Полиэтилен и пластические массы на его основе

• Все виды полиэтилена — это совершенно разные материалы, отличающиеся друг от друга так же, как и от других полимеров, при этом получают их из одного и того же соединения — мономера. Самые популярные в производстве - это полиэтилен ПВД и ПНД.

МАРКИ ПОЛИЭТИЛЕНА

 

• Полиэтилен - это термопластичный полимерный материал, имеющий плотность от 910 до 970 кг/м³ и температуру размягчения от 110 до 130 градусов. В зависимости от способа производства, а их существует несколько, полиэтилен имеет разную плотность, молекулярную массу и степень кристалличности. Существует большое количество марок этого полимера, которые как раз и отличаются по плотности, данным текучести расплава, а также отсутствием или наличием стабилизаторов.
• Марки полиэтилена определяются длиной молекулярной цепочки или молекулярной массой используемого сырья. В зависимости от назначения и свойств определены базовые марки (без добавок) полиэтилена и композиции на их основе (с добавками, стабилизаторами, окрашенные, неокрашенные).

Так как существует несколько  видов полиэтилена, то в каждом  из них есть свои базовые (без  добавок) марки. Условно их можно  обозначить следующем образом:

• Базовые марки полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
• Базовые марки полиэтилена высокого давления (ПЭВД)

Как базовые марки полиэтилена, так и композиции на их основе  выпускаются трех сортов: 1-го, 2-го  и высшего.

Однако на рынке есть и  другие марки данного полимера, так как большая часть производителей  работает согласно собственным  ТУ, за которыми система стандартизации  успевает не всегда.

СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА

 

• Полиэтилен – это пластикат, имеющий хорошие диэлектрические свойства, повышенную ударостойкость, небольшую поглотительную способность. Не ломается, обладает низкой газо- и паропроницаемостью.       Физиологически нейтрален, не имеет запаха. Полиэтилен не восприимчив к щелочам любой концентрации, растворам любых солей, карбоновым, плавиковой и концентрированной соляной кислотам. Устойчив к маслу, овощным сокам, алкоголю, воде, бензину. Разрушается азотной кислотой, газообразными и жидкими фтором и хлором. Не растворяется, а только немного набухает в органических растворителях. Стоек к нагреванию в вакууме, но разрушается на воздухе при нагревании от восьмидесяти градусов.
• Полиэтилен морозостоек (до семидесяти градусов). Под действием ультрафиолетовых лучей - подвергается фотодеструкции. Легко модифицируется. Дополнительное хлорирование, сульфирование, бромирование или фторирование придают полиэтилену каучуко-подобные свойства, улучшают химическую и тепловую стойкость. Сополимеризация с другими полеолефинами или полярными мономерами повышает его прозрачность, эластичность, адгезионные характеристики, а также стойкость к растрескиванию. Смешивание полиэтилена с другими полимерными материалами улучшает другие его физические свойства. Полиэтилен безвреден для человека, из него не выделяются опасные для его здоровья вещества.
• Свойства полиэтилена (физические, химические и эксплуатационные) зависят исключительно от молекулярной массы и плотности полимера, поэтому отличаются для разных его видов.

 

 

• Полиэтилен низкого давления (ПНД) или высокой плотности (ПВП) — это жесткий продукт с плотностью более 0.941 г/см кубических. Для получения ПНД применяются три технологии: суспензионная, растворная и газофазная. У этого полиэтилена низкая степень ветвления молекул, а это значит, что он обладает большими межмолекулярными силами и прочностью на разрыв. Полиэтилен НД жестче и проще ПВД, но менее прозрачен. Полиэтилен низкого давления устойчив к высоким температурам, различным маслам и химикатам, но, по сравнению с ПВД, менее стоик к парам и воде. Используется ПВП для изготовления канистр, емкостей для растворителей, контейнеров для мусора. Пакеты из ПВД выдерживают до двадцати кг.
• Полиэтилен НД — кристаллический гибкоцепной термопластичный полимер, получаемый из нефти. Этот полиолефинит общего назначения имеет линейную структуру с ответвлениями (небольшое количество) от основной цепи. Благодаря отсутствию объемных ограничений получается материал с высокой кристалличностью (до восьмидесяти процентов).
• ПНД не пропускает влагу, стоек к маслам и жирам, не выделяет токсичные вещества в окружающую среду, безопасен для организма человека. При работе с ним не требуются особые меры предосторожности.

