Из чего состоит полиэтилен


Производство полиэтилена - получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

Полиэтилен

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.


Из чего делают полиэтилен? Производство полиэтилена

Из чего делают полиэтилен? Производство полиэтилена

Создано: 02.02.2018 17:17

История знает множество случаев, когда востребованные в той или иной отрасли материалы были получены в качестве побочного продукта при проведении научных опытов.

Ярким тому примером могут послужить анилиновые красители, которые совершили настоящий переворот в легкой промышленности. Аналогичная история случилась и с полиэтиленом.

История открытия

Впервые материал был случайно получен в 1899 году химиком Гансом фон Пехманном вследствие разогрева диамезотана. Химик обратил внимание на плотный и напоминающий воск материал, осевший на дно пробирки, однако эта случайность оказалось позабытой, и лишь через три десятилетия побочный продукт был вновь получен М. Перрином и Дж. Паттоном. В 1936 году был получен патент на низкоплотный полиэтилен, а уже через пару лет стартовало массовое производство.

Особенности

Полученный материал представляет собой белоцветный и твердый полимер, относящийся к органическим соединениям. Ключевым сырьем для получения полиэтилена служит этилен, от которого и пошло название. Данный газ полимеризуется при низком и высоком давлении, в результате чего получаются сырьевые гранулы для дальнейшей эксплуатации. В некоторых случа ях материал производится в порошковом виде.

Существует множество разновидностей данного материала, каждая из которых обладает своими особенностями и сферой применения. Полиэтилен может отличаться по степени давления в процессе производства, плотности и многим другим аспектам. В гранулированные вариации в процессе производства могут добавляться разнообразные красители, позволяющие получить тот или иной цвет.

Свойства

Материал устойчив к влаге, к множеству растворителей, органическим и неорганическим кислотам, а также не реагирует на соль. В процессе горения выделяется парафиновый запах, присутствует голубоватое свечение и слабый огонь. Материал разлагается при контакте с азотной кислотой, фтором и хлором. В процессе старения полиэтилена происходит образование поперечных связей между молекулярными цепями, из-за чего он становится хрупким.

Производство линейного полиэтилена

Метод производства варьируется в зависимости от типа материала. В случае линейной вариации полиэтилена температура нагрева должна достигать отметки 120 °С, давление в пределах 4 Мпа, а катализатором выступает смесь металлоорганического соединения с хлоридом титана. Процесс производства включает в себя выпадение материала в виде хлопьев, которые затем отделяют от раствора с дальнейшим процессом грануляции.

Производство полиэтилена низкого давления

ПНП может производиться тремя способа. В основном применяется суспензионная полимеризация, требующая постоянного перемешивания сырья и катализатора для запуска процесса. Второй способ - это полимеризация в растворе с определенной температурой и катализатором, которому свойственно вступать в реакцию, а потому метод не слишком эффективен. Последний из способов представляет собой газофазную полимеризацию, которая представляет собой процесс смешивания сырьевых газовых фаз под воздействием диффузии.

Производство полиэтилена высокого давления

Такая разновидность может быть получена при температурном режиме в диапазоне от 200 до 250°С. В качестве катализатора может применяться органический пероксид. Давление должно быть в диапазоне 150-300 МПа. В первой фазе масса находится в жидком состоянии, после чего отправляется к сепаратору, а затем к гранулятору.

Полиэтилен | Справочник строителя

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рис. 2. Молекулярный вес и температура плавления технических полиэтиленов

Рис. 3. Зависимость удельного веса полиэтилена от температуры

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.-3*10^6 0,919-0,973 125-137 400-1250 15-45 100-1200

Основной причиной различий свойств ПЭ, является разветвленность структуры его макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Paзветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100 %; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП.

Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность.

Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Изделия из полиэтилена могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С.

Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение. Срок старения увеличивают за счет специальных добавок — противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).

Электричские свойства полиэтилена характерны для неполярного полимера, поэтому он относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от -80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.

Характеристики полиэтилена низкого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С) Значения для ненаполненных марок
Плотность 0,94-0,97 г/см3
Теплостойкость по Вика (в жидкой среде, 50°С/ч, 50Н) 18-32 МПа
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин) 10-19 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин) 610-1600 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин) 600-700 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом) 2-NB кДж/м2
Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30с) 38-59 МПа
Удельное поверхностное электрическое сопротивление 10^14-10^15 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%) 0,1 %

Полиэтилен высокого давления

Полиэтилен ПНД (высокой плотности) применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек). При этом стоит отметить, что по сравнению с другими областями, опережающими темпами растет использование ПЭНД для производства упаковочных пленок. ПЭНД находит также применение в производстве труб и деталей трубопроводов, где используются такие достоинства материала как долговечность (срок службы — 50 лет), простота стыковой сварки, дешевизна (в среднем на 30% ниже по сравнению с металлическими трубами).

Другие обозначения: PE-LD, PEBD (французское и испанское обозначение).

Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120°С).

Свойства ПЭВД сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. Склонен к растрескиванию при нагружении. Не отличается стабильностью размеров.

  • Обладает отличными диэлектрическими характеристиками.
  • Имеет очень высокую химическую стойкость.
  • Не стоек к жирам, маслам.
  • Не стоек к УФ-излучению.
  • Отличается повышенной радиационной стойкостью.
  • Биологически инертен.
  • Легко перерабатывается.

Характеристики полиэтилена высокого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С) Значения для ненаполненных марок
Плотность 0,91-0,925 г/см3
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин) 8-13 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин) 118-350 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50 мм/мин) 100-150 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом) NB
Удельное поверхностное электрическое сопротивление 1014-1015 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%) 0,01 %

Структура потребления полиэтилена в различных секторах промышленности, %

Пленки и листы 60-70
Изоляция электрических проводов 5-9
Трубы и профилированные изделия 1-3
Изделия, полученные литьем под давлением 10-12
Изделия, полученные выдуванием 1-5
Экструзионные изделия 5-10
Прочие изделия 1-8

Изоляция электрических проводов из полиэтилена.

Высокие диэлектрические свойства полиэтилена и его смесей с полиизобутиленом, малая проницаемость для паров воды позволяют широко использовать его для изоляции электропроводов и изготовления кабелей, применяемых в различных средствах связи (телефонной, телеграфной), сигнальных устройствах, системах диспетчерского телеуправления, высокочастотных установках, для обмотки проводов двигателей, работающих в воде, а также для изоляции подводных и коаксиальных кабелей.

Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по сравнению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений.

В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами.

Пленки и листы из полиэтилена.

Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП. Листы ПЭ-пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м.

Кроме тонких пленок, выпускается полиэтилен в листах, толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования.

Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).

Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.

Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.

Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань.

Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок — мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.

На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм.

ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления.

Трубы и трубная продукция из полиэтилена

Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки.

Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.

Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.

Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60°С, а из ПЭВП — до 100°С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60°С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии.

Формование и литьевые изделия из полиэтилена.

Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С. Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п.

Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтилена объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.

Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена. С привлечением растворных технологий получают ЛПЭНД, для высококачественных упаковочных пленок, марки полиэтилена для изготовления изделий методами литья и ротационного формования. Газофазным методом производят марочный ассортимент полиэтилена, предназначенный для изготовления товаров народного потребления.


Советы по уходу за газоном

 

Полиэтилен и его свойства 🧪 способы применения и разновидности

Полиэтилен – это материал, получаемый из этилена. Это термопластичный полимер, который в толстом слое становится непрозрачным. Его химическая структура – это цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединяется по две молекулы водорода.

Полиэтилен нашел широкое распространение среди упаковочных материалов, на то есть свои причины. Он устойчив к воздействию солей, водных растворов, щелочей и кислот. При температуре выше 60 градусов Цельсия азотная и серная кислота могут разрушить материал, но в обычных условиях он зарекомендовал себя как прочный, надежный, долговечный. 


Полиэтиленовая пленка

Современные производители предлагают изделия из полиэтилена двух разновидностей. Первую группу составляют материалы высокого давления или низкой плотности, а вторую – полиэтилен низкого давления или высокой плотности. Последние часто называют линейными полиэтиленами. Поскольку группы материалов различаются по свойствам: температуре плавления, плотности, прочности, твердости, их используют для различных целей. Тонкие пленки отличаются повышенной гибкостью и прозрачностью, а листы из данного материала являются жесткими и матовыми. 

Данный полимер отличается устойчивостью к ударным нагрузкам. Помимо этого, он является морозостойким. Упаковки из полиэтилена сохраняют свои качества при температурах от -70 до +60 градусов Цельсия. Некоторые разновидности материала могут выдерживать температуры до -120 градусов.

Как и любого состава, у полиэтилена есть и недостатки. Главным из них считается быстрое старение материала. Чтобы снизить воздействие данного фактора, в состав полимера производители вводят противостарители: специальные амины, фенолы, газовую сажу. 

Какие изделия можно получить из полиэтилена? В первую очередь это пленки толщиной от 0,03 до 0,30 мм и шириной до 1400 мм.  Помимо тонких пленок, из данного материала получают листы шириной до 1400 мм и толщиной в 1-6 мм. Они находят свое применение в качестве электроизоляционного и футировочного изделия. Меньшая часть полиэтилена идет на изготовление мешков, сумок, облицовки коробок и ящиков, а также на получение другой тары. 


Пленка для выращивания растений

Пленки применяются при упаковке замороженных продуктов, а в сельском хозяйстве полиэтиленовые листы заменяют стекла в парниках и теплицах. Черная пленка способна задерживать тепло, поэтому используется при выращивании бобовых и плодово-ягодных культур, овощей. Также черной полиэтиленовой пленкой выстилают дно водоемов и каналов, силосные ямы. Все чаще данный материал используют для оформления навесов над оборудованием и транспортом, над помещениями для хранения урожая. 

Если необходимо использовать материал повышенной прочности, то можно обратиться к армированному полиэтилену. Он состоит из двух пленок, между которыми проходят армирующие нити из природных или синтетических волокон. Иногда роль армирования выполняет редкая стеклянная ткань. 

Таким образом, полиэтилен можно назвать универсальным упаковочным материалом, незаменимым в быту и на производстве.

Полимерные цепи полиэтилена
Показатель ПЭВД ПЭСД ПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: 21,6 5 1,5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: 4,5 2 1,5
Этильные ответвления 14,4 1 1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH2), % 17 43 87
винилиденовых двойных связей (), % 71 32 7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R'), % 12 25 6
Степень кристалличности, % 50-65 75-85 80-90
Плотность, г/см? 0,91-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

Почитать по теме
  1. Качественный упаковочный материал - залог успешного переезда!
  2. Упаковка полиэтиленовая стрейч
  3. Что такое стрейч пленка

Завод по производству и переработке полиэтилена низкого давления

Директор -

МУЗАФАРОВ РУСТЕМ РАФИКОВИЧ 

Удельный вес завода в продукции ПАО“Казаньоргсинтез”

54,6%

Численность работающих на заводе

861

Завод по производству и переработке полиэтилена низкого давления (ПППНД) состоит из трех производств:

Производство полиэтилена

Получение полиэтилена осуществляется (со)полимеризацией этилена газофазным методом по технологии Unipol с применением катализаторов.

Завод производит различные марки полиэтилена:
- полиэтилен высокой плотности;
- бимодальный полиэтилен высокой плотности;
- полиэтилен средней плотности;
- линейный полиэтилен низкой плотности;
- металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности. 

Выпускаемые продукты предназначены для переработки методом экструзии выдувного, ротационного и литьевого формования, производства пленочных материалов, напорных труб для газо- и водоснабжения.

Производство пластмассовых изделий

В качестве сырья использует ПЭНД и ПЭ100. Производит полиэтиленовые труб, и соединительные детали для газо- и водоснабжения.

Производство труб из полиэтилена осуществляется методом экструзии, детали к ним изготавливают методами литья под давлением, прессования, намотки и сварки.

Полиэтиленовые трубы широко применяются в системах газоснабжения, водоснабжения, канализации, системах технологических трубопроводов. Производство полиэтиленовых труб и соединительных деталей входит в тройку ведущих в России.

Производство сомономеров

В качестве сырья используется этилен. Конечная продукция-бутен-1, получаемый димеризацией этилена. Бутен-1 находит применение в качестве сомономера-модификатора для производства ПНД высокой, средней плотности, линейного полиэтилена низкой плотности.

КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ

Полиэтилен - Энциклопедия wiki.MPlast.by

Маркировка изделий из полиэтилена

Полиэтилен [—СН2—СН2—]n представляет собой карбоцепный полимер алифатического непредельного углеводорода олефинового ряда — этилена. Макромолекулы полиэтилена имеют линейное строение с небольшим числом боковых ответвлений. Молекулярная масса его в зависимости от способа полимеризации колеблется от десятков тысяч до нескольких миллионов.

Полиэтилен — кристаллический полимер. При комнатной температуре степень кристалличности полимера достигает 50—90% (в зависимости от способа получения). Макромолекулы полиэтилена в кристаллических областях имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 2,53·10-4 мкм

Формула полиэтилена

Полиэтилен отличается от других термопластов весьма ценным комплексом свойств. Изделия из полиэтилена имеют высокую прочность, стойкость к действию агрессивных сред и радиации, нетоксичность, хорошие диэлектрические свойства. Перерабатывается полиэтилен всеми известными для термопластов методами.

Благодаря доступности сырья, сочетанию ценных свойств со сравнительно низкими затратами на его получение полиэтилен по объему производства занимает среди пластмасс первое место.

Полиэтилен получают радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении и ионной полимеризацией при низком или среднем давлении.

В зависимости от способа полимеризации свойства полиэтилена значительно изменяются. Полиэтилен, получаемый при высоком давлении (радикальная полимеризация), характеризуется более низкой температурой плавления и плотностью чем полиэтилен, получаемый ионной полимеризацией. При радикальном механизме полимеризации образуется продукт, содержащий значительное число разветвленных звеньев в цепи, в то время как при ионном механизме полимер имеет линейное строение и высокую степень кристалличности.

Получаемые полимеры несколько различаются и по свойствам, и, как следствие, по режимам переработки в изделия и качеству изделий. Это объясняется особенностями строения полимерной цепи, которое, в свою очередь, зависит от условий протекания полимеризации.


 Краткий исторический очерк

Полимеризацию этилена исследовал А. М. Бутлеров. Низкомолекулярный полимер этилена впервые был синтезирован Густавсоном в России в 1884 г. Однако долгое время удавалось получать только полимеры низкой молекулярной массы (не более 500), представлявшие собой вязкие жидкости и применявшиеся в технике лишь в качестве синтетических смазочных масел.

В 30-х годах 20 века в Англии и Советском Союзе в лабораторных условиях при давлении более 50 МПа и температуре около 180 °С впервые был получен высокомолекулярный твердый полиэтилен.

Промышленный способ получения полиэтилена при высоком давлении был осуществлен в Англии в 1937 г. В 1952 г. Циглером были найдены катализаторы на основе комплекса триэтилалюминия и тетрахлорида титана, которые вызывали полимеризацию этилена с образованием твердого продукта высокой молекулярной массы при низком давлении.

Несколько позже фирма «Филлипс» (США) разработала новый катализатор для полимеризации этилена при среднем давлении на основе оксидов металлов переменной валентности (оксид хрома), нанесенных на алюмосиликат. Полимеризация этилена проводилась при давлении 3,5—7,0 МПа в среде инертного углеводорода (пентана, гексана, октана и др.).

В 1970—75 гг. в Советском Союзе совместно со специалистами ГДР был разработан и внедрен в промышленность новый способ получения полиэтилена при высоком давлении в конденсированной газовой фазе (процесс «Полимир»).

В последние годы разработано несколько высокоэффективных процессов получения полиэтилена в присутствии различных катализаторов. Из этих процессов наиболее интересными являются производство полиэтилена низкого давления в газовой фазе в присутствии катализаторов — органических соединений хрома на силикатном носителе при давлении 2,2 МПа и температуре 85—100°С и производство линейного полиэтилена в газовой фазе в псевдоожиженном слое в присутствии высокоэффективного катализатора на основе соединений хрома при давлении 0,68—2,15 МПа и температуре 100 °С (процесс «Юнипол»). Оба процесса проводятся на одном и том же оборудовании.

В настоящее время в промышленности получили распространение следующие методы производства полиэтилена.

Полимеризация этилена при высоком давлении 150—350 МПа и температуре 200—300 °С в конденсированной газовой фазе в присутствии инициаторов (кислорода, органических пероксидов). Получаемый полиэтилен имеет плотность 916— 930 кг/м3. Такой полиэтилен называется полиэтиленом высокого давления (ПЭВД) или полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП).

Полимеризация этилена при низком давлении 0,2—0,5 МПа и температуре около 80°С в суспензии (в среде органического растворителя) в присутствии металлоорганических катализаторов. Получаемый полиэтилен имеет плотность 959—960 кг/м3. В присутствии хроморганических катализаторов полимеризация этилена проводится при давлении 2,2 МПа и температуре 90— 105°С в газовой фазе (без растворителя). Получаемый полиэтилен имеет плотность 950—966 кг/м3. Такой полиэтилен называется полиэтиленом низкого давления (ПЭНД) или полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП).

Полимеризация этилена при среднем давлении 3—4 МПа и температуре 150 °С в растворе в присутствии катализаторов — оксидов металлов переменной валентности (полиэтилен имеет плотность 960—970 кг/м3). Получаемый полиэтилен называют полиэтиленом среднего давления (ПЭСД) или высокой плотности.


 Свойства полиэтилена

Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер плотностью 910—970 кг/м3и температурой размягчения 110—130 °С. Выпускаемый в промышленности разными методами полиэтилен различается по:

  • плотности,
  • молекулярной массе
  • степени кристалличности.
Таблица 1: Различия между ПЭВД и ПЭНД по плотности, молекулярной массе и степени кристалличности
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Плотность, кг/м3 910—930 950—970
Молекулярная масса 80000—500000 80000—800000
Степень кристалличности, % 50—65 75—90

В зависимости от свойств и назначения полиэтилен выпускается различных марок, отличающихся плотностью, показателем текучести расплава, наличием или отсутствием стабилизаторов.

Таблица 2: Основные физико-механических свойства полиэтиленов:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Разрушающее напряжение, МПа    
при растяжении 9,8—16,7 21,6—32,4
при изгибе   11,8—16,7 19,6-39,2
Относительное удлинение при разрыве, % 500-600 300—800
Модуль упругости при растяжении, МПа 147—245 540—981
Модуль упругости при изгибе, МПа 118—255 636—735
Твердость по Бринеллю, МПа 13,7—24,5 44,2—63,8
Число перегибов пленки на 180 град 3000 1500—2000

При длительном действии статических нагрузок полиэтилен деформируется. Предел длительной прочности для полиэтилена низкой плотности равен 2,45 МПа, для полиэтилена высокой плотности — 4,9 МПа.

Готовые изделия из полиэтилена, находящиеся длительное время в напряженном состоянии, могут растрескиваться. С увеличением молекулярной массы, уменьшением степени кристалличности и полидисперсности стойкость к растрескиванию полиэтилена возрастает.

Таблица 3:Показатели теплофизических свойств полиэтилена:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Температура плавления, °С  105-108 120—130
Теплостойкость по НИИПП, °С 108-115 120—135
Удельная теплоемкость при 25 °С, кДж/(кг·К) 1,9-2,5 1,9-2,4
Теплопроводность, Вт/(м·К) 0,29 0,42
Термический коэффициент линейного расширения в интервале 0—100 °С, 1/град (2,2-5,5)·10-4 (1-6)·10-4
Термический коэффициент объемного расширения в интервале 50—100 °С, 1/град (6,0-16,0)·10-4 (5-16,5)·10-4
Температура хрупкости (морозостойкость)°С от —80 до —120 от —70 до —150;

С повышением плотности полиэтилена его температура плавления повышается.

Изделия из полиэтилена низкой плотности могут эксплуатироваться при температурах до 60 °С, из полиэтилена высокой плотности — до 100 °С. Полиэтилен становится хрупким только при -70 °С, поэтому изделия из него могут эксплуатироваться в суровых климатических условиях.

Полиэтилен обладает высокой водостойкостью, водопоглощение полиэтилена низкой плотности за 30 сут при 20 °С составляет 0,04%, полиэтилена высокой плотности 0,01—0,04%.

Полиэтилен обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Таблица 4: Электрические показатели свойств полиэтиленов:
  Полиэтилен низкой плотности (ВД) Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц 2,2-2,3 2,1-2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 МГц и 20°C (2-3)·10-4 (2-5)·10-4
Удельное электрическое сопротивление    
 поверхностное, Ом <1014 <1014
объемное, Ом·м 1015 1015
Электрическая прочность при переменном токе для образца толщиной 1 мм, кВ/мм  45—60 45—60

 Плотность полиэтилена существенно не влияет на его электрические свойства. Примеси, содержащиеся в полиэтилене высокой плотности, увеличивают диэлектрические потери. Однако небольшие диэлектрические потери позволяют применять его в качестве ценного диэлектрика в широком диапазоне частот и температур.

Устойчивость полиэтилена к агрессивным средам

Полиэтилен не растворяется при комнатной температуре в органических растворителях. При температуре выше 70 °С он набухает и растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах.

Полиэтилен стоек к действию концентрированных кислот, щелочей и водных растворов солей. Концентрированная серная и соляная кислоты практически не действуют на полиэтилен.

Азотная кислота и другие сильные окислители разрушают полиэтилен.

Для увеличения стойкости к термоокислительным процессам и атмосферным воздействиям в полимер вводят различные стабилизаторы.


 Переработка и применение полиэтилена

Полиэтилен перерабатывается всеми методами, применяемыми для переработки термопластов: литьем под давлением, экструзией и прессованием. Около половины всего выпускаемого полиэтилена ВД расходуется на производство пленки, используемой в сельском хозяйстве и для упаковки продуктов. Из полиэтилена изготовляют, главным образом, предметы домашнего обихода, игрушки, конструкционные детали, трубы. Он применяется в качестве электроизоляционного материала в радиотехнике и телевидении, в кабельной промышленности, в строительстве, в качестве антикоррозионных покрытий, для пропитки тканей, бумаги, древесины и т. д.

Полиэтилен всех марок является физиологически безвредным, поэтому он широко применяется в медицине, в жилищном строительстве, а также для получения различных бытовых изделий и товаров народного потребления.


 

Список литературы:
Зубакова Л. Б. Твелика А. С, Даванков А. Б. Синтетические ионообменные материалы. М., Химия, 1978. 183 с.
Салдадзе К М., Валова-Копылова В. Д. Комплексообразующие иониты (комплекситы). М., Химия, 1980. 256 с.
Казанцев Е. Я., Пахолков В. С, Кокошко 3. /О., Чупахин О. Я. Ионообменные материалы, их синтез и свойства. Свердловск. Изд. Уральского политехнического института, 1969. 149 с.
Самсонов Г. В., Тростянская Е. Б., Елькин Г. Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. Л., Наука, 1969. 335 с.
Тулупов П. Е. Стойкость ионообменных материалов. М., Химия, 1984. 240 с.
Полянский Я. Г. Катализ ионитами. М., Химия, 1973. 213 с.
Кассиди Г. Дж.у Кун К А. Окислительно-восстановительные полимеры. М., Химия, 1967. 214 с.
Херниг Р. Хелатообразующие ионообменники. М., Мир, 1971. 279 с.
Тремийон Б. Разделение на ионообменных смолах. М., Мир, 1967. 431 с.
Ласкорин Б. Я., Смирнова Я. М., Гантман М. Я. Ионообменные мембраны и их применение. М., Госатомиздат, 1961. 162 с.
Егоров Е. В., Новиков П. Д. Действие ионизирующих излучений на ионообменные материалы. М., Атомиздат, 1965. 398 с.
Егоров Е. В., Макарова С. Б. Ионный обмен в радиохимии. М., Атомиздат,
Автор: В.В. Коршак, академик
Источник: В.В. Коршак, Технология пластических масс,1985 год
Дата в источнике: 1985 год

Полиэтилен (ПЭ) - что это такое, применение, свойства

Полиэтилен, сокращенно ПЭ, представляет собой пластик с чрезвычайно широким спектром применения. Вы имеете с ним контакт каждый день, хотя часто даже не осознаете этого. Узнайте, для чего используется полиэтилен. Приглашаем к чтению!

Что такое полиэтилен (PE)?

Полиэтилен представляет собой материал, принадлежащий к группе полиолефинов, т.е. полимеров, состоящих исключительно из углерода и водорода.Он образован единицами Ch3 = Ch3. Полиэтилен представляет собой группу материалов различного назначения. Они используются очень часто в быту, а также в промышленности и не только. В 1898 году впервые был синтезирован полиэтилен. Это сделал немецкий химик Ганс фон Пехманн. В свою очередь, в 1930-х годах в Великобритании были широко разработаны различные методы производства полиэтилена.

Сегодня на долю полиэтилена приходится целых 30% всего производства пластмасс, а это значит, что его производится около 60 млн тонн в год.PE поставляется в нескольких различных вариантах для различных целей. Двумя основными типами являются полиэтилен высокой плотности, или HDPE, и полиэтилен низкой плотности, или LDPE. Первый отличается плотностью 0,941-0,965 г/см3 и температурой плавления 126-135°С. Он имеет большое количество кристаллической фазы, что означает, что он чрезвычайно прочен, тверд и обладает отличной термостойкостью. В свою очередь ПЭНП, т.е. аморфный полимер, имеет температуру плавления 105-108°С, а его плотность составляет 0,910-0,930 г/см3.

Применение полиэтилена

Как упоминалось ранее, существует несколько разновидностей полиэтилена с различными свойствами и различными применениями. Что касается стандартного ПЭ полиэтилена, то он в основном используется для производства фольги, а кроме того, из него изготавливают хозяйственные сумки, универсальную упаковку, термоусадочные колпаки и упаковочные крышки.

С другой стороны, полиэтилен низкой плотности, т.е. LDPE , чаще всего используется для производства покрытий труб и картонных молочных контейнеров, пакетов с ручками и промышленной упаковки.Линейный полиэтилен низкой плотности, т.е. LLDPE , используется для производства пленок для промышленной упаковки, стрейч-пленок, тонкостенной тары, а также больших и малых высокопроизводительных пакетов.

Наконец, HDPE , который представляет собой полиэтилен высокой плотности. Этот вид полиэтилена используется для производства пищевых контейнеров, игрушек, бутылок, ящиков, контейнеров, канистр из-под бензина, а также труб и бытовой техники.pl: https://www.ebmia.pl/2795-prety i https://www.ebmia.pl/2796-plyty

свойства полиэтилена

свойства LDPE

84LD 909037 C -

0

свойство
плотность, 230 на C, G / см 3 = <0,920
Указатель расплава (190 по C / 2.16 кг), G / 10Min 25-0, 5
Темп. Кристаллической фазы, O C 105-110
Прочность на растяжение при выходе, MPA -
Удлинение на перерыве,% -
Charpiy Notch Hired Everse 'Ego, кДж/м 2 не ломается
Термостойкость без изменений правильная.механическая, по С, кратковременно 80-90
Термическая стабильность без изменений соотв. механический, при С, в более длительном периоде 60-75
Темп. Размягчение вика (метод b), O C 40 40
Удельное сопротивление объема, Ом CM > 10 16
Сопротивление прокола, KV / CM > 700
Удельное сопротивление поверхности , ОМ 10 13 13
Водопоглощение (24 часа),% -
-
1

0 9005

LLDPE Properties

9

1 C C

1

1 C C 90 151

1

1

0

Property LLDPE
плотность, 230 на C, G / см 3 0.918-0.935
Указатель расплава (190 по C / 2.16 кг), G / 10Min 23 - 0.5
Темп.Таяние кристаллической фазы, O C 122-124
Прочность на растяжение при выходе, MPA -
-
Удлинение на разрыв,%
-
Увеличение воздействия по Шарпи, кДж/м 2 не трескается
Термостойкость без изменений правильная. механическая, по С, кратковременно 90-115
Термическая стабильность без изменений в нормемеханический, при C, в более длительном периоде 70-95
Темп. Размягчение вика (метод B), O C 115 (A)
Удельное сопротивление объема, Ом CM > 10 16
Прочность прокола, кВ / см > 700
Удельное сопротивление поверхности, ОМ 10 13
Абсорбция воды (24 часа),% 0,01

2 Свойства LLDPE, Источник [1] ​​

Свойства HDPE

3

1 = <0,954 C

1

1

1

1

1 16

1

1
Собственность HDPE
C, G / см 3
Указатель потока расплава (190 в C / 2.16 кг ), г/10мин 17-0,35
Темп.Таяние кристаллической фазы, O C 130-135
Прочность на растяжение при выходе, MPA -
Удлинение на разрыв,% -
Ударная вязкость по Шарпи с надрезом, кДж/м 2 6
Термостойкость без изменений механическая, при С, кратковременно 90-120
Термостойкость без изменениймеханический, при С, в более длительном периоде 70-80
Темп. Размягчение вика (метод b), O C 60-65
> 10 16
Прочность прокола, KV / см > 700
Удельное сопротивление поверхности, OHM 10 13
поглощение воды (24 часа),%
-
-
0 HDPE Properties, Source [1]

PE PRE доступны в EBMiA.pl - https://www.ebmia.pl/2768-pe-poliietylen

В следующих статьях мы описали:

Чугун - типы, применение, свойства

Тефлон - применение и свойства

Типы, состав, свойства, применение бронзы.

.

его история, свойства и применение

Полиэтилен, один из самых известных полимеров в мире, был изобретен более 120 лет назад. В настоящее время изделия из этого вещества можно найти на каждом промышленном предприятии, в автомастерской и даже на каждой… кухне. Каковы свойства полиэтилена и что именно делает его таким популярным?

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен, сокращенно PE, также называется полиэтиленом и полимером этана.Это химическое вещество с очень высокой молекулярной массой , подвергнутое процессу так называемого жидкофазная полимеризация этилена. Впервые в 1898 году это вещество было синтезировано немецким химиком Гансом фон Пехманом. Его первоначальный вариант, однако, не подходил для промышленного использования — его было крайне сложно синтезировать и в дальнейшем перерабатывать. Только спустя почти 50 лет, после разработки метода синтеза под высоким давлением, удалось получить полиэтилен, который можно было использовать в массовом производстве.

Важнейшие свойства полиэтилена

На сегодняшний день существует много видов полиэтилена . Каждый из них имеет, среди прочего различной плотности, однако можно выделить важнейшие общие признаки, связывающие все разновидности ПЭ. Наиболее важные из них:

  • сопротивление истиранию,
  • жесткость,
  • свойства скольжения,
  • высокая гибкость,
  • нечувствителен к сильной жаре и холоду, дождю, граду и снегу,
  • устойчивость к кислотам и жидким органическим соединениям,
  • низкая проводимость тока.

Как проверить, изготовлено ли изделие из полиэтилена? Это очень просто - просто подожгите его. Образовавшееся пламя будет иметь характерный синий центр. Запах парафина будет витать в воздухе.

Какие изделия из полиэтилена?

Полиэтилен

используется компаниями из различных отраслей промышленности. Как объясняет нам сотрудник компании Rodło из Бытома:

Такие характеристики, как термостойкость, гибкость и кислотостойкость, затрудняют определение компании, которая в настоящее время не использует это вещество.Можно даже рискнуть утверждать, что каждый человек хотя бы раз в сутки контактирует с предметом из полиэтилена.

Изделия из полиэтилена есть на каждой кухне - к ним относятся, среди прочего прозрачная фольга для упаковки бутербродов и мусорных пакетов. Этот материал также используется для создания кубиков половиков. Кроме того, полиэтилен используется на промышленных предприятиях для изготовления машин и деталей различных устройств: ползунков, натяжителей цепей и уплотнений.Благодаря ему также производятся емкости для косметики, различная бытовая техника и даже зубные имплантаты.

.

Из чего делают полиэтилен? Производство полиэтилена. Изделия полиэтиленовые

В истории науки было несколько случайных открытий, и материал, на который ссылаются сегодня, часто был побочным продуктом любого эксперимента. Совершенно случайно были открыты анилиновые красители для тканей, давшие затем экономический и технический прорыв в легкой промышленности. Похожая история произошла с полиэтиленом.

Вскрытие материала

Первый случай производства полиэтилена был в 1898 году.При повторном нагревании диамосеотана немецкий химик Ганс фон Пехман обнаружил странный осадок, а не дно пробирки. Материал был достаточно плотным, чтобы напоминать воск, и коллеги-ученые назвали его полиметилен. Дальнейшей случайности у этой группы ученых не получилось, результат был почти забыт, никого не интересовал. Но идея все еще витала в воздухе, требуя прагматичного подхода. Итак, тридцать лет спустя полиэтилен был вновь открыт как случайный продукт неудачного эксперимента.

Англичане поднимают и выигрывают

Современный полиэтиленовый материал родился в лаборатории британской компании Imperial Chemical Industries. Э. Фоссет и Р. Гибсон проводили эксперименты с применением газов высокого и низкого давления и заметили, что один из узлов техники, в которой производились опыты, был покрыт неизвестным восковым веществом. Заинтересовавшись побочным эффектом, они предприняли несколько попыток получить вещество, но безуспешно.

Полимер синтезирован М.Перрин, сотрудник той же компании, два года спустя. Именно он создал технологию, положенную в основу промышленного производства полиэтилена. В дальнейшем свойства и свойства материала менялись только при использовании различных катализаторов. Массовое производство полиэтилена началось в 1938 году и было запатентовано в 1936 году.

Сырье

Полиэтилен представляет собой твердый полимер белого цвета. Относится к классу органических соединений. Из чего делают полиэтилен? Сырьем для его производства является этилен.Газ полимеризуется под высоким и низким давлением и получают сырьевые гранулы для дальнейшего использования. В некоторых технологических процессах полиэтилен получают в виде порошка.

Основные виды

На сегодняшний день полимер выпускается двух основных марок ПВД и ППС. Материал, производимый при среднем относительном давлении, является новым изобретением, но в будущем количество производимого продукта будет увеличиваться благодаря улучшенным характеристикам и широкой области применения.

Для коммерческого использования должны выпускаться следующие виды (классы) материалов:

  • Низкая плотность или другое название - высокого давления (ПВД, ПВД).
  • Высокая плотность или низкое давление (LDPE, PNP).
  • Линейный полиэтилен или полиэтилен среднего давления.

Существуют также и другие виды полиэтилена, каждый со своими свойствами и областью применения. В гранулированный полимер в процессе производства добавляют различные красители для получения полиэтилена черного, красного или любого другого цвета.

ПВД

Производством полиэтилена занимается химическая промышленность. Важнейшим элементом (из которого делают полиэтилен) является этилен, но не единственный, необходимый для получения материала.

Получение полиэтилена под высоким давлением происходит в автоклавах, трубчатых реакторах. По ГОСТу в автоклаве восемь знаков ПВД. В трубчатом реакторе производится 21 вид полиэтилена высокой плотности.

Для синтеза ПВП необходимы следующие условия:

  • Диапазон температур - от 200 до 250°С
  • Катализатор - чистый кислород, пероксид (органический).
  • Давление от 150 до 300 МПа.

На первом этапе измеряемая масса находится в жидком состоянии, затем ее передают в сепаратор, а затем в гранулятор, где формируются гранулы готового материала.

Для производства используется качество ПВД Пленки упаковочные, термопленки, многослойная упаковка. Полиэтилен высокого давления также используется в автомобильной, химической и пищевой промышленности. Для использования в жилищном секторе производятся высококачественные, сверхпрочные трубы.

Линейный полиэтилен

Из чего сделан полиэтилен среднего давления или линейный полиэтилен?

  • Температура нагрева до 120°С.
  • Режим давления до 4 МПа.
  • Стимулятор процесса - катализатор (Циглера-Натта, смесь хлорида титана с металлоорганическим соединением).

Процесс сопровождается выпадением полиэтилена в виде хлопьев, которые затем отделяют от раствора и затем гранулируют.

Этот вид полиэтилена характеризуется более высокой плотностью, устойчив к нагреванию и разрывам. Область применения – различные виды упаковочных пленок, в том числе упаковка горячих материалов/продуктов. Из гранулированного сырья этого вида полимера литьем изготавливают детали крупных машин, изоляционные материалы, высокопрочные трубы, товары народного потребления и др.

Полиэтилен низкого давления

Существует три способа получения ПНП. Большинство компаний используют метод «суспензионной полимеризации».Процесс производства ПНП происходит с участием суспензии и постоянного перемешивания сырья, для запуска процесса требуется катализатор.

Вторым по распространенности методом производства является полимеризация раствора под влиянием температуры и доли катализатора. Этот метод не очень эффективен, так как катализатор вступает в реакцию в процессе полимеризации, и конечный полимер теряет часть своих свойств.

Последним из методов производства ПНП является газофазная полимеризация, которая почти ушла в прошлое, но иногда встречается на отдельных предприятиях.Процесс происходит путем смешения газовых фаз сырья под действием диффузии. Конечный полимер получается с неоднородной структурой и плотностью, что сказывается на качестве готового продукта.

Производство полиэтилена низкого давления осуществляется следующим образом:

  • Температура выдерживается от 120°С до 150°С.
  • Давление не должно превышать 2 МПа.
  • Катализаторы полимеризации (Циглера-Натта, смесь хлорида титана с металлоорганическим соединением).

Материал данного способа производства характеризуется жесткостью, высокой плотностью, малой гибкостью. Следовательно, его диапазон является промышленностью. Полиэтилен технический используется для изготовления крупногабаритной тары с повышенными прочностными характеристиками. Спрос в строительстве, химической промышленности, производстве товаров народного потребления почти не используется.

Свойства

Полиэтилен устойчив к воде для многих людей, видам растворителей, кислотам (органическим, неорганическим), не вступает в реакцию с солями.При горении выделяется запах парафина, появляется голубое свечение и слабый огонь. Разложение происходит под действием азотной кислоты, хлора и фтора в газообразном или жидком состоянии. Во время старения в воздухе материал образует поперечные связи между молекулярными цепями, делая материал хрупким и ломким.

Потребительское качество

Полиэтилен - уникальный материал, известный жизни и производству. Вряд ли рядовой потребитель сможет сказать, сколько предметов он встречает ежедневно.В мировом производстве полимеров полиэтилен занимает львиную долю рынка — 31% всего валового продукта.

В зависимости от марки полиэтилена технология производства зависит от его качества. Этот материал иногда сочетает в себе противоположные показатели: гибкость и прочность, пластичность и твердость, высокое сопротивление растяжению и разрыву, стойкость к агрессивным средам и биологическим агентам. В быту мы используем пакеты различной плотности, одноразовую посуду, полиэтиленовые чехлы, бытовую технику и многое другое.

Области применения

Применение изделий из полиэтилена не подлежит никаким ограничениям, этому материалу сопутствует любая промышленность или деятельность человека:

  • Наиболее распространенный полимер, получаемый при производстве упаковочных материалов. На эту часть приложения приходится примерно 35% всего производимого сырья. Такое использование оправдано грязеотталкивающими свойствами, отсутствием среды для возникновения грибковых инфекций и жизнедеятельности микроорганизмов.Одной из самых удачных находок является полиэтиленовый рукав, который получил широкое распространение. В зависимости от дискретной длины пользователь ограничен только шириной упаковки.
  • Вспоминая, из чего делают полиэтилен, становится понятно, почему он завоевал распространение как один из лучших изоляционных материалов. Одним из его преимуществ в этой области было отсутствие электропроводности. Также необходимы водоотталкивающие свойства, которые используются при производстве гидроизоляционных материалов.
  • Стойкость к разрушительной силе воды как растворителя, позволяет производить полиэтиленовые трубы для бытовых и промышленных потребителей.
  • В строительстве используется звукоизоляция из полиэтилена, его низкая теплопроводность. Эти свойства полезны при изготовлении материалов на основе теплоизоляции жилых и промышленных зданий. Полиэтилен технический применяют для изоляции теплотрасс, в машиностроении и т. д.
  • Материал не менее устойчив к агрессивной среде химической промышленности, трубы из полиэтилена применяют в лабораториях и в химической промышленности.
  • В медицине полиэтилен используется в виде перевязочных материалов, протезов конечностей, используется в стоматологии и т. д.

Способы переработки

В зависимости от того, как обрабатывается гранулированное сырье, будет зависеть, какая марка полиэтилена используется , получено. Распространенные методы:

  • Тиснение (тиснение). Применяется в производстве труб, упаковочной и других видов пленки, листового материала для строительства и отделки, кабельной продукции, полиэтиленовой гильзы и других изделий.
  • Литье, формование термовакуумным способом. В основном используется для производства упаковочных материалов, коробок и т.п.
  • Экструзионно-выдувное ротационное. Благодаря этому способу получаются объемные емкости, большие емкости, посуда.
  • Повышение. Армирующие элементы (металл) по определенной технологии помещаются в формованную массу из полиэтилена, что позволяет получить строительный материал повышенной прочности, но с меньшими затратами.

Что такое полиэтилен, кроме основных компонентов? Обязательным является процесс катализатора и добавки, изменяющие качественные свойства готового материала.

Переработка

Долговечность полиэтилена является его преимуществом, хорошим для потребления и недостатком, как одного из основных загрязнителей. Теперь рециркуляция становится важной. Все марки полиэтилена могут быть переработаны и превращены в гранулированное сырье, из которого можно производить многие популярные потребительские и промышленные товары.

Полиэтиленовые крышки, упаковка, бутылки разлагаются на свалке менее ста лет, а накопленные отходы загрязняют природные ресурсы жизнедеятельности.Мировая практика показывает увеличение количества предприятий по переработке полиэтилена. Практически собирая мусор, в таких компаниях его реорганизуют и уничтожают. Таким образом, экономия ресурсов, защита окружающей среды и производство товарной продукции.

.

Полиэтилен универсальный материал - - Technical24.com

Полиамид, полиэтилен, тефлон, полипропилен… это лишь некоторые из пластмасс, которые мы обычно используем во многих отраслях промышленности. Более того, многие предметы повседневного обихода содержат большую примесь этих материалов. К достоинствам пластиков можно отнести высокий уровень прочности, устойчивость к перепадам температур, гибкость. При этом их производство не связано с большими затратами для производителей.Как мы используем популярные материалы?

Этот пластик характеризуется низкой плотностью, высокими свойствами скольжения и электроизоляционными свойствами. Фактически, поэтому его можно использовать так же, как и полиамид. Он также характеризуется низким водопоглощением, поэтому его можно использовать для производства насосов или облицовки резервуаров. Изоляционные элементы из полиэтилена используются при работах с высоким напряжением, материал довольно часто используется для облицовки верстаков и некоторых инструментов.

Полиэтилен – надежный и прочный захват инструмента

Многие отрасли современной промышленности не обходятся без этого пластика. Полиэтилен обладает отличными скользящими, водонепроницаемыми и электроизоляционными свойствами. Следовательно, его можно использовать для многих целей. Сложные аппараты и машины часто имеют шестерни, ролики, направляющие или другие приспособления из полиэтилена. Изделие можно использовать в качестве подкладки для предметов, которые должны идеально и надежно лежать в руке.Таким образом, держа в руках прецизионный инструмент, мы часто имеем дело с полиэтиленом.

Полиэтилен – дешевый и прочный пластик

Универсальный материал, широко используемый во всех областях промышленности. Обладает противоскользящими, тепло- и электроизоляционными и водонепроницаемыми свойствами. Многие современные и сложные устройства не обходились без мелких элементов из этого материала. Полиэтилен мы часто держим в руках во время домашних дел.Его нескользящие свойства означают, что его можно успешно использовать для изготовления держателей инструментов.

Полиэтилен – удобство и точность работы

С этим материалом мы сталкиваемся почти каждый раз, когда держим в руках инструмент для точной работы. Материал обладает отличными противоскользящими свойствами, благодаря которым он обеспечивает прочное и стабильное сцепление. Его высокая прочность, водостойкость и электроизоляционные свойства делают его пригодным для производства винтов, шестерен и других аксессуаров, используемых в сложных узлах промышленных машин.

.

Полиэтилен - ПЭ пластик - Свойства и применение

PE-UHMW 1000 / ПОЛИЭТИЛЕН - УЛЬТРАВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНАЯ МАСА 1000

Полиэтилен с очень высокой степенью полимеризации. Его молярная масса в 10-30 раз больше, чем у стандартного полиэтилена PE-HD.

Молекулярная масса, измеренная визиметрическим методом (молярная масса), колеблется от 3,9 до 10,5 млн г/моль.

Из-за высокой молекулярной массы переработка ограничена специальными методами экструзии и прессования.

Свойства

PE-UHMW обладает необычным сочетанием характеристик:

  • Чрезвычайно высокая ударная вязкость и сопротивление растрескиванию под напряжением
  • высокое поглощение энергии также на высоких скоростях
  • очень высокая износостойкость и очень хорошие свойства скольжения - в парах скольжения он является хорошим партнером для: металлов, дерева и других материалов
  • отличная стойкость к истиранию
  • очень высокая прочность на изгиб и ударная вязкость
  • низкие потери на трение
  • очень хорошая устойчивость к химическим веществам, таким как кислоты, щелочи и агрессивные газы.
  • обладает антиадгезионными свойствами
  • обладает высокой устойчивостью к коррозионному растрескиванию под напряжением
  • хорошая стойкость к разрыву при повышенных температурах.
  • очень хорошее гашение шума и вибрации (малошумная работа взаимодействующих элементов)
  • Различные возможности применения благодаря устойчивости к деформации при температурах от –250°C до +90°C
  • одобрено для контакта с пищевыми продуктами - одобрено PZH, BGA и FDA
  • отличная обрабатываемость
  • низкая плотность по сравнению с другими инженерными пластиками <1 г/см3

Типы

Ассортимент PE-UHMW включает базовые, модифицированные и специальные разновидности.Сырье в виде порошка перерабатывается в прессах под давлением и поршневых экструдерах в полуфабрикаты в виде плит, валков и профилей.

Стержни диаметром от 20 мм до 350 мм

Толщина плит от 1 мм до 400 мм Типы плит:

  • плиты прессованные и строганые (в диапазоне больших толщин)
  • отрезные пластины (в диапазоне малых толщин)

Кроме стандартных полуфабрикатов выпускаются:

  • самозатухающие плиты
  • УФ-стабилизированные плиты
  • плиты, модифицированные добавлением стеклянных микрошариков, MoS2 /дисульфид молибдена/, антистатических добавок
  • закаленные пластины с пониженным внутренним напряжением
  • доски различных форматов и нестандартных цветов
  • плит из вторичного материала
  • профили и другие готовые элементы, изготовленные по документации заказчика

Хранение

Лучше всего использовать поддоны, обращая внимание на ровность складского помещения - неровные поверхности могут привести к остаточной деформации (сгибанию) хранимых полуфабрикатов.
Из-за чувствительности материала к воздействию УФ-излучения (устойчивы к ультрафиолетовому излучению только черный ПЭ и УФ-модифицированный ПЭ) хранить материал необходимо в крытом помещении, изолируя его от влияния погодных условий. условия.
Материал должен быть защищен от пыли - любое загрязнение пылью, песком и т.п. может привести к царапанью поверхности плит при обращении с плитами во время их обработки.

Использовать

Благодаря высокой молекулярной массе ПЭ сверхвысокой молекулярной массы может применяться в тех случаях, когда ПЭ с низкой молекулярной массой не соответствует технологическим требованиям. Кроме того, PE-UHMW - благодаря характерному сочетанию свойств - классифицируется как технический пластик, что делает его пригодным для использования в следующих областях:

ПРИМЕРЫ ОБЩЕГО ПРИМЕНЕНИЯ

  • подшипники скольжения
  • элементы линий розлива: транспортировочные шнеки, делительные звездочки, направляющие, дуги питателей
  • направляющие цепи и ремни
  • Натяжные ролики
  • шкивы и звездочки
  • облицовка желобов и силосов
  • облицовка транспортных желобов
  • пластины для штампов
  • Элементы сельскохозяйственной техники
  • мясо, рыба, машиностроение

Машиностроение – приложения:

в машиностроении для производства различных деталей, подверженных в первую очередь абразивному износу, т.е.:

  • планки цепей и направляющие скольжения, шестерни, звездочки
  • транспортировочные шнеки, скребки, сита, сетчатые фильтры, рабочие поверхности машин
  • ролики, опоры подшипников и натяжители цепи

Химическая промышленность – Применение:

  • Резервуары, роторные насосы, сопла, краны, клапаны, облицовка силосов, фильтры

Добыча полезных ископаемых и переработка угля – применение:

  • Для защиты от абразивного действия движущегося агрегата и предотвращения прилипания сыпучих материалов к поверхности пластиком покрываются поверхности: силосов, бункеров, желобов, лотковых конвейеров, погрузочных поверхностей автомобилей, железнодорожных вагонов, транспортных тележек

Техника гальванического покрытия – области применения:

  • Оцинкование сосудов, баков, опор подшипников, шестерен

Электротехника – приложения:

  • Изоляционные элементы, соединительные штекеры, рукоятки, клещи для обжима кабелей

Технология фильтрации, акустика - применение:

  • Пористые фитинги для фильтрации жидкостей, для звукоизоляции и гашения вибрации

Спорт - приложения:

Из-за очень высокой ударной вязкости ПЭ 1000 используется для производства:

  • элементы искусственных хоккейных полей, кранцы, полосы катков, горки для горных и беговых лыж
  • Различные компоненты, подвергающиеся ударным нагрузкам или ударам при низких температурах
  • детские игровые площадки
  • ленты и липучки для альпинизма, спорта и парусного спорта
  • бронежилеты

Ортопедия:

PE UHMW R — полиэтилен 1000 регенерированный / зеленый, черный /

Материал изготовлен из чистого ПЭ1000 + добавка регенерированного ПЭ1000.
По сравнению с ПЭ1000 этот материал характеризуется несколько худшими механическими свойствами (примерно на 10~15%) и значительно лучшей ценой.
По сравнению с ПЭ500 этот материал характеризуется значительно более высокой ударной вязкостью и износостойкостью.

СВОЙСТВА

Средняя молекулярная масса составляет примерно 3 500 000 - 4 000 000 г/моль
Из-за меньшего веса этот материал обладает меньшей износостойкостью, чем чистый ПЭ1000.

ПРИМЕР ПРИМЕНЕНИЯ

Те же места, что и в случае с чистым ПЭ1000 - однако следует помнить, что этот материал будет быстрее изнашиваться при работе в сравнимых местах и ​​условиях с чистым ПЭ1000.

РАЗМЕР

Плиты толщиной от 10 мм до 200 мм

PE-HMW 500 - ХАРАКТЕРИСТИКИ

Полиэтилен с высокой молекулярной массой PE 500 (PE-HMW) — это тип PE, характеризующийся высокой молекулярной массой в диапазоне от 500 000 до

.

1 000 000 г/моль. Плотность, сравнимая с PE-HD, и значительно более высокая молярная масса привели к значительно лучшим механическим параметрам PE-500 по сравнению с PE-HD.
ПЭ 500 отличается от ПЭ 300, в том числе,

  • более высокая прочность на разрыв, чем у PE 300
  • большее удлинение при разрыве, лучшая ударная вязкость и ударная вязкость
  • с повышенной долговременной прочностью
  • лучшие свойства скольжения и меньший износ при трении
  • повышенная стойкость к износу при резке
  • более низкая минимальная рабочая температура

Приложение PE 500

в общем машиностроении для производства элементов, не очень сильно нагруженных механически - в основном подвергающихся ударным нагрузкам, часто при наличии низких температур (напр.льдогенераторы)
несмотря на лучшие свойства скольжения, чем у PE 300, он не используется в приложениях, связанных с интенсивным трением, эта область зарезервирована для типа PE 1000 или 1000R
в пищевой промышленности - в основном мясной и рыбной - обычно производится:
доски для нарезки продуктов
разделочные столы на мясокомбинатах
разделочные блоки
хорошая ударопрочность при низких температурах обусловила применение ПЭ 500 для облицовки стен в холодильных камерах, для изготовления защитных накладок в торговых и складских помещениях
этот полимер нашел свое применение и в строительстве спортивных сооружений – отлично зарекомендовал себя в качестве материала для ледовых катков.

Предложение поставки состоит из полуфабрикатов в виде:

  • плиты прессованные и строганые (в диапазоне больших толщин)
  • плиты экструдированные (в диапазоне малых толщин)

В дополнение к стандартным полуфабрикатам мы предлагаем следующий вариант поставки:

  • плиты с антистатическими или легкопроводящими свойствами
  • самозатухающие плиты
  • УФ-стабилизированные пластины
  • тарелки различных форматов и нестандартных цветов
  • закаленные пластины с пониженным внутренним напряжением
  • плит из вторичного материала
  • профили и другие готовые элементы, изготовленные по документации заказчика
  • Пластины
  • предотвращают размножение бактерий

Хранение
Желательно на поддонах, обращая внимание на ровность складского помещения – неровности поверхностей могут привести к остаточной деформации (сгибанию) хранимых полуфабрикатов.
Из-за чувствительности материала к воздействию УФ-излучения (устойчивы к ультрафиолетовому излучению только черный ПЭ и УФ-модифицированный ПЭ) хранить материал необходимо в крытом помещении, изолируя его от влияния погодных условий. условия.
Беречь от пыли - любое загрязнение пылью, песком и т.п. может привести к царапанью поверхности досок при обращении с досками во время их обработки.

Обработка

Любые методы обработки с учетом директив для пластмасс.Инструмент, применяемый для обработки полиэтилена, аналогичный тем, что используются в столярном производстве. Используемые процессы обработки:

  • вырез
  • сверление
  • токарная обработка
  • фрезерование
  • шлифовка
  • строгание

Термическая обработка:

  • сварка
  • сварка
  • термоформование - относится к полиэтиленовым плитам, изготовленным для термоформования
.

Полиэтилен (ПЭ) - Строительные пластмассы - Предложение - Holtex

Полиэтилен (ПЭ) - Строительные пластмассы - Предложение - Holtex - технические уплотнения, пластмассы, технический войлок, алюминиевая фольга, компенсаторы

Полиэтилен ПЭ 1000 (PE-UHMW) с очень высокой молекулярной массой - от 4,5 до 9 млн г/моль.

См.

Полиэтилен PE 500 (PE HMW) с молекулярной массой приблизительно 500 000 г/моль

Просмотр

Полиэтилен PE 300 (PE-HD) с молекулярной массой приблизительно 300 000 г/моль.

См.

Другие торговые названия полиэтилена: Solidur, Boralen, Tecafine, Cestilene, Cesticolor, Cestitech, Cestidur

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен PE — один из наиболее часто используемых пластиков в мире.Он широко используется как в промышленности, так и в быту. Это полимер, состоящий из водорода и углерода, и его типы и свойства зависят от таких условий реакции, как давление, температура и катализатор.

Элементы из полиэтилена можно узнать, в том числе, по тому, что при воспламенении они горят сами, а пламя внутри синее. В выключенном состоянии заметен запах, напоминающий жженый парафин.

Типы полиэтилена ПЭ

Полиэтилен РЕ доступен у нас в трех основных типах, различающихся по молекулярной массе:

  • полиэтилен PE 300 - PE HD

  • полиэтилен PE 500 - PE HMW

  • полиэтилен PE 1000 - PE UHMW

Полиэтилен PE 300 PE-HD

полиэтилен PE 500 pe-hmw

Полиэтилен пэ 1000 пэ-мкм

Разница в плотности частиц полиэтилена напрямую влияет на его свойства, такие как термостойкость, механическая стойкость, свойства скольжения и химическая стойкость.Независимо от различий в молекулярной массе, каждый вид полиэтилена химически стоек, не впитывает воду, безопасен для пищевых продуктов.

Свойства полиэтилена

Основные свойства PE включают:

  • низкая плотность от 0,92 г/см3 до 0,96 г/см3

  • очень хорошие свойства скольжения

  • с низким коэффициентом трения

  • кислотостойкий и солеустойчивый

  • химическая стойкость

  • коррозионная стойкость

  • без водопоглощения

  • низкая теплопроводность

  • очень хорошие электроизоляционные свойства

  • высокая прочность

  • возможность контакта пластика с пищевыми продуктами, подтвержденная сертификатом ПЖ

Полиэтилен в промышленности

Свойства полиэтилена РЕ делают его применение универсальным.Мы встречаем его на каждом шагу в быту и в промышленности. Имеющиеся у нас виды полиэтилена позволяют использовать его в промышленности, в конструкции различных типов машин и устройств. Полиэтилен ПЭ применим как :

  • в машиностроении и аппаратостроении полиэтилен используется в качестве материала для таких деталей, как опорные ролики, шестерни, втулки, натяжные ролики, направляющие, цепные колеса, ползуны, направляющие для конвейерных лент и др.

  • в химической и гальванической промышленности - полиэтилен применяют для вращающихся и дозирующих трубок, кранов, клапанов, фильтровальных плит и рам, прокладок, зубчатых колес, элементов скольжения, гальванических барабанов и т.п.

  • в технике глубокого охлаждения - такие детали, как клапаны, уплотнения, уплотнительные кольца, поршневые кольца, нагруженные до -269 ° C, динамические уплотнения в экстракционных установках, покрытия поршней и т. д.

  • Благодаря высокой стойкости к истиранию и хорошим свойствам скольжения полиэтилен часто используется для футеровки бункеров, вибрационных и транспортных желобов, вагонов, используемых в горнодобывающей промышленности, электростанциях, литейных цехах, цементной промышленности и т. д.

  • элементы фасовочно-фасовочных машин - направляющие для бутылок и цепей, транспортировочные шнеки, звездочки и дуги питателей и др.

  • в текстильной промышленности - из полиэтилена изготавливают детали, особенно подверженные сильному истиранию и высоким ударным нагрузкам, например, отбойные ролики, колпачки битеров и т. д.

  • в электротехнике - полиэтилен используется в качестве изоляции в технике высокого напряжения и высокой частоты, в электротехническом оборудовании используется для изготовления многополюсных контактных вставок для штекерных систем

  • в мясной и рыбной промышленности - в качестве подкладок на разделочные и разделочные доски

  • в бумажной промышленности - в качестве основы для пробивки и резки бумаги, картона, кожи, текстиля, резиновой фольги и т.п.

  • , кроме того, полиэтилен имеет множество других применений, например, из него изготавливают такие элементы, как плиты кранов, беговые дорожки в кегельбанах, детали ортопедических приспособлений, планки и скользящие ленты для цепных конвейеров, цепные колеса, планки, защищающие причал. от ударов и истирания и многое другое

Нужна помощь в выборе правильного ассортимента?

ОТДЕЛ ПРОДАЖ

Часы работы:
Понедельник - Пятница 8:00 - 16:00

.

Этикетки полипропиленовые, этикетки пленочные пп

Этикетки из полиэтилена и полипропилена используются практически во всех отраслях промышленности. Они являются экономическим решением, которое также оказывает на него влияние. Произведенные Libeli, они доступны с акриловыми, каучуковыми и разделительными клеями.

Мы можем разделить их на:
  • глянцевые прозрачные этикетки,
  • прозрачные матовые этикетки,
  • белые глянцевые этикетки,
  • матовые белые этикетки.
Эти материалы чаще всего используются для:
  • описательные этикетки,
  • логистические этикетки,
  • информационные этикетки,
  • декоративные этикетки,
  • защитных пленок.

Полиэтилен (ПЭ)

Этикетки из этого материала отличаются высокой пластичностью. Поэтому их успешно используют на криволинейных поверхностях, таких как бутылки и пакеты.

Этот материал, снабженный клеем соответствующего типа, используется в следующих отраслях промышленности:
  • Фармацевтическая и косметическая - чаще всего используется прозрачная фольга из-за визуального аспекта.При этом также важна высокая прозрачность клея, чтобы не возникал эффект «молочной фольги».
  • Пищевые продукты - эстетика и пластичность полиэтиленовых этикеток делают их идеальными для маркировки пищевых продуктов, где этикетка должна идеально прилегать к различным формам упаковки.
  • Medyczna - этот тип этикетки идеально подходит для региональных центров донорства и гемотерапии и банков крови, где в сочетании с соответствующим клеем он создает превосходную маркировку пакетов с кровью.

Полипропилен (ПП)

Этикетки из этого материала, благодаря отличному соотношению цена/качество, часто используются там, где нет необходимости использовать более прочную и в то же время более дорогую полиэфирную пленку. Однако следует помнить, что это решение имеет ограничения по диапазону температур, в котором оно может работать. Однако в сочетании с высокоплотным клеем он идеально подходит для многих сложных поверхностей, таких как дерево перед обработкой, неровные и шероховатые металлические поверхности или шины.

.

Смотрите также