Полиэтилен, виды полиэтилена, физические

Полиэтилен, виды полиэтилена, физические

Виды и свойства полиэтилена

Виды и свойства полиэтилена

Полиэтиленовые пакеты знают все. В них упаковывают конфеты, фрукты, рыбу, бытовые товары. Но мало кто задумывается о том, из чего их получают. Познакомимся с пакетами поближе.

Характеристика полиэтилена

Полиэтилен – полимер этилена. Органическое соединение, имеющее формулу:—CH2—CH2—CH2—CH2—. Связь между атомами углерода – ковалентная.

Свойства полиэтилена

Полиэтилен представляет собой массу белого цвета. Тонкие листы полиэтилена бесцветные или прозрачные.

Обладает следующими свойствами:

  • Не проводит электрический ток.
  • Не подвергается изменению формы при ударе – амортизирует.
  • Размягчается при нагревании свыше 800С.
  • Имеет низкую адгезию.
  • Не реагирует с водой, она просто с него стекает.
  • Не вступает в химическую реакцию со щелочами, кислотами, солями.
  • Подвергается химическому разрушению – 50% азотной кислотой, а также галогенами – хлором и фтором.

Но данный минус может быть переведен в плюс: возможно использование данной реакции для утилизации полимера, получения новых соединений.

Мономер этилен подвергают полимеризации двумя способами, в зависимости от способа получения выделяют полиэтилен высокого (ПЭВД) и низкого (ПЭНД) давления.

  • ПВД – полиэтилен низкой плотности.
  • ПНД – полиэтилен высокой плотности.

Также среди собратьев выделяют класс линейного полиэтилена.

Полиэтилен высокого давления

Молекулярный вес 80000-500000. Полученный материал легкий, теплостойкий, переносит охлаждение до -1200С.

Свойства находятся в зависимости от плотности. Чем выше плотность, тем выше прочность, жесткость, твердость, стойкость к действию химических реагентов.

Полиэтилен низкого давления

  • Теплостойкость до 1100С.
  • Переносимое охлаждение до – 800С.
  • Имеет глянцевую, блестящую поверхность.
  • Характеризуется ударопрочностью, высокими диэлектрическими показателями.

Свойства также определяются плотностью. Повышение прочности приводит к увеличению жесткости, химической стойкостью, но при этом уменьшается ударопрочность при низких температурах, проницаемость для газов. Материал инертен к биопоражению. Но с легкостью подвергается переработке.

Виды полиэтилена

Полиэтилен нашел широкое применение у потребителей. Растущий к материалу интерес был двигателем науки, создавались все новые и новые материалы, обладающие новыми свойствами. В настоящее время можно выделить четыре основные группы полиэтилена. Способ получения, определяет свойства, которыми награжден материал, ну а свойства, определяют область использования.

Четыре основных вида полиэтилена:

  1. Линейный полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ЛПВД.
  2. Полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ПВД.
  3. Полиэтилен среднего давления, обозначающийся аббревиатурой ПСД.
  4. Полиэтилен низкого давления, обозначающийся аббревиатурой ПНД.

Следует отметить, что полиэтилен среднего и низкого давления, это достаточно условное разделение, так как получаемый материал имеет одинаковую плотность и молекулярную массу, и схожие условия синтеза.

Существует дополнительная классификация полиэтилена, так сказать более специфическая. Данные материалы применяют для строительных, медицинских нужд.

  • Сшитый полиэтилен, имеющий обозначение РЕХ.
  • Вспененный полиэтилен, имеющий обозначение ПП.
  • Свервысокмолекулярный полиэтилен, имеющий обозначение СВМП.
  • Хлорсульфированный полиэтилен, имеющий обозначение ХСП.

Получение полиэтилена

Основным сырьем для получения служит чистый этилен. Определены две основные химические технологии получения полиэтилена:

  • радикальная полимеризация, которая протекает в газовой фазе;
  • координационно-ионая полимеризация, которая осуществляется в жидкой среде бензина.

По данным технологиям получают два вида материала:

  • первое — это полиэтилен высокого давления;
  • второе – это полиэтилен низкого давления.

Полиэтилен высокого давления

Синтезируется при давлении 150-300 МПа, температуре 200-2600С, в присутствии кислородсодержащего катализатора – кислород, перекись водорода.

Технология получения протекает через образование промежуточного соединения с последующим его распадом.

Радикалы, которые образуются, являются основоположниками полимеризации мономера.

