь попадает в сепаратор, а из него в вакуумную камеру, где происходит грануляция. Полученный твердый продукт выпаривается с паром.
Применение полиэтилен
Полиэтилен очень широко используется в нашей жизни.
Полиэтиленовые пленки используются для упаковки продуктов питания, пузырчатые пленки — для транспортировки хрупких материалов. В сельском хозяйстве полипропиленовые пленки используют для покрытия теплиц, чтобы повысить температуру в них и сохранить тепло — это повышает урожайность растений.
Полиэтилен используется для изготовления различной тары: Бутылки, ящики, емкости для различных жидкостей, в том числе агрессивных, а также, в сельском хозяйстве, лейки и горшки для выращивания рассады.
В строительной отрасли полиэтилен используется для изготовления канализационных, дренажных, газовых и водопроводных труб.
Полиэтиленовый порошок используется для изготовления клея-расплава.
Возможно, это покажется неожиданным, но полиэтилен также используется для изготовления бронежилетов, корпусов лодок и двигателей для некоторых видов технического оборудования.
Вспененный полиэтилен используется в качестве теплоизоляции.
А полиэтилен высокого давления используется в производстве контейнеров для хранения твердых и жидких отходов, опасных для окружающей среды.
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен состоит из одного атома, но он специфичен. Он не содержит низкомолекулярных добавок и характеризуется высокой линейностью и большим молекулярным весом. Он используется в медицине для замены суставного хряща. Область его применения не очень широка, несмотря на его выгодные свойства. Полимер нелегко поддается переработке.
Виды полиэтилена
Помимо ПЭНД и ПЭВД, которые подробно описаны в данной статье, в промышленности производятся и используются многие другие виды полиэтилена, включая следующие основные группы.
LLDPE — линейный полиэтилен низкой плотности. Этот тип становится все более популярным. По своим свойствам этот полиэтилен похож на LDPE, но превосходит его по многим показателям, в том числе по прочности и устойчивости к деформации изделия.
mLLDPE, MPE — LLDPE Metallocene.
MDPE — полиэтилен средней плотности.
VMPE, HMWPE, VHMWPE — высокомолекулярный.
UHMWPE — сверхвысокомолекулярный.
Существует также большое количество сополимеров этилена с различными другими мономерами. Наиболее известными являются сополимеры с пропиленом, которые производятся под общими терминами статический или статический сополимер и блок-сополимер. Кроме того, производятся сополимеры этилена с акриловой кислотой, бутил- и этил-акриловой кислотой, метил-акриловой кислотой и метилакриловой кислотой, винилацетатом и т.д. Существуют также эластомеры на основе этилена, которые обозначаются аббревиатурами POP и POE.
Свойства полиэтилена
Что касается характеристик полиэтилена, то следует сказать, что свойства различных видов этого полимера сильно отличаются. Рассмотрим, как и в случае с синтезом, характеристики двух наиболее распространенных типов.
ПЭ высокого давления (LDPE)
Молекулярная масса ПЭВД колеблется от 30 000 до 400 000 атомов.
MFR варьируется от 0,2 до 20 г/10 мин, в зависимости от марки.
Степень кристалличности ПЭВД составляет около 60 %.
Температура стеклования составляет минус 4 градуса Цельсия.
Температура плавления материала составляет от 105 до 115 °C.
Плотность составляет около 930 кг/куб. м.
Технологическая усадка при обработке составляет от 1,5 до 2 %.
Основной характеристикой структуры полиэтилена высокого давления является его разветвленная структура. Это является причиной низкой плотности из-за рыхлой аморфно-кристаллической структуры материала на молекулярном уровне.
ПЭ низкого давления (HDPE)
Молекулярная масса ПЭВП составляет от 50 000 до 1 000 000 атомных единиц.
Показатель MFR составляет от 0,1 до 20 г/10 мин, в зависимости от сорта.
Степень кристалличности ПЭВП составляет от 70 до 90 %.
Температура стеклования составляет 120 градусов Цельсия.
Температура плавления этого типа материала составляет от 130 до 140 градусов Цельсия.
Плотность составляет около 950 кг/куб.м.
Технологическая усадка составляет от 1,5 до 2,0 процентов.
Общие свойства полиэтиленов
Химические свойства. ПЭ обладает низкой газопроницаемостью. Его химическая стойкость зависит от молекулярного веса и плотности полимера. ПЭ инертен к разбавленным и концентрированным основаниям, растворам всех солей, некоторым сильным кислотам, органическим растворителям, маслам и жирам. Полиэтилен не стоек к 50% азотной кислоте и галогенам, таким как чистый хлор и бром. Кроме того, бром и йод диффундируют через полиэтилен.
