Основни свойства и приложения на полиетилена
+38 (050) 073-69-08 +38 (063) 293-13-50
Нашият график:
Пон-Пет, от 8:30 до 18:00 тел: +38 (0532) 501-004
- Тук ли си:
- Започнете
- Справочник
- Флуоропласт - полимер, който не познава граници на приложение
Полиетилен: основни свойства и приложения
Основни свойства и характеристики на полиетилена
Полиетиленът е термопластичен полимер, който:
- непрозрачен в дебел слой;
- кристализира в температурен диапазон от -60 °С до -269 °С;
- не се намокря от вода;
- при стайна температура не се разтваря в органични разтворители;
- при температури над 80 °C първо набъбва и след това се разтваря в ароматни въглеводороди и техните халогенни производни;
- PE е устойчив на действието на водни разтвори на соли, киселини, основи, но при температури над 60 ° C, сярната и азотната киселина бързо го унищожават;
- краткосрочното третиране наPE с окислител (напр. смес от хром) води до окисляване на повърхността и намокрянето й с вода, полярни течности и лепила. В този случай PE продуктите могат да бъдат залепени.
Газообразният етилен може да бъдеполимеризиран по няколко начина, в зависимост от това полиетиленът се разделя на:
LDPE се полимеризира по радикален метод под налягане от 1000 до 3000 атмосфери и при температура 180 градуса. Инициаторът е кислородът.HDPE се полимеризира при налягане от поне 5 атмосфери и температура от 80 градуса, като се използват катализатори Ziegler-Natta и органичен разтворител.
Линеен полиетилен (съществува и името полиетилен със средно налягане) се получава при 30-40 атмосфери и температура около 150 градуса. Такъв полиетилен е като че ли "междинен" продукт между HDPE и LDPE по отношение на свойствата и качествата. Не толкова отдавна започна да се прилага технология, където се използват така наречените металоценови катализатори. Смисълът на технологията се състои в това, че е възможно да се постигне по-високо молекулно тегло на полимера, което съответно повишава здравината на продукта.
По своята структура и свойства (въпреки факта, че се използва един и същ мономер), LDPE, HDPE, линеен полиетилен се различават и съответно се използват за различни задачи. LDPE е мек материал, HDPE и линейният полиетилен имат твърда структура.
Разликите се появяват и в плътността, точката на топене, твърдостта и здравината.
Сравнителни характеристики на полиетилен с високо и ниско налягане (LDPE и HDPE)
Основната причина за разликите в свойствата на PE е разклоняването на структурата на неговите макромолекули: колкото повече разклонения има във веригата, толкова по-висока е еластичността и толкова по-ниска е кристалността на полимера. Разклоняването затруднява по-плътното опаковане на макромолекулите и предотвратява постигането на степен на кристалност от 100%; заедно с кристалната фаза винаги има аморфна фаза, съдържаща недостатъчно подредени области от макромолекули.Съотношението на тези фази зависи от метода за получаване на PE и условията на неговата кристализация. Той също така определя свойствата на полимера.LDPE филмите са 5-10 пъти по-пропускливи от HDPE филмите.
Механичните свойства на PE се увеличават с увеличаване на плътността (степента на кристалност) и молекулното тегло. Под формата на тънки филми PE (особено полимер с ниска плътност) има повече гъвкавост и известна прозрачност, а под формата на листове става по-твърд и непрозрачен.
Полиетиленът е устойчив на удар. Сред най-важните свойства на полиетилена може да се отбележи устойчивостта на замръзване. Продуктите от полиетилен могат да се използват при температури от -70°С до 60°С (LDPE) и до 100°С (HDPE), някои марки запазват ценните си свойства при температури под -120°С.
Съществен недостатък на полиетилена е бързото му стареене. Периодът на стареене се увеличава чрез специални добавки - антиоксиданти (феноли, амини, сажди).
Електрическите свойства на полиетилена са характерни за неполярен полимер, така че той принадлежи към висококачествените високочестотни диелектрици. Диелектричната проницаемост и тангенсът на диелектричните загуби се променят малко с промените в честотата на електрическото поле, температурата в диапазона от -80 °C до 100 °C и влажността. Въпреки това, остатъците от катализатор в HDPE увеличават тангенса на диелектричните загуби, особено при температурни промени, което води до известно влошаване на изолационните свойства.