  • Смешение исходного сырья с возвратным газом и «товарищем» кислородом.
  • Сжатие газовой смеси, протекающее в две стадии.
  • Этап полимеризации исходного сырья.
  • Разделения продукта и непрореагировавшего сырья.
  • Перевод жидкого продукта в гранулы.

Полиэтилен низкого давления

Название говорит само за себя. В технологии получения используют низкое давление. Исходным сырьем является также мономер – этилен.

По способу получения разделяют:

  • Полимеризацию, протекающую в суспензии.
  • Полимеризацию, протекающую в растворе, чаще всего жидкой средой служит гексан.
  • Полимеризация в газовой среде.

Реакции, протекающие в жидкой фазе, нашли более широкое применение, нежели в газовой.

Процесс в жидкой среде протекает при высокой температуре до 25000 С. При этом установленном давлении, находящемся в диапазон 3,4-5,3 МПа.

Контакт с катализатором недолгий и составляет всего 10-15 минут.

Из реакционной смеси продукт выделяют удалением растворителя. Этот процесс протекает в испарителе, затем смесь передается в сепаратор, а из него в вакуумную камеру, где происходит уже грануляция. Полученный твердый продукт пропаривают водяным паром.

Применение полиэтилен

Полиэтилен очень широко распространен в нашей жизни.

Полиэтиленовая пленка применяется для упаковки продуктов товаров, пузырчатая пленка используется в перевозке хрупких материалов. В сельском хозяйстве полипропиленовыми пленками укрывают парники, для повышения температуры внутри них и сохранении тепла – это повышает урожайность.

Из полиэтилена производят различную тару – это и бутылки, ящики, канистры под различные, в том числе агрессивные жидкости, опять-таки для сельского хозяйства производят лейки и горшки для выращивания рассады.

В строительной сфере из полиэтилена производят канализационные, дренажные трубы, трубы газового и водоснабжения.

Из полиэтиленного порошка изготавливают термоклей.

Что может показаться удивительным, но также полиэтилен идет на производство бронежилетов, корпусов судоходных плавательных средств, двигателей некоторой технической аппаратуры.

Вспененный полиэтилен применяется в качестве теплоизолятора.

А полиэтилен высокого давления идет на строительство накопителей твердых и жидких отходов, опасных для окружающего мира.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен – это индивидум, но он специфичен. Не имеет низкомолекулярных добавок, характеризуется высокой линейностью, большой молекулярной массой. Применяется в медицинской области для замены хрящевой ткани суставов. Сфера применения, несмотря на выгодно отличающие его свойства, не очень велика. Так как этот полимер плохо поддается переработке.

Экология и вторичное использование

Удобство использования полиэтилена омрачено сложностью утилизации. Поэтому во многих странах уже ввели ограничение на выпуск, продажу и применение полиэтиленовых пакетов.

Переработка материала проводится известными для пластика способами: литье под давлением, экструзией.

Также возможно проводить сжигание, но при этом в атмосферу выделается огромное количество продуктов горения.

Новая жизнь полиэтилену дается следующим способом: исходный мусор отмывают, измельчают, отделяют от влаги и мусора в центрифуге, вновь промывают, отправляют в сушильную камеру – на выходе получают вторичное сырье, которое пригодно для нового использования. Так методом экструдирования из него производят трубы, второсортную пленку.

Стоит отметить, что природа пытается сама спасти себя от пагубного действия полиэтилена. Выведены плесневые грибы, которые способны за три месяца «слопать» полиэтилен, который был «приготовлен» для них – обработкой азотной кислотой.

Наша планета создала все условия, для проживания человека, мы должны пользоваться ее дарами с уважением и беречь природу. Разделить отходы по разным мусорным корзинам – это простое, но очень полезное действие, которое спасает нашу Землю и позволяет получать новые полезные материалы.

Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения

Полиэтилен – это самый часто встречающийся в мире полимер, и его популярность объясняется большим перечнем физико-эксплуатационных характеристик и массой практичных бытовых и промышленных свойств. А меняя показатель давления, применяемого для получения того или иного вида полиэтилена, параметры этого полимера можно варьировать в широком спектре.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен (ПЭ, PE) – полимер, который добывается путем термополимеризации этилена, в свою очередь получаемого из газа и нефти путем химического реагирования. В быту полиэтиленом называют пластмассу практически в любом ее виде. Этот синтетический полимер в наиболее потребляемых его видах производится передовыми компаниями, специализирующимися на добыче нефти и газа. В частности, в России его синтезируют на заводах «Роснефть», «Газпром», «Лукойл», «Нижнекамскнефтехим». Серийные марки ПЭ производят в виде микрогранул не более 2-5 мм, однако, есть разновидность этого полимера, поступающая в промышленный обиход в виде порошка. Сырьем для выработки полиэтилена служит бесцветный газ этилен, его особенность – характерный сладковатый запах.

