Что входит в полиэтилены высокого давления

Полиэтилен высокого давления (ПВД)

Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 180 0 ), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. ПВД является легким, прочным, эластичным материалом, применяемым во многих областях деятельности современного человека. Также может называться как полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), так как имеет сравнительно слабые внутримолекулярные связи и, следовательно, более низкую плотность, чем полимеры других видов. Также для его обозначения применяется сокращение LDPE – английский эквивалент ПЭНП.

Особенности ПВД (ПНП)

Химические и физические характеристики

Полиэтилен высокого давления (ПВД) изготавливается в виде гранул ПВД. Имеет плотность 900-930 кг/м3, температуру плавления 100-115 0С и температуру хрупкости до -120 0С, а также малое водопоглощение (около 0,02 % за месяц) и высокую пластичность. Эти физико-химические характеристики ПВД как вещества объясняют следующие свойства изготовленных из него предметов и материалов:

Мягкость и гибкость изделий из полиэтилена низкой плотности,
Возможность создания из гранул ПВД особенно гладких и блестящих поверхностей,
Устойчивость предметов из ПВД к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия,
Высокую прочность ПВД (ПЭНП) при воздействии низких температур,
Влаго- и воздухонепроницаемость ПЭНП -изделий,
Устойчивость ПЭВД к воздействию света, в частности к солнечному излучению.

ВАЖНО! Использование полиэтилена высокого давления (ПВД) абсолютно безопасно как для человека, так и для состояния окружающей среды, так как он не выделяет никаких токсичных веществ. Именно поэтому ПЭВД может использоваться даже для контакта с продуктами питания и при изготовлении детских товаров.

Отличие ПВД от других полимеров

Полиэтилены (ПВД, ПНД и др.)– это материалы, которые изготавливаются из одного мономера, но могут быть различной плотности в зависимости от особенностей изготовления. Этот показатель сильно влияет на свойства полиэтилена: увеличение плотности ведет к повышению жесткости, твердости, прочности изделий и их химической стойкости. Но при этом падают другие показатели: ударопрочность, возможность растяжения при разрыве, проницаемость для жидкостей и газов. Так, ПВД имеет существенные отличия от других подобных полимеров:

ПВД и ПНД.Полиэтилен высокого давления не зря называется еще и полиэтиленом низкой плотности (ПНП или ПЭНП). По сравнению с ним такие твердые полимеры, как ПНД (полиэтилен низкого давления), быстрее поддаются разрывам под действием удара, чаще ломаются на морозе и растрескиваются при увеличении нагрузки, хотя и обладают большей стойкостью к воздействию радиации, щелочей и кислот. Гранулы ПВД и изделия из них гораздо лучше переносят ультрафиолетовое излучение, а также имеют более красивую глянцевую поверхность.
ПВД и ЛПНП. Другой полимер – ЛПНП (линейный полиэтилен), как и ПНД, имеет жесткую структуру, но по своим техническим характеристикам находится между ПВД и ПНД. Он более стоек к химически агрессивным средам, чем ПЭНП, и имеет большую устойчивость к проколу и растрескиванию, чем ПНД.

Виды полиэтиленов ПЭНП

Дополнительная обработка полиэтилена высокого давления дает качественно новые материалы, различающиеся по химическим и физическим свойствам. В частности, существуют модификации ПЭВД с улучшенной адгезией к краскам и другим материалам (напр., к металлу) и с пониженной горючестью. На данный момент различают полиэтилены:

вспененный ПВД,
сшитый ПВД,
сополимеры полиэтилена низкой плотности (ПНП) с другими мономерами либо с полиэтиленом другого вида.

Область применения ПВД

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) на данный момент занимает лидирующее место по мировым объемам производства среди множества других полимеров. Благодаря удачному набору химических и физических свойств, гранулы ПВД находят применение в изготовлении:

пленок ПЭНП, открытых и в виде рукава ПВД для мешков и пакетов,
пластмасс ПЭНП путем литья под действием давления (полимерные трубы, технические детали и др.),
выдувных изделий (бутылки, канистры и т.п.),
теплоизоляционных материалов из вспененного пэнп,
электроизоляционных материалов (оболочки кабелей и пр.),
термоклея ПВД в виде порошка, приготовленного дроблением гранул ПВД.

ИНТЕРЕСНО! ПВД был первым полимером, который стал использоваться как изоляционный материал в электротехнической промышленности для изоляции подводных кабелей и позже — для радаров.

Полиэтилен высокого давления
(низкой плотности)

Источник

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) – это полиэтилен, получаемый при высоком давлении (радикальной полимеризацией), который характеризуется более низкой температурой плавления и плотностью чем полиэтилен, получаемый ионной полимеризацией (полиэтилен низкого давления (ПЭНД). При радикальном механизме полимеризации образуется продукт, содержащий значительное число разветвленных звеньев в цепи имеющий меньшую плотность (910—930 кг/м 3 ), степень кристалличности (50—65%) и, как правило, меньшую молекулярную массу (80000—500000) по сравнению с ПЭНД (80000—800000).

Таблица 1: Основные физико-механические свойства ПЭВД

Наименование показателя	Значение для ПЭВД
Температура стеклования, °С	-25
Температура плавления, °С	103-115
Температура хрупкости, °С	-45…-120
Температура размягчения по Вика, °С	80-90
Температура длительной эксплуатации, °С	50
Степень кристалличности,%	50-65
Плотность, кг/м 3	910-930
Показатель текучести расплава,г/10 мин	0,2-20
Морозостойкость, °С	-70
Теплостойкость по Мартену, °С	—
Верхний предел рабочих температур, °С	60-70
Нижний предел рабочих температур, °С	-120…-45
Предел текучести при растяжении, МПа	6,8-13,7
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	7-16
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа	12-20
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа	12
Модуль упругости при растяжении, МПа	147-245
Модуль упругости при изгибе, МПа	118-225
Модуль упругости при сжатиии, МПа	—
Относительное удлинение при разрыве, %	150-1000
Твердость по