Характеристики на полиетилен с ниска плътност (минимални и максимални стойности за индустриални класове)
Полиетилен с висока плътност
HDPE (High Density) се използва главно за производството на контейнери и опаковки. В чужбина около една третаот произведения полимер се използва за производство на контейнери чрез раздуване (контейнери за хранителни продукти, парфюмерия и козметика, автомобилна и битова химия, резервоари за гориво и варели). В същото време трябва да се отбележи, че в сравнение с други области, използването на HDPE за производството на опаковъчни фолиа нараства с по-бързи темпове.HDPE се използва и при производството на тръби и тръбопроводни части, където се използват такива предимства на материала като издръжливост (срок на експлоатация - 50 години), лекота на челно заваряване, ниска цена (средно 30% по-ниска в сравнение с металните тръби).
Други обозначения : PE-LD, PEBD (обозначение на френски и испански).
Лек еластичен кристализиращ материал с термоустойчивост без натоварване до 60°C (за някои марки до 90°C). Позволява охлаждане (различни степени, вариращи от -45 до -120°C).
Свойствата на LDPE силно зависят от плътността на материала. Увеличаването на плътността води до увеличаване на якостта, твърдостта, твърдостта и химическата устойчивост. В същото време, с увеличаване на плътността, устойчивостта на удар при ниски температури, удължението при скъсване, устойчивостта на пукнатини и пропускливостта на газове и пари намаляват. Склонни към напукване под напрежение. Не е стабилен по размери.
- Има отлични диелектрични характеристики.
- Има много висока химическа устойчивост.
- Не е устойчив на мазнини, масла.
- Не е устойчив на UV радиация.
- Отличава се с повишена радиационна устойчивост.
- Биологично инертен.
- Лесно се обработва.
Характеристики на полиетилен с висока плътност (минимални и максимални стойности за индустриални класове)
Структурата на потреблението на полиетилен в различнисектори на индустрията, %
Изолация на електрически проводници от полиетилен.
Кабелът с полиетиленова изолация има предимства пред кабела с гумена изолация. Той е по-лек, по-гъвкав и има по-голяма електрическа якост. Тел, покрит с тънък слой полиетилен, може да има горен слой от пластифициран поливинилхлорид, който представлява добра механична защита срещу повреда.
При производството на кабели се използва LDPE, омрежен с малки количества (1-3%) органични пероксиди или облъчен с бързи електрони.
Фолиа и листове от полиетилен.
Филмите и листовете могат да бъдат направени от PE с всякаква плътност. При производството на тънки и еластични филми, LDPE се използва по-широко. Листове от PE фолио се произвеждат по два метода: екструзия на разтопен полимер през пръстеновиден прорез, последвано от издухване или екструзия през плосък прорез, последвано от изтегляне. Произвеждат се с дебелина 0,03-0,30 mm, ширина до 1400 mm (в някои случаи до 10 m) и дължина до 300 m.
Освен тънкослойни, полиетиленът се произвежда на листове с дебелина 1-6 mm и ширина до 1400 mm Използват се като облицовъчен и електроизолационен материал и се преработват в технически и битови изделия чрез вакуумно формоване.
Повечето продукти, произведени от LDPE, служат като опаковъчен материал, конкурирайки се с други филми (целофан, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, поливинилфлуорид, полиетилен терефталат, поливинилалкохол и др.), По-малка част се използва за производството на различни продукти (торби, чували, подплата за кутии, кутии и други видове контейнери).
Фолиата се използват широко за опаковане на замразено месо и птици, при производството на балони и цилиндри заизвършване на метеорологични и други изследвания на горните слоеве на атмосферата, антикорозионна защита на магистрални нефто- и газопроводи. В селското стопанство прозрачното фолио се използва за замяна на стъкло в оранжерии и оранжерии. Черният филм се използва за покриване на почвата с цел запазване на топлината при отглеждане на зеленчуци, плодове и ягодоплодни и бобови растения, както и за облицоване на силозни ями, дъното на резервоари и канали. Все повече пластмасово фолио се използва като материал за покриви и стени при изграждането на съоръжения за съхранение на култури, селскостопански машини и друго оборудване.