Гранулы полиэтилена

Важно:

Этилен может растворяться в этаноле и в воде при некоторых условиях, а для синтезирования полиэтилена применяют только газ, прошедший глубокую очистку – до 99,8%. Посторонние примеси препятствуют нормальному течению реакции синтеза, а материал может поменять свой окрас.

Как появился полиэтилен

Полиэтилен известен уже более века. Его изобретателем признан инженер Ганс фон Пехманн, который сделал свое открытие в 1899 году в Германии. Однако в те годы полезное изобретение не было воспринято «на ура», ему долгое время не могли найти применения. Лишь в конце 1920-х годов синтез ПЭ был налажен. Но сначала это не был полиэтилен в привычном для современности понимании: первоначально проводился синтез низкомолекулярного парафинового вещества – олигомера полиэтилена. Только в 1936 году им удалось разработать меры для успешного синтеза ПЭ низкой плотности и получить на него патент. И в 1938 году было запущено синтезирование промышленного ПЭ, сферой применения которого на начальном этапе стало производство проводов для телефонов, а чуть позже – выпуск упаковки для продовольственных товаров.

Формула полиэтилена

ПЭ является органическим веществом, имеющим длинные «тела» молекул. Химический состав молекулы этого полимера имеет простой вид и визуализируется как цепочка из атомов углерода, к каждому из которых прикреплены по две молекулы водорода. Формула полиэтилена может быть записана как

где n – степень полимеризации.

Формула полиэтилена

Полиэтилен синтезируется в двух вариантах, получаемых из СН2=СН2, отличных по структуре, а значит, и по свойствам. В одной из модификаций мономеры связываются в линейные цепи с показателем полимеризации выше 5000. В другой – ответвления из 4-6 атомов углерода крепятся к цепи хаотично. Для синтеза линейных полиэтиленов используются специальные катализаторы, выработка происходит при температурном режиме до 150°С и давлении до 20 атмосфер.

Получение полиэтилена

Принцип построения макромолекул полиэтилена – линейный, они также имеют некоторое число боковых ответвлений. Способ полимеризации материала отражается на свойствах, которыми будет обладать готовый ПЭ. Его получение возможно в двух химических концепциях:

  • С помощью радикальной полимеризации этилена в газовой среде – так получают ПВД – это полиэтилен высокого давления. Синтезируется в автоклаве под окисляющим воздействием О2 или пероксидов. Сила давления – 25МПа, показатель температуры обычно не превышает 70°С. Используется двухступенчатый ректор: в первой стадии смесь сильнее разогревают, а во второй – полимеризуют при ужесточенных показателях – температуре до 300°С и давлении до 250 МПа.
  • Путем ионной термополимеризации этилена в гексановом растворе – так синтезируется полиэтилен сниженного давления. Раствор этилена в бензине доводят до температуры 180-250°С. Показатель давления, необходимый для процесса – 3,4-5,3 МПа, катализатор воздействует на смесь в течение 15 минут. Степень готовности полиэтилена определяют по испарению растворителя.

Схема процесса выработки ПЭ

Общий процесс выработки ПЭ можно охарактеризовать такими основными технологическими фазами:

  • соединение этилена с газовой средой и кислородом;
  • сжатие газово-этиленовой субстанции в двух стадиях;
  • собственно, полимеризация массы;
  • отделение непосредственно ПЭ от этилена, не вступившего в реакцию;
  • гранулирование продукта.

Виды полиэтилена

Полиэтилен низкого давления – он же полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Для этого вида полиэтилена характерно малое число молекулярных ветвей, производят его при сниженном уровне давления, применяя суспензионный, растворный и газофазный техпроцессы полимеризации. ПЭНД обычно получается бесцветным и может отгружаться в любой подходящей таре – от мешков до цистерн. Используется для изготовления канистр, контейнеров для растворителей и мусора, отличается повышенной прочностью (к примеру, пакет из ПЭНД может выдержать до 20 кг).

Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) ПЭВД или ПЭНП. Производится при повышенном давлении, а особенность его структуры – в сочетании продольных и укороченных ответвлений, которым богата формула ПЭВД. Производят его чаще всего в форме бесцветных гранул. Самая известная сфера применения этого вида полиэтилена – выработка оберточного материала, производство пластиковых пакетов и емкостей.
И хотя основными используемыми в промышленности видами полиэтилена являются ПЭНД и ПЭВД, есть другие формы производства этого полимера.

Линейный полиэтилен – это низкоплотный ПЭ с большим числом коротких ответвлений в молекулярной цепи. При растяжении и разрыве имеет максимальные значения прочности и растяжения. Плавится линейный ПЭ при повышенном температурном показателе, что делает его идеальным сырьем для упаковки под горячие продукты. Многочисленные боковые укороченные ветви, которыми характеризуется структура его молекул, делает особенно высокой эластичность расплава, и это свойство используют для произведения тонкой пленки. По сравнению с другими видами ПЭ наименее прозрачен, бывает разных уровней плотности.

Пенополиэтилен – материал с пористой структурой, что делает его хорошим вариантом средства для гидро- и теплоизоляции. В качестве материла для изоляции, вспененный полиэтилен производят в виде гибких листов или жгутов.

Сшитый полиэтилен – ПЭ, молекулы которого сшиты поперек, и за счет этих поперечных связей звенья его молекул образуют трехмерную сеть. Эта особенность наделяет ПЭ жесткостью и термоустойчивостью.

Свойства полиэтилена

Химические свойства

ПЭ практически газонепроницаем, а его химическая устойчивость зависит от плотности полиэтилена. Он инертен ко всем солевым растворам и концентратам, растворителям и отдельным сильным кислотам, маслам и смазывающим веществам, не взаимодействует с органическими растворителями. Но при показателе выше 60°С полиэтилен поддается воздействию азотной и серной кислот в концентрации 50%, не устойчив к хлору и брому.

Физические свойства

ПЭ – материал достаточной жесткости, эластичный, морозоустойчивый (выдерживает температуру до -70°С), гибкий. Обладает высокой вязкостью, диэлектрик, не увлажняется жидкостями. Полиэтилен – нейтральное вещество, бесцветное, но непрозрачное в толстом слое, не имеющее запаха и вкуса. Температура плавления полиэтилена в среднем 105-115°С, но точный показатель колеблется в зависимости от вида ПЭ.

Наименование физических характеристикСредние показатели ПЭ
Плотность, г/см30,955 — 0960
Напряжение при растяжении, МПа22 — 23
Температурная амплитуда примененияот -50°С до 80°С
Удлинение при разрыве, %300-600
Ударная вязкость, кДж/м212
Теплопроводность, В/(м·°С)44·10-2
Теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг·°С1880
Кристаллизация при температуреот -60 °С ­до -369 °С

Эксплуатационные характеристики

При температуре выше 80°С полиэтилен начинает разрушаться. Без добавления спецдобавок и стабилизаторов материал абсолютно неустойчив к УФ-излучению, подвержен фотодеструкции. ПЭ не источает в окружающую среду вредные вещества, но разлагаться самостоятельно может на протяжении десятилетий. Стоит учитывать пожароопасность материала и его свойство поддерживать горение.

Важно:

Физические свойства полимера и характер его эксплуатации будут разниться в зависимости от вида ПЭ.

Остановимся на самых распространенных его типах – ПЭВД и ПЭНД.

Вид полиэтиленаМол. масса, а.е.м.Плотность, кг/м3Температурный показатель плавления, °СПоказатель упругости, МПаКристалличностьОтнос. удлинение, %Температура стеклования, °СПоказатель усадки при обработке
ПЭВД30 тыс. – 400 тыс.913-930103-115100-20060%100-800-41,5-2%
ПЭНД50 тыс. –1 млн940-970120-140400-125070-90%100-1200120

Применение полиэтилена

Полиэтилен – самый известный и востребованный из-за своей практичности и универсальности полимер в мире. Выявлена масса способов переработки пластмассы, которые позволяют производить изделия из него.

Важно:

Полиэтилен обвиняют в неэкологичности, на самом же деле этот полимер один из наиболее безопасных, неприхотливых, хорошо поддается переработке, после которой нередко используется повторно.

Рассмотрим самые распространенные формы применения полиэтилена.

