Отговори навъпроси на CJSC GEOPLAST
Какви видове полимери се предпочитат за производство на филми?
Най-използваните полимерни материали за производство на филми чрез екструдиране са полиолефините.
Полиолефините, които могат да бъдат екструдирани като единични и многослойни филми, включват:
- Полиетилен ниска плътност - LDPE (LDPE)
- Линеен полиетилен ниска плътност - LLDPE (LLDPE)
- Линеен полиетилен с ниска плътност, синтезиран с помощта на металоценов катализатор mLLDPE (mLLDPE, MPE)
- Полиетилен HDPE с висока плътност (HDPE)
- Полиетилен със средна плътност (MDPE) - Полиетилен с високо молекулно тегло HMWPE, VHMWPE - Съполимери на етилен, като етилен с винилацетат CEVA (EVA) и етилен с метил акрилат - EMA (EMA)
- Полиолефинови пластомери POP, POE
- Етиленови трикомпонентни съполимери (ТЕРПОЛИОЛЕФИНИ)
- Полипропилен, пропиленови съполимери - PP (PP) и термопластични олефини - TPO (TPO)
Известно объркване в имената на най-често срещаните полиолефини - полиетилен с висока плътност и полиетилен с ниска плътност - се обяснява с исторически установените имена за тези полилефини, свързани с особеностите на синтеза на полимери.
Полиетиленът, получен при високо налягане, се нарича полиетилен с високо налягане (LDPE, LDPE) или полиетилен с ниска плътност (LDPE, LDPE). В промишлеността полиетиленът под високо налягане се получава чрез полимеризация на етилен в тръбен реактор или в автоклав. При производството на полиетилен в тръбен реактор етиленът, смесен с инициатор, компресиран от компресор до 25 MPa и нагрят до 700 ° С, първо влиза в първата зона на реактора, където се нагрява първо до 180 ° С, а след това във втората, където полимеризира при 190-300 градуса. С и налягане 130-250 MPa. Средно времепрестой на етилена в реактора 70-100 сек, степен на преобразуване 18-20% в зависимост от количеството и вида на инициатора.
Полиетиленът, получен при ниско налягане, се нарича полиетилен с ниско налягане (HDPE, HDPE) или полиетилен с висока плътност (HDPE, HDPE). Използват се три основни технологии за производство на полиетилен с ниско налягане: реакцията се провежда в суспензия, реакцията се провежда в разтвор и се извършва полимеризация в газова фаза. Процесът на получаване на полиетилен в разтвор (по-често в хексан) се извършва при 160-250 ° C, налягане 3,4-5,3 MPa, времето за контакт с катализатора е 10-15 минути. Полиетиленът се изолира от разтвора чрез последователно отстраняване на разтворителя в изпарителя, сепаратора и вакуумната камера на гранулатора.
Обичайните предимства на полиолефините, използвани в производството на филми, са лесна обработка, леко тегло, добра якост и устойчивост на разкъсване, гъвкавост (дори при ниски температури), изключителна химическа устойчивост и относително ниска цена в сравнение с други пластмаси. Основните свойства на полиолефините могат да бъдат модифицирани с широк набор от химически модификатори.
Полиолефините могат да бъдат съвместно екструдирани с различни полимери като бариерни полимери като осапунен етилен-винил алкохол (EVOH), полиамид, полиестери, лепила, които свързват слоеве от различни полимери за образуване на многослойни филми със специални, високоефективни свойства.
Основни приложения на полиолефиновите филми:
Повечето полиолефини за екструдиране на филм обикновено се използват под формата на пелети. Гранули от полиолефини - обикновено овални с размери 3 - 5 mm, обикновено прозрачни и бели.
Полиолефините понякога съдържат добавки като топлинни стабилизатори. Теможе също да се пълни с пигменти, антистатични агенти, добавки против приплъзване и блокиране, UV стабилизатори и др.
Молекулната структура и съставът на полимерния състав влияят върху неговата способност за обработка и свойствата на получения продукт.
Три основни свойства на макромолекулите засягат повечето от свойствата, важни за висококачественото екструдиране на филма:
Тези молекулни свойства се определят от характеристиките на веществата, които обикновено се използват за производството на полиолефини и условията, при които се правят. Основните структурни блокове, от които се получават полиолефините, са водородни и въглеродни атоми. Полиетиленът е направен от мономера етилен, C2H4, който комбинира два въглеродни атома и четири водородни атома.
За получаване на полипропилен се използва мономер - пропилен, в който водородните и въглеродните атоми се комбинират, образувайки съединение със структура CH3CH=CH2, което включва три въглеродни атома и шест водородни атома.
Етиленовите съполимери, като EVA и EMA, се получават чрез полимеризиране на етиленов мономер с произволно разпределени комономерни групи, като винилов алкохол ацетат и метил акрилат.
По време на полимеризацията на тези мономери се създава смес от молекулни вериги с различна дължина. Някои вериги са къси, докато други са изключително дълги, съдържащи стотици хиляди мономерни единици. В полиетиленовата верига има множество странични разклонения. За всеки 100 единици етилен има приблизително от 1 до 10 къси или дълги разклонения в молекулярната верига.
Разклоняването на веригата засяга много свойства на полимера, включително плътност, твърдост, гъвкавост и яснота. Разклоненията на веригата също стават възли в молекулярната мрежа,където може да възникне окисление. При някои процеси, при които се достигат високи температури, окисляването може да повлияе неблагоприятно на свойствата на полимера.
Около половината от световното производство на полиетилен се използва за производството на гъвкави фолиа.
Докато приблизително половината от всички видове полиетилен, използвани в производството на филми, са LDPE в тези изчисления, потреблението на LLDPE и LDPE/HDPE нараства с по-бързи темпове.
Полиолефините имат смес от кристални и аморфни области. Молекулните вериги в кристалните области са разположени почти успоредно една на друга. В аморфните области те са подредени произволно. Тази смес от кристални и аморфни области е важна за образуването на добри филмови продукти.
Един напълно аморфен полиолефин би бил подобен на каучук и няма физически свойства; напълно кристален полимер би бил много твърд и чуплив.
За хомополимерните полиетилени, колкото по-висока е плътността на полимера, толкова по-висока е степента на неговата кристалност.
PE с висока плътност има молекулни вериги с относително малко разклонения от основните вериги.
Това позволява на веригите да се опаковат възможно най-близо една до друга. Резултатът е кристалност до 85%. LDPE обикновено има кристалност от 35 до 55%. Линейният PE с ниска плътност има кристалност от 35 до 60%. Полипропиленът е силно кристален полимер, но не е много плътен.
Увеличаването на плътността от своя страна влияе върху много свойства на полимера. С увеличаването на плътността стойностите на някои свойства се увеличават.
Общи принципи на влияние на физичните свойства на LDPE върху неговата обработка и механичните свойства на филмите.