Физические свойства. Полиэтилен является гибким и достаточно жестким материалом (ПЭВД намного мягче, ПЭНД — жестче). Морозостойкость изделий из полиэтилена — до минус 70 градусов Цельсия. Высокая ударная прочность, вязкость, хорошие диэлектрические свойства. Поглощение полимером воды и водяных паров низкое. В физиологическом и экологическом отношении полиэтилен является нейтральным и инертным веществом, без запаха и вкуса.
Эксплуатационные характеристики полиэтилена. Разложение полиэтилена в атмосфере начинается при температуре 80 градусов Цельсия. Без специальных добавок полиэтилен не устойчив к солнечной радиации и особенно к ультрафиолетовому излучению, он легко подвергается фотодеградации. Чтобы уменьшить это явление, в рецептуры полиэтилена добавляют стабилизаторы, например, технический углерод, который стабилизирует свет. Полиэтилен не выделяет химических веществ, вредных для здоровья и окружающей среды, но он очень медленно разлагается — этот процесс занимает десятилетия. Полиэтилен легко воспламеняется и горюч, что необходимо учитывать при его использовании.
Применение полиэтилена
Полиэтилен — самый популярный полимер в мире. Его легко перерабатывать и использовать повторно. Практически все существующие сегодня процессы переработки способны производить полиэтиленовые изделия. Перед переработкой не требуется специальной обработки, например, сушки. Промышленность полимерных концентратов и добавок производит большое количество высокопигментированных концентратов на основе ПЭ и ПЭ. Во многих случаях они подходят для массового окрашивания не только изделий из других полиолефинов, но и из других полимеров.
Переработка полиэтилена методом экструзии позволяет получить пленки, которые используются на всех этапах как в чистом виде, так и в качестве упаковки в упаковочной промышленности, в сельском хозяйстве, в качестве полиэтиленовых труб для водо- и газоснабжения, оболочек для кабелей, листов, пенопрофилей и т.д.
Литье полиэтилена под давлением используется для производства многих видов упаковки, таких как крышки и пробки, коробки. Медицинские изделия, бытовые товары, канцелярские принадлежности и игрушки также производятся методом литья под давлением.
Полиэтилен может быть переработан из листов методом экструзии и литья под давлением, ротационного формования, каландрирования и формования сжатым воздухом или вакуумного формования.
Более редкие специальные виды полиэтилена, например, сшитый, хлорсульфированный и сверхвысокомолекулярный полиэтилен, используются во многих отраслях промышленности, но в основном в строительстве. Например, сверхвысокомолекулярный полиэтилен используется в рецептурах для изготовления оболочек оптоволоконных кабелей. Армированный полиэтилен, в отличие от чистого полимера, может использоваться в качестве строительного материала. Изделия из полиэтилена пригодны для склеивания любыми методами: Тепловым, газовым, порошковой проволокой, сваркой трением и т.д.
Виды
Марки ПЭВД обычно приводятся в четком порядке. Первая цифра в индексе указывает на то, что это материал высокого давления. Следующие две цифры — это обычная идентификация исходного сорта. Затем следует указание удельного веса. Значение 3 относится к материалу с удельным весом 917-921 кг на 1 м3 .
Значение 4 означает, что удельный вес составляет от 922 до 926 кг на 1 м3. Наконец, после дефиса следует индекс расплава, который увеличивается в 10 раз. Когда указывается состав исходных марок, он приводится в таком порядке:
- наименование термопласта;
- 3 цифры из официального индекса базовой марки (расшифровывать не требуется);
- тире;
- номер рецептурной добавки;
- запятая;
- окрас;
- рецептура окрашивающего компонента;
- сорт полиэтилена;
- стандарт.
Обычно используются следующие марки ПЭВД:
- 10204-003;
- 10803-020;
- 16204-020;
- 11503-070;
- 17703-010.
Кроме того, различают следующие марки:
- вспененный;
- сшитый;
- содержащий сополимеры или другие полимеры полиэтилен.
Пакеты ПВД и ПНД: Отличия полиэтилена высокого и низкого давления
В чем разница между ПЭНД и ПЭВД, как их различать? В чем разница между ПЭНД и ПЭВП? В чем разница между ПЭНД и другими выбранными вами материалами?
Как правильно выбрать материал для упаковки?