Пленка из гранулированного полиэтилена

  • Пленка. Этот универсальный материал повсеместно используют в виде разнофактурных пленок в промышленности, на производстве, в строительных работах. Производится она с помощью экструдера из гранулированного полиэтилена, который доводят до нужной температуры, плавят, после чего формируют.
  • Трубы из полиэтилена используют для выкладывания инженерных сообщений (канализация, газо- и водопроводы) и коммуникаций. Процесс их изготовления идентичен этапам производства пленки, за исключением конструкции экструдера.
  • Полиэтиленовые пакеты – легкая и удобная тара, в которой потребители переносят вещи и продукты. Сегодня невозможно представить свою жизнь без прозрачных пакетов для фасовки, «маек», практичных мусорных пакетов, пакетов с логотипами супермаркетов или торговых точек.
  • Упаковка. Современная тара для продуктов питания также производится преимущественно из полиэтилена – бутылки, контейнеры, пластиковые пакеты и одноразовая посуда.
  • Нельзя не упомянуть о широком производстве одноразовых полиэтиленовых перчаток, которые нашли широкое применение в промышленности, медицине и быту.
  • Полиэтиленовые листы, производимые из ПЭВП или ПЭНП, являются отличной альтернативой древесине и стеклу, имеют небольшой вес и высокую жесткость. ПЭ прессуется в прочные листы разной толщины с высокой термостойкостью.

Продукты из полиэтилена с каждым годом находят все больше сфер для своего применения, занимая ранее пустующие области рынка. Включая в свой производственный процесс изделия из этого полимера, многие предприятия разных отраслей промышленности существенно облегчают его, делая максимально рентабельным. Статистические данные прогнозируют и дальнейший рост популярности полиэтилена, а значит, его производство в товарных масштабах будет только расти.

Смотрите также по теме «Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения»:

Полиэтилен (ПЭ). Виды и применение. Свойства и особенности

Полиэтилен (ПЭ) – это термический полимер, молекула которого представляет собой сложную ковалентную связь атомов углерода. Материал является диэлектриком. Представляет собой белую массу. В тонком виде прозрачен, отличается низкой адгезией, не пропускает воду, отличается высокой химической стойкостью.

История появления

Материал является одним из первых полимеров. Впервые был получен случайно химиком Гансом фон Пехманном в 1899 году, однако не получил никакого распространения, так как его свойства не были исследованы и оценены. Начиная с 1930-х годов материал начал применяться в качестве изолятора при производстве токопроводящего кабеля. Дальнейшие исследования его качеств позволили оценить его химическую нейтральность. Благодаря этому с 1950-х годов полиэтилен стал самой распространенной пищевой упаковкой, заменив ранее применяемую бумагу.

Как производится полиэтилен

Для получения полиэтилена проводится сложная химическая реакция, задачей которой является укрепление молекул углеводорода этилена. При этом конечные свойства получаемого материала во многом зависят от условий протекания реакции полимеризации. На нее влияют температура, давление, пропорции реагентов.

В основном полиэтилен производится в виде гранул размером 2-5 мм. Они закупаются различными предприятиями, и путем плавки, перерабатываются в изделия самых разнообразных форм. Это осуществляется методом литья или экструзии.

Polietilen 2

Химические и физические свойства

Материал часто ошибочно называют целлофаном. Однако это совершенно разные полимеры, обладающие отличительными качествами. Определить полиэтиленовое изделие, можно его воспламенив. Материал горит голубоватым пламенем, но дает мало света. При этом выделяется такой же запах, как сгорающий парафин. То есть при сжигании полиэтилена не образуется дым как от жженого пластика. Запах от него ничем не отличается от сгорающей свечи.

Материал обладает следующими ценными химическими качествами:
  • Не реагирует с концентрированными щелочами и кислотами.
  • Не растворяется без нагрева.
  • Подвержен старению.

Полиэтиленовые изделия отличаются очень высокой химической стойкостью. Их не разрушают концентрированные щелочи и кислоты. Благодаря этому из полиэтилена делают тару для хранения различных реактивов, даже серной кислоты. При этом растворить его при нормальной комнатной температуре может только 50% азотная кислота, причем при воздействии газообразного фтора или хлора. Так как воссоздать такие условия можно только искусственно, то вероятность случайного разрушения изделия из полиэтилена полностью исключается.

Polietilenovyi bak

При повышении температуры его можно растворить в циклогексане. Также он растворяется в воде при температуре +180°С. Материал не впитывает влагу, и не набухает. Благодаря совокупности химических качеств из некоторых видов полиэтилена можно изготавливать протезы. Они не вступают в реакцию с живыми тканями человека.