От найлоново фолио се изработват предмети от бита: дъждобрани, покривки, завеси, салфетки, престилки, шалове и др. Фолиото може да се залепи едностранно върху различни материали: хартия, плат, целофан, метално фолио.
Подсиленото полиетиленово фолио е по-издръжливо от обикновеното фолио със същата дебелина. Материалът се състои от два филма, между които има подсилващи нишки от синтетични или естествени влакна или рядка стъклена тъкан.
Покривките се изработват от много тънки подсилени фолиа, както и фолиа за оранжерии; от по-дебели фолиа - торби и опаковъчен материал. Подсилено фолио, подсилено с рядка стъклена тъкан, може да се използва за производството на защитно облекло и да се използва като облицовъчен материал за различни контейнери.
На базата на PE фолио могат да бъдат направени лепливи (залепващи) фолиа или ленти, подходящи за ремонт на кабелни линии за високочестотни комуникации и за защита на стоманени подземни тръбопроводи от корозия. Полиетиленовите филми и ленти с адхезивен слой съдържат от едната страна слой от полиизобутилен с ниско молекулно тегло, понякога смесен с бутилкаучук. Издават седебелина 65-96 микрона, ширина 80-150 мм.
LDPE и HDPE също се използват за защита на метални продукти от корозия. Защитният слой се нанася чрез пламъчно и вихрово пръскане.
Тръби и тръбни изделия от полиетилен
От всички видове пластмаси, PE е намерил най-голямо приложение за производството на екструдирани и центробежни леене на тръби, характеризиращи се с лекота, устойчивост на корозия, ниска устойчивост на движение на течности, лекота на монтаж, гъвкавост, устойчивост на замръзване и лекота на заваряване.
Непрекъснатият метод произвежда тръби с всякаква дължина с вътрешен диаметър 6-300 mm и дебелина на стената 1,5-10 mm. Полиетиленовите тръби с малък диаметър се навиват на барабани. Инжекционното формоване произвежда фитинги за тръби, които включват колена, огънати под ъгъл от 45 и 90 градуса; тройници, съединители, кръстове, разклонителни тръби. Тръби с голям диаметър (до 1600 mm) с дебелина на стената до 25 mm се произвеждат чрез центробежно леене.
Полиетиленовите тръби поради своята химическа устойчивост и еластичност се използват за пренос на вода, разтвори на соли и основи, киселини, различни течности и газове в химическата промишленост, за изграждане на вътрешни и външни водопроводни мрежи, в напоителни системи и спринклерни инсталации.
LDPE тръбите могат да работят при температури до 60°C, а HDPE тръбите до 100°C. Такива тръби не се срутват при ниски температури (до - 60 ° C) и когато водата замръзва; не са подложени на почвена корозия.
Формоване и формовъчни изделия от полиетилен.
От полиетиленови листове, получени чрез екструзия или пресоване, могат да бъдат изработени различни продукти чрез щамповане, огъване по шаблон или вакуумно формоване. Могат да бъдат и големи предмети (лодки, вани, резервоари и др.).са направени отполиетилен на прах чрез синтероване върху нагрята форма. Отделни части на продуктите могат да бъдат заварени с помощта на струя горещ въздух, загрята до 250 0C. Чрез формоване и заваряване могат да се изработват вентили, капачки, контейнери, части от вентилатори и помпи за киселини, бъркалки, филтри, различни контейнери, кофи и др.
Един от основните методи за преработка на PE в продукти е леенето под налягане.Полиетиленовите бутилки от 25 до 5000 мл обем, както и съдове, играчки, електрически продукти, телени кошници и кутии, намират широко приложение във фармацевтичната и химическата промишленост.
Изборът на един или друг технологичен процес се определя преди всичко от необходимостта да се получи марков асортимент с определен набор от свойства. Суспензионният метод е подходящ за производство на тръбен полиетилен и полиетилен, предназначен за екструдиране, както и за производство на полиетилен с високо молекулно тегло. С участието на технологии за решение, LPEND се получава за висококачествени опаковъчни фолиа, полиетиленови класове за производство на продукти чрез леене и ротационно формоване. Газофазовият метод произвежда марков асортимент отполиетилен, предназначен за производство на потребителски стоки.