Пакеты с вырубной ручкой (а также с петлевой ручкой) чаще всего изготавливаются из ПЭНД. Благодаря глянцу материала печать на пакетах из ПЭВД обычно выглядит ярче, а цвета — «сочнее». Пакеты из ПЭВД меньше мнутся, чем пакеты из ПЭНД. По этим причинам имиджевые пакеты обычно изготавливаются из ПЭВД. Кроме того, пакеты ПВД не боятся острых углов и краев.
ПНД — полиэтилен низкого давления
Они шершавые на ощупь, матовые и устойчивы к ржавчине.
Сумки Майка обычно изготавливаются из ПНД. Если при заказе пакетов с перфорированными ручками вы учитываете принцип «максимальная прочность при минимальном бюджете», то ПЭНД также является предпочтительным материалом для производства пакетов. Пленка ПЭНД меньше растягивается и поэтому больше подходит для транспортировки тяжелых грузов. Однако пленка ПЭНД больше мнется и шуршит, поэтому имиджевые транспортные пакеты обычно изготавливаются из ПЭНД. Пакет из ПЭНД может «развалиться» по прямой линии из-за перфорации. Многим людям нравятся пакеты из ПЭНД, потому что они больше похожи на бумагу.
ПСД — полиэтилен среднего давления или смесовый полиэтилен.
Материал, который является композитом ПЭВД, ПЭНД и иногда ряда других добавок (для блеска, скольжения и т.д.). Пропорция полиэтилена высокого и низкого давления в смеси определяет конечные свойства получаемого ПЭВД. Он может быть ближе к ПЭВД или ПЭНД или иметь промежуточные свойства.
При производстве пакетов из ПЭВД в сырье часто добавляют 5-15% гранул ПЭНД для придания пленке большей прочности. При производстве пакетов из ПЭНД, с другой стороны, иногда добавляют 5-15% гранул ПЭНД, чтобы сделать пленку более эластичной и прочной на разрыв. Таким образом, большинство пакетов, которые мы используем, изготовлены из ПЭНД.
Физические свойства
Важнейшим сырьем для производства полиэтиленовой пленки и, соответственно, мешков является полиэтиленовый гранулят. Он производится на крупных специализированных заводах путем полимеризации этилена. Различия в процессе производства ПЭНД и ПЭВД приводят к разным физическим свойствам.
В зависимости от условий полимеризации (температура, давление) получаются гранулы полиэтилена с различными химическими и физическими свойствами.
Первый тип полиэтилена называется полиэтиленом высокого давления (ПЭВД). Это гранулы, произведенные под высоким давлением (1000-3000 кг/см2) и имеющие меньшую плотность (около 0,925 г/см3). Пленка из этого гранулята чем-то напоминает воск, относительно прозрачна, легко растягивается, имеет много поперечных связей, которые препятствуют «разрыву», менее кристаллическая, полимерные цепи короче и плавится при относительно низкой температуре (103-110 °C).
Цены на полиэтилен ПЭНД и ПЭВД за последние 5 лет
Обозначения, аббревиатуры
В названиях часто используется стандартная иностранная аббревиатура, отличающаяся от русской. Для иностранцев главным критерием является не давление, с которым производится гранула, а плотность конечного продукта. Такой разный подход к наименованию, к сожалению, иногда приводит к путанице. Судите сами
Российские гранулы, пленки и упаковка из ПЭВД (полиэтилена высокой плотности) — это то же самое, что и их зарубежный аналог ПЭНД (полиэтилен низкой плотности).
Российские гранулы, ленты и пакеты из ПНД (полиэтилен низкой плотности) эквивалентны зарубежному аналогу HDPE (полиэтилен высокой плотности).
Основные характеристики полиэтилена высокого давления
Различные виды полиэтилена синтезируются под высоким или низким давлением. В России приняты обозначения ПВД и ПНД. Международные обозначения отличаются, поэтому следует различать ПНД и ПВД. ПЭВП (полиэтилен высокой плотности или PEHD) — это полиэтилен низкого давления, а ПЭНП (полиэтилен низкой плотности) — полиэтилен высокого давления.
ПЭВД и ПЭНД отличаются молекулярной структурой, которая сильно влияет на свойства материала. Полиэтилен высокого давления отличается по следующим характеристикам:
- эластичность (при растяжении полотно может удлиняться на 100-800 %);
- устойчивость к статическому электричеству;
- воздухо- и влагонепроницаемость;
- низкая адгезия (отсутствует липкий слой);
- высокая прочность;
- устойчивость к солнечным лучам (не выцветает).
Основные свойства полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления производится методом ионной полимеризации. Он имеет более высокую плотность и температуру плавления, чем ПЭВД. Он имеет более высокую плотность и температуру плавления, чем полиэтилен, и более высокую плотность, чем полиэтилен при более высоких температурах:
- прочный (устойчив к истиранию, деформации и разрывам);
- эластичный;
- нетоксичный;
- водонепроницаемый (он также не пропускает пар и конденсат, поэтому является надежной упаковкой);
- отличающийся слабой теплопроводимостью.
Как отличить упаковочные материалы и другие изделия из ПНД и ПВД?
Полиэтиленовые пакеты разных типов можно отличить как визуально, так и тактильно. В таблице перечислены наиболее важные различия.
Полиэтилен низкого давления (ПНД) Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) Шуршащая, неоднородная поверхность, матовый и шершавый на ощупь материал. Плохо тянется. Гладкая поверхность с блеском, эластичный. Поддается растяжению. Разница между изделиями из полиэтилена высокого и низкого давления видна на фотографии:
Опасность полиэтилена
Вариантов продукции из этого материала не так много, все зависит от объема. Каждый день на улице выбрасываются миллионы мусорных мешков, в которых находится несколько лишних пакетов, 2-3 пластиковые бутылки, флаконы и другие ненужные вещи. Материал нечувствителен к холоду и воде, не повреждается солями, кислотами и щелочами. В почве пластик не гниет, разлагается в течение многих лет и выделяет загрязняющие вещества под воздействием солнечного света.
Экологи призывают покончить с пластиком и заменить его бумажной упаковкой. Однако полностью ограничить использование такого удобного материала в повседневной жизни сложно. Переработка полиэтиленовых изделий экологически безопасным способом может помочь уменьшить воздействие на окружающую среду.
Как используется вторичная гранула в производстве готовых изделий
При соответствующих технологических операциях, использовании оборудования и сортировке сырья вторичные гранулы имеют необходимые свойства и качества, которые ни в чем не уступают свойствам и качествам первичного сырья. Высокое качество и технические характеристики полиэтилена в виде гранул позволяют заменить синтетический полиэтилен.
Компонентами, способствующими переработке отходов, могут быть:
- порошок PEX
- полипропилен
- каучук и другие эластомеры
Технологические процессы производства полиэтиленовой продукции состоят из:
Читайте также: Что можно сделать из опилок — бизнес-идеи и применение в быту.
- Экструзии, при которой расплав продавливается сквозь формирующую головку, производящую сечение для получения определённой формы: профилей для окон, плёнок, изделий различной длины, в том числе, и труб.
- Литья, когда расплав под давлением заливается в форму, охлаждается и получаются штучные серийные изделия. Используется термопласт автомат, дающий возможность изготовить армированные, полые или вспененные изделия любой конфигурации.
Изделия из переработанного полиэтилена
Вторсырье Получаемые готовые изделия Плёнка ПВД, собранная в приёмных пунктах, промышленных организациях Упаковочные изделия ПВД, собранный после сортировки бытовых отходов Гранулированное сырьё для литья Стрейч-пленка Гранулы, добавляемые в виде модификатора в различное сырьё Выдувная тара, в которую упаковывали продукты питания и бытовую химию Трубы, которые не подвергаются напору Отходы бочек и канистр с толстыми стенками Безнапорные трубы, древесно – полимерные композиты и геомембраны Плёнки со многими слоями Добавки для различных видов сырья Остатки кабельной изоляции Наполнители для гранулированного полиэтилена как низкого, так и высокого давления Плёнки для нужд сельского хозяйства Гранулы для новой плёнки 
Переработку вторичного полиэтилена может освоить любой предприниматель, но он должен учитывать срок окупаемости приобретенного оборудования, регулярность поставок сырья и регулярность реализации готовой продукции. Учитывая, что ПЭВД долго разлагается, переработка полиэтилена полезна для экологической безопасности и уменьшает количество бытовых отходов, загрязняющих окружающую среду. Кроме того, переработка ПЭВД является прибыльным бизнесом.
Вред для окружающей среды
Экологическая опасность отходов ПЭВД связана со значительным процентом (до 10%), который этот материал составляет в бытовых отходах. Точный процент рассчитать сложно, так как статистика включает все полимеры: Пластик, поливинилхлорид и другие. Широкое использование полиэтиленовой упаковки приводит к тому, что этот материал оказывается на свалках вместе с органическими и другими видами бытовых отходов. Это значительно усложняет сортировку и отделение материала для вторичной переработки.
Когда полиэтилен хранится в местах с высоким риском возгорания (на свалках), он горит и выделяет в атмосферу вредные токсины. Кроме того, химически полученный материал разлагается в естественных условиях в течение 500-1000 лет.