Важным качеством полиэтилена выступает свойство старения. Со временем он становится хрупким, постепенно разрушается. При этом он раскладывается на перекись водорода и альдегиды. С одной стороны это негативное качество, но с другой весьма ценное свойство. Дело в том, что из полиэтилена преимущественно делают одноразовую упаковку. После использования она выбрасывается на свалку. Благодаря свойству старения она с годами разрушается на простые соединения. Нужно отметить, что старение происходит более интенсивно на воздухе под ультрафиолетом.

Также полиэтилен обладает ценными физическими качествами:
  • Является диэлектриком.
  • Отличный гидроизолятор.
  • Прочный.
  • Имеет низкую теплопроводность.

Из полиэтилена изготавливают изделия, которые не передают электрический ток. Он также может использоваться в качестве изолятора для жил проводов. Из него производятся гидроизоляционные мембраны. Он совершенно не пропускает воду. Эти качества в сочетании с химической стойкостью к агрессивным веществам, позволяют применять такую гидроизоляцию при выполнении строительных работ, к примеру, герметизации чаши бассейна, фундамента, и т.д.

Polietilen 3

Уровень прочности полиэтилена позволяет изготавливать из него изделия, на которые оказывается высокое давление, растяжение и прочие виды нагрузок. Примером являются полиэтиленовые водопроводные трубы. Прочность в сочетании с той же химической стойкостью исключают коррозию и растворение магистралей из этого материала.

Полиэтилен имеет низкую теплопроводность. Он применим в качестве теплоизоляционного материала при производстве технических приборов, электроники. К примеру, из него можно сделать рукоятку для нагревающегося устройства. За счет низкой теплопроводности она не будет горячей, даже если соприкасается с разогретой деталью из металла.

Это самый дешевый в производстве пластик в мире. Практически все полимерные изделия изготавливаются именно из него. Доля остальных пластиков сравнительно несущественна. Нужно отметить, что 35% всего полиэтилена перерабатывается в упаковку.

Читайте также  Льготы По Транспортному Налогу Для Многодетных

Температура плавления разных видов полиэтилена может отличаться, но в среднем она составляет +103°С. Это делает его достаточно выгодным для производства различных изделий, так как не нужны высокие энергозатраты на расплавление. Материал подходит для вторичной переработки.

Плотность полиэтилена составляет 910-965 кг/м³. Он в разы легче стали. Его использования при производстве несущих деталей механизмов, что позволяет минимизировать массу готовых изделий.

Благодаря отсутствию токсичных выбросов при сгорании, изделия из чистого полиэтилена можно утилизировать на мусоросжигательных заводах. Это делает его более безопасным для экологии, чем большинство прочих пластиков, которые получили широкое распространение.

Polietilen 4

Популярные типы
В зависимости от условий полимеризации могут образовываться следующие разновидности полиэтилена:
  • Высокого давления (ПВД).
  • Низкого давления (ПНД).
  • Среднего давления (ПСД).
  • Линейный.
  • Сверхмолекулярный.

ПВД имеет невысокую плотность, за счет чего считается самым мягким и эластичным. Его неоспоримым достоинством выступает прозрачность и гладкость поверхности. Изделия из него блестят. Из ПВД изготавливают различные гибкие эластичные мембраны. Для получения полиэтилена высокого давления требуется соблюдения трех условий. В первую очередь полимеризация проводится при температуре 200-260°C. Для ее протекания необходимо высокое давление порядка 300 МПа, за счет чего материал и получил такое название. В качестве инициатора полимеризации выступает обычный кислород, реже пероксид.

Для производства ПСД реакция происходит при в 2 раза более низкой температуре, а давление при этом поддерживается всего на уровне 3 МПа. При этом используются более сложные катализаторы. Полиэтилен, образовывающийся при полимеризации, выпадает в растворе в виде хлопьев. Материал имеет более высокую степень кристалличности на 30%, чем ПВД, также он превосходит его по плотности.

ПНД это очень плотный материал. Из него делают различные детали механизмов, на которые оказываются серьезные нагрузки. При его производстве создается давление 0,1-2 МПа, при этом используется та же температура и катализаторы, что и при получении ПСД.

Линейный полиэтилен обладает ценными качествами, в частности он такой же прочный, как ПНД, но при этом эластичный как ПВД. Благодаря этому он получил распространение при производстве пленок. Самое затратное и сложное это получение сверхмолекулярного полиэтилена. Образовывающийся в результате материал превосходит по качествам прочие разновидности ПЭ. Из него изготавливают пластиковые детали сложных механизмов.

Область использования
Полиэтилен используется для производства:
  • Труб.
  • Пленок.
  • Емкостей.
  • Посуды.
  • Игрушек.

Трубы из полиэтилена могут использоваться при строительстве водогонов, а также систем водяного отопления. В частности они получили широкое распространение при монтаже теплого пола. Такие трубы закладываются в бетонную стяжку единым контуром без соединения, за счет этого полностью исключается вероятность протечки вне зоны возможного ремонта.

Polietilenovye truby

Наиболее часто из полиэтилена изготавливаются пленки. Это как тонкие мембраны для гидроизоляции, так и упаковка. Обычные полиэтиленовые пленки имеют достаточно ограниченный ресурс использования при контакте с ультрафиолетом, примерно 3-4 года. Постепенно они становятся ломкими, теряют прозрачность. В этом плане чистый полиэтилен превосходит полиолефиновая композиция, в состав которой добавляется полипропилен. За счет этого комбинированный материал имеет ресурс 7 лет и больше. Достаточно распространенная пупырчатая пленка для упаковки также изготавливается из полиэтилена. Из него делают и армированные сеткой мембраны, строй-пленку, скотч.

Из полиэтилена изготавливаются различные пластиковые емкости. Это бочки для хранения жидкостей, в том числе и пищевые. Также это баки для летнего душа, накопительные емкости для канализации.

Вся одноразовая посуда изготавливается из полиэтилена. Это как тарелки, так и ложки, вилки, стаканчики. Из полиэтилена делают пластиковые контейнеры, судочки, мисочки, оболочку термосов, половники, цветочные горшки. Из полиэтилена отливают сувенирную продукцию, детские и елочные игрушки. Он отличается неплохой износоустойчивостью. Игрушки из полиэтилена менее склонны к трещинам при давлении, чем изделия из других пластиков.

Виды полиэтилена

Полимерные материалы плотно вошли в современную жизнь. Их применяют во множестве форм и вариантов. Защитники окружающей среды устраивают митинги против полиэтиленовых изделий, обвиняя их во всех бедах современной экологии. Но что ни говори они незаменимы в современной жизни. Рассмотрим подробнее различные виды полиэтилена.

полиэтилен

Полиэтилен высокой плотности ПВП (ПНД)

ПВП – это полимер, производимый методом полимеризации этилена с применением низкого давления. В подобных условиях полиэтилен получается твердым и полупрозрачным, по формуле обозначается как (С2Н4)n. По внешнему виду ПНД представляет из себя гранулы диаметром 2-5мм, которые начинают плавиться при температуре 130 градусов тепла и ломаться при 70 градусах холода. Множество межмолекулярных связей наделяет ПВП такими свойствами как:

  • твердость;
  • прочность;
  • непроницаемость для жидкости и паров;
  • устойчивость к кислотам и щелочам;
  • хорошая изоляция электричества;
  • удобство переработки с помощью тепла или клея.

ПВП применяют и в быту, и в строительстве из-за относительной дешевизны и удобства переработки.

Полиэтилен высокой плотности во многих случаях содержит посторонние примеси вредные для человека, и он в основном применяется в промышленности, где важна не безвредность, а прочность.

Полиэтилен низкой плотности (ПНП)

ПНП производится путем полимеризации этилена с сопутствующим высоким давлением и температурой.Его также называют ПВД (полиэтилен высокого давления). ПНП представляет собой почти невесомый и эластичный материал повседневного пользования. Обладает водоотталкивающими и пластичными свойствами. Для него характерны следующие специфические характеристики:

  • мягкость и гибкость;
  • на его основе можно делать разные поверхности ровными и блестящими;
  • способность хорошо сохранять свою целостность при неблагоприятных условиях;
  • непроницаемость для воды и воздуха.

Примечание: полиэтилен низкой плотности абсолютно нетоксичен и совершенно безопасен для человека и окружающей среды.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП)

ЛПНП — растягивающийся материал низкой плотности. Он обладает хорошей прочностью и эластичностью и легко подвергается обработке. С применением полиэтилена низкой плотности легко достигнуть идеальных параметров изготавливаемых материалов. Обладает следующими характеристиками:

  • его трудно повредить при эксплуатации;
  • устойчивость к высоким температурам позволяет применять при фасовке горячего;
  • подходит для хранения продуктов;
  • воспламеняется трудно;
  • не впитывает воду.