 

• Полиэтилен высокого давления (ПВД) или низкой плотности (ПНП) - это эластичный мягкий материал, который получают при полимеризации этилена в автоклаве или трубчатом реакторе. Особенностью структуры полиэтилена ПВД является большое количество длинных и коротких ответвлений, не позволяющих молекулам с высокой молекулярной массой создавать кристаллическую структуру. Связи поэтому между ними не сильные, а это говорит о том, что полиэтилен имеет невысокую устойчивость на разрыв и повышенную пластичность, а также высокую текучесть в расплаве. Полиэтилен низкой плотности нашел свое применение в изготовлении пленки для обертки, контейнеров и пластиковых пакетов. Пакеты из полиэтилена ВД очень красивые – не шуршащие, глянцевые, выдерживают около 4 кг.
• Полиэтилен ПВД — это самый широко используемый упаковочный материал. Благодаря низкой кристалличности ПВД является более гибким и мягким полимером, в отличии от ПНД. Полиэтилен высокого давления достаточно пластичен, на ощупь воскообразный, слегка матовый. Перерабатывается ПВД методом экструзии двумя способами: 1. с раздувом в рукавную пленку; 2. через охлаждаемый валик и плоскощелевую головку в плоскую пленку. Пленка из ПВД достаточно прочна при низких температурах, при сжатии и растяжении, а также стойка к раздиранию и удару. Основной особенностью пленки из ПНП является - достаточно низкая температура размягчения, примерно сто градусов.

 

 

• Полиэтилен среднего давления (ПСД) — это жесткий продукт, состоящий из смеси ПВД и ПНД (в определенных пропорциях). Плотность ПСД составляет от 0.926 г/см 3 до 0.940. Этот материал обладает хорошей устойчивостью к изломам и ударам. Помимо этого, полиэтилен среднего давления более чем ПНД устойчив к царапинам и растрескиванию. Применяется этот полиэтилен для производства обычных и термоусадочных пленок, мешков, хозяйственных сумок и винтовых колпачков.
• Полиэтилен среднего давления — это жесткий продукт, сочетающий в себе все достоинства ПНД и ПВД в строго определенном соотношении. В отличии от ПНД, этот полимер более устойчив к растрескиванию и царапинам. С сущности, характеристики ПСД практически ни чем не отличаются от характеристик ПНД, в общем, это идентичные виды полиэтилена, не хуже и не лучше друг друга.

 

• Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) или низкой плотности — это эластичный мягкий материал с плотностью от 0.915 до 0.925 г/см 3 и повышенной долей молекулярных коротких ответвлений. ЛПВД получают самым сложным и особым методом, использующим полимеризацию со специальными катализаторами - металлоценовыми. Линейный полиэтилен низкой плотности достаточно устойчив к разрывам, ударам и проколам; имеет низкую плотность и высокую пластичность. Этим он напоминает ПНД. Из ЛПВД изготавливают пленку меньшей толщины, а это экономит материал и уменьшает нагрузку на окружающую среду. В ближайшее время, по мере создания более технологичного оборудования, ЛПВД будет все больше и больше вытеснять ПВД как из однослойных применений, так и в изготовлении многослойных пленок.
• Свойства линейного полиэтилена низкой плотности - промежуточные между свойствами ПНП и свойствами ПВП. Но ЛПВД имеет, по сравнению с ПВД, более однородное распределение групп полимера по молекулярной массе. Основные преимущества линейного полиэтилена низкой плотности заключаются в: высокой химической стойкости; высоких эксплуатационных характеристиках, как при достаточно высоких, так и низких, температурах; большой устойчивости к растрескиванию; улучшенной стойкости к проколу.
• Линейный полиэтилен обладает самыми высокими физико-химическими показателями.

 

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА

 

• Полиэтилен – полимер, использующийся наиболее широко. Его технология переработки относительно проста, полиэтилен перерабатывается всеми существующими способами для переработки пластмассы, при этом непосредственно для его переработки не требуется  узкоспециализированное оборудование.
• Комплекс химических, физико-механических и диэлектрических свойств определяет  потребительские свойства полиэтилена и позволяет широко применять его во многих промышленных отраслях (радиотехнической, кабельной, легкой, химической, медицине и др.).
• Выбор технологического процесса переработки (экструзия, литье, выдув и т.д.), в первую очередь, определяется необходимостью получения марочного ассортимента с определенными свойствами.
• Экструзия применяется для получения полиэтиленовых труб, полиэтиленовых кабелей, пленки, листового полиэтилена для строительства и упаковки, а также самых разнообразных полиэтиленовых пленок для нужд любых отраслей промышленности.
• Термо-вакуумное формование и литье под давлением применяется для получения разнообразных упаковочных материалов. Упаковка из полиэтилена сегодня – это быстро развивающийся сегмент рынка изделий из пластика.
• Ротационный и экструзионно-выдувной способы переработки полиэтилена применяются для получения разного рода тары, емкостей и сосудов.

 

• Специальные виды полиэтилена, такие как вспененный полиэтилен, сшитый полиэтилен, сверхвысокомолекулярный полиэтилен,  хлорсульфированный полиэтилен, довольно успешно применяются для создания специальных строительных материалов. Полиэтилен, сам по себе, не конструкционный материал, однако армированный полиэтилен используется именно в изделиях конструкционного назначения. Также широко распространена сварка изделий изготовленных из полиэтилена, который сваривается всеми основными способами: горячим газом, трением, контактным, присадочным прутком и т.д.
• Отдельным сегментом современного рынка стоит вторичная переработка полиэтилена (рециклинг). Многие компании в мире, специализируются на приобретении отходов из полиэтилена для дальнейшей их переработки и продажи или самостоятельного применения. Чаще всего для этого используется экструдирование очищенных отходов с последующим дроблением, в результате получается вторичный гранулированный материал пригодный для изготовления изделий.

 

Полиэтилен применяется для  производства:

• пленок (упаковочных, сельскохозяйственных, стретч, термоусадочных)
• труб (водопроводных, газовых, ненапорных, напорных)
• емкостей (канистр, цистерн, бутылей)
• волокон
• стройматериалов
• санитарно-технических изделий
• протезов внутренних органов
• предметов домашнего обихода
• изоляции электрических кабелей
• деталей автомашин и различной техники
• пенополиэтилена

И это далеко не все для  чего можно использовать полиэтилен. На рынке регулярно появляются  новые марки этого материала  с новыми усовершенствованными  потребительскими свойствами.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

• Кристаллические полиолефины. Пол ред. Р. А. Раффа и К. В. Дока. Т. I. II. Пер. с англ. Под ред. Б Э Давыдова. М.. «Химия», 1970. 360 с.
• Кузнецов П. В.. Прохоров И Н Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., «Химия». 1975. 74 с Миндлш С. С. Технология производства полимеров и пластических масс на их основе. М. — Л.. «Химия», 1973. 350 с.
• Николаев Л. Ф Синтетические полимеры и пластические кассы на их основе Изд. 2-е. М.— Л., «Химия», I960. 76В с.
• Полиэтилен среднего давления. Под ред. С. В. Шуцкого. М, «Химия», 1%5. 90 с. Полиэтилен и другие полиолефины. Пер. с англ. Под ред. 11. В. Козлова и II. А. Плате. М., «Мир». 1964. КМ с.
• Смирнова О. И.. Фортунатов О. Г. Альбом технологических схем. Изд. 3-е. М., изд. МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1973. 35 с.
• Справочник по пластическим массам. Изд. 2-е. Т. I. Под ред. В. М. Катаева, В. А. Попова, Б. И. Сажиня. М., «Химия», 1075. 448 с.
• Хувинк Р.. Ставерман А. Химия и технология полимеров. Т. П. Пер. с немецк. Под ред. М. М. Котона. М. — Л., «Химия», 19G5. 508 с.