Обзор полиэтилена: виды, свойства и области применения

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен, сокращённо обозначаемый как ПЭ, — термопластичная смола, получаемая путём полимеризации мономеров этилена. Он не имеет запаха, нетоксичен и обладает воскообразной текстурой. Полиэтилен характеризуется отличной стойкостью к низким температурам (минимальная рабочая температура составляет от −100 °C до −70 °C). Он обладает высокой химической стойкостью, поскольку молекулы полимера связаны между собой одинарными углерод‑углеродными связями; он устойчив к коррозии большинства кислот и щелочей (однако не устойчив к окисляющим кислотам). При комнатной температуре он нерастворим в обычных растворителях, обладает низкой водопоглощающей способностью и демонстрирует превосходные электроизоляционные свойства.

Четыре марки полиэтилена

В зависимости от метода полимеризации, молекулярной массы и структуры цепи, полиэтилен можно классифицировать на полиэтилен высокой плотности (ПВД), полиэтилен низкой плотности (ПНД), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП) и сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ).

Что такое полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)?

Высокоплотный полиэтилен (ПЭВП) получают путём полимеризации этилена под действием катализаторов, таких как титан и хром, при определённых температурах и давлениях; в результате образуется полиэтилен с высокой плотностью и линейной структурой. Поскольку его обычно синтезируют в условиях низких температур и низкого давления, ПЭВП также называют полиэтиленом низкого давления.

Смола высокой плотности полиэтилена (HDPE) представляет собой белый порошок или гранулированный продукт с плотностью в диапазоне 0,941–0,960 г/см³, степенью кристалличности свыше 65%, не токсична и не поглощает влагу. Этот материал обладает хорошей термостойкостью и морозостойкостью, высокой химической стабильностью, повышенной жёсткостью и ударной вязкостью, хорошей механической прочностью, отличными барьерными свойствами, диэлектрическими характеристиками и устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды.
Он нерастворим в обычных растворителях при комнатной температуре, но может набухать при длительном контакте с жирными углеводородами, ароматическими углеводородами и галогенированными углеводородами. Слабо растворим в толуоле и пентиловом эфире уксусной кислоты при температуре выше 70 °C. При нагревании на воздухе и под воздействием солнечного света происходит окисление. Выдерживает воздействие большинства кислот и щелочей.

Свойства ПЭНД

Механические свойства: высокая прочность, высокая жёсткость; хорошая стойкость к ползучести
Физические свойства: высокая плотность; высокая температура плавления; низкая прозрачность; низкая проницаемость
Химические свойства: отличная химическая стойкость; устойчивость к растворителям

Применение ПЭНД

Полое выдувное формование: Полые изделия, полученные методом выдувного формования, являются одним из основных областей применения ПЭВП, особенно небольшие и средние полые изделия. В сфере крупногабаритного полого формования ключевыми сферами применения являются автомобильные топливные баки и большие сиденья.
Пленочная продукция: ПЭНП‑пленка широко применяется в упаковочной отрасли для производства хозяйственных пакетов, пакетов для товаров и многослойных композитных пакетов.
Литьё под давлением: В настоящее время литьё под давлением является крупнейшим сектором потребления ПЭНП. Изделия, получаемые этим методом, обладают хорошими текучими свойствами и отличной стойкостью к низким температурам и широко применяются для производства тарных бочек (например, ведёр для краски), деталей мотоциклов, крышек для бутылок и других изделий.

Подлежит ли переработке полиэтилен высокой плотности?

ПЭНД, безусловно, поддаётся переработке. Процесс переработки обычно включает следующие этапы: сортировку, очистку, дробление, плавление и гранулирование, что обеспечивает чистоту и высокое качество ПЭНД‑материалов. Если вы хотите узнать больше, можете ознакомиться с другой статьёй: « Что такое бензиновый полиэтилен? ?» «.

Что такое полиэтилен низкой плотности?

Полиэтилен низкой плотности, также известный как полиэтилен высокого давления (ПЭНП), является самой лёгкой разновидностью полиэтиленовой смолы. Это воскообразные гранулы молочно‑белого цвета, без запаха и вкуса, нетоксичные, с матовой поверхностью. Плотность составляет 0,91–0,93 г/см³, температура плавления — около 110–115 °C. Обладает хорошей гибкостью, растяжимостью, электроизоляционными свойствами, прозрачностью, удобством обработки и определённой степенью воздухопроницаемости. Характеризуется высокой химической стабильностью, устойчивостью к щелочам и к воздействию распространённых органических растворителей.

Применение ПЭНП

Применение полиэтилена низкой плотности: подходит для упаковки пищевых продуктов, таких как приправы, кондитерские изделия, сахар, цукаты, печенье, сухое молоко, чай и рыбные хлопья. Также применяется для упаковки фармацевтических препаратов — таблеток и порошков, а также текстильных изделий — рубашек, одежды, трикотажных хлопчатобумажных товаров и изделий из синтетических волокон. Используется для упаковки бытовой химической продукции — стиральных порошков, моющих средств и косметики. Ввиду невысоких механических свойств однослойной ПЭ‑плёнки её обычно применяют в качестве внутреннего слоя многослойных упаковочных пакетов, где она выступает термосвариваемой основой в многослойных композитных плёнках.

Что такое линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)?

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП) — это полимер, получаемый путём сополимеризации этилена с небольшим количеством α‑олефинов; в результате формируется молекулярная структура, характеризующаяся очень короткими сополимерными боковыми цепями, присоединёнными к линейной основной цепи этилена.
Линейный полиэтилен низкой плотности — это нетоксичные, без запаха и безвкусные молочно‑белые гранулы с плотностью 0,918–0,935 г/см³. По сравнению с ПЭНП он обладает более высокой температурой размягчения и плавления, а также такими преимуществами, как высокая прочность, хорошая ударная вязкость, высокая жёсткость и отличная стойкость к нагреву и холоду. Кроме того, материал характеризуется хорошей стойкостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды, высокой ударной вязкостью и прочностью на разрыв; он устойчив к кислотам, щелочам и органическим растворителям. Вследствие этого он широко применяется в таких отраслях, как производство, сельское хозяйство, медицина, здравоохранение и производство товаров повседневного спроса.

ПЭНП против ЛПЭНП

Применение ЛПЭНП

ЛПЭНП применяется при производстве пакетов, мусорных пакетов, стрейч‑пленки, промышленных вкладышей, вкладышей для полотенец и хозяйственных сумок. ЛПЭНП обладает повышенной стойкостью к растяжению, проколу, ударным нагрузкам и разрыву. Его отличная устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды, ударной прочности при низких температурах и деформации при формовании делает ЛПЭНП привлекательным материалом для экструзии труб и листов, а также для всех видов литьевого формования.

Что такое полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (ПЭСВМ)?

УВПЭ — это линейный полиэтилен с молекулярной массой свыше 1,5 млн, плотностью 0,920–0,964 г/см³, температурой теплостойкости при нагрузке 0,46 МПа — 85 °C и температурой плавления 130–136 °C. При вязкости расплава, достигающей 108 Па·с, данный материал требует применения специализированных технологий обработки, таких как экструзия, выдувное формование или литьё под давлением.
УГМПЭ обладает высокой прочностью, износостойкостью и стойкостью к химической коррозии; его удельная прочность в 15 раз превышает прочность стали, а ударная вязкость выше, чем у углеродного волокна и арамидных материалов. Как высокоэффективное волокно, оно широко применяется для производства бронежилетов, морских инженерных тросов и в авиакосмической отрасли. В медицине его используют для изготовления искусственных суставов, материалов для зубных имплантатов и медицинских швов — при этом оно характеризуется биосовместимостью и высокой стойкостью к ползучести.

Модификация УВПЭ

УВПЭ обладает рядом недостатков, включая низкую твёрдость поверхности и температуру теплового изгиба, а также невысокую прочность на изгиб и устойчивость к ползучести. Эти проблемы обусловлены молекулярной структурой и характером агрегации УВПЭ и могут быть снижены за счёт наполнения и сшивки.

Начинка

Наполнение и модификация УВПЭ с использованием стеклянных микросфер, стекловолокон, слюды, талька, диоксида кремния, оксид алюминия , дисульфид молибдена, Чёрная сажа , а также другие материалы могут существенно повысить твёрдость поверхности, жёсткость, стойкость к ползучести, изгибную прочность и температуру теплового отклонения. Эти эффекты ещё более выражены после обработки связующим агентом. Например, использование стеклянных микросфер в процессе наполнения позволяет увеличить температуру теплового отклонения на 30 °C.

Смешанная модификация

Метод смешивания является наиболее эффективным, простым и практичным способом повышения текучести расплава УВПЭ. В качестве второго компонента при смешении обычно используются смолы с низкой температурой плавления и низкой вязкостью — такие как ПЭНП, ПЭВП, ПП, полиэстер и др. Среди них наиболее широко применяются полиэтилен средней молекулярной массы (молекулярная масса 400 000–600 000) и полиэтилен низкой молекулярной массы (молекулярная масса менее 400 000). При нагревании системы смеси выше её температуры плавления смола сверхвысокомолекулярного полиэтилена (УВПЭ) переходит в жидкую фазу второго компонента, образуя экструдируемый и пригодный для литья под давлением суспензионный материал.

Сшивка

Сшивка применяется для повышения морфологической стабильности, устойчивости к ползучести и сопротивления растрескиванию под воздействием окружающей среды. Благодаря сшивке кристалличность сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМ‑ПЭ) снижается, а маскированная вязкость разрушения восстанавливается.

Связующий агент

В УВПЭ в основном применяются два типа силановых связующих агентов: винилсилоксан и аллилсилоксан; среди наиболее широко используемых — винилтриметоксисилан а также винилтриэтоксисилан. Связующие агенты обычно инициируются пероксидами — при этом наиболее широко применяется ДЦП, а в качестве катализаторов чаще всего используются производные олова.

Свяжитесь с нами прямо сейчас!!!

Связанный поиск

Полиэтиленовый порошок, CAS 9002-88-4

Хлорированный полиэтилен (CPE) CAS 63231-66-3