Из ЛПНП чаще всего производят тонкую пленку для упаковок.

Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности

Металлоценовый полиэтилен служит стандартом высокого качества среди прочих равных. Отличается высокой прочностью при небольшой толщине изделия. По сравнению с другими материалами данное изделие:

  • имеет низкой градус плавления, что облегчает сварку;
  • имеет хорошую устойчивость к ударам и проколам;
  • даже при относительно большей плотности имеет более прозрачный вид;
  • обладает глянцевым видом.

Полиэтилен средней плотности (ПЭСП)

ПЭСП представляет собой нечто среднее между полиэтиленами низкой и высокой плотности и по сравнению с ними выпускается он в меньших объемах. Он обладает:

  • белым цветом;
  • не портится от морозов и химического воздействия;
  • хорошо изолирует.

Полиэтилен средней плотности применяют в изготовлении:

  • пленки;
  • мешков и пакетов;
  • сосудов для жидкостей химического производства;
  • труб;
  • легкой пластиковой мебели (типа стульев в летнем кафе);
  • изолирующих кабелей;
  • посуды медицинского пользования.

Высокомолекулярный полиэтилен

Высокомолекулярный полиэтилен имеет очень длинные цепи молекул, благодаря чему может выдерживать большие нагрузки. По внешнему виду похож на другие разновидности полиэтилена, его можно окрашивать. Сферы применения высокомолекулярного полиэтилена:

  1. Легкость и прочность данного вида полимера позволяет создавать бронежилеты. Для этого волокна полимера накладывают друг на друга особым образом, получая при этом материал, особо устойчивый к любым повреждениям. Подобные материалы применяют не только для защиты тела, но и спецтехники.
  2. С его помощью изготавливают имплантаты для тазобедренного сустава и позвоночника, нити для швов.
  3. Служит основой для производства пластиковых окон и ПВХ профилей.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)

СВМПЭ является самым износостойким по отношению к другим полиэтиленам. Имеет следующие характеристики:

  • абсолютная прочность и устойчивость к физическим воздействиям;
  • воздушная, водная и паровая непроницаемость;
  • высокая устойчивость к агрессивным веществам;
  • отличная переносимость холодных температур;
  • плавится при температуре 150 градусов.

Незаменимые свойства СВМПЭ позволяют из него получать:

  • материалы для защиты людей и техники;
  • необходимые детали высокой степени истирания;
  • оборудования для производства некоторых продуктов питания;
  • тары для едких жидкостей;
  • держатели и кабели для электрозащиты;
  • тросы и канаты особой прочности;
  • снаряжение и оборудование в некоторых видах спорта;
  • искусственные суставы и имплантанты.

Вспенивающийся полиэтилен

Вспененный полиэтилен представляет собой сплав эластичных материалов, обладающих низким порогом плавления с легкими вспененными веществами. Пенополиэтилен (ППЭ) обладает:

  • отличными водоотталкивающими свойствами;
  • хорошими изолирующими свойствами;
  • устойчивостью к вредным воздействиям окружающей среды;
  • удобством работы с материалом.

ППЭ имеет множество областей применения. В частности, он является превосходным теплоизолятором и им часто утепляют помещения. Может служить упаковочным материалом, амортизирующим нежелательное давление или удар.

Хлорированный полиэтилен

Замещая атомы водорода атомами хлора в изначальном веществе, получают хлорированный полиэтилен. Свойства хлорированного полиэтилена очень сильно разняться в зависимости от степени хлорированности:

  • полиэтилен, хлорированный на 15 процентов, часто служит примесью при формировании других полимерных материалов. Это повышает прочность и повышает рабочие свойства.
  • Хлорированный на 35 процентов полиэтилен является превосходным упаковочным материалом.
  • В пределах 35-40 процентах хлорированности приобретает свойства первоклассного каучука, обладающий амортизирующими и уплотняющими свойствами.
  • Замещение более 50 процентов делает его огнеустойчивым.

Полимерные материалы стали необходимым атрибутом цивилизации. Современные ученые открыли бактерии, ведущие к разложению полиэтилена. Осталось лишь изучить механизмы, приводящие к подобным результатам, и тогда люди смогут помочь земле избавиться от лишнего полимерного мусора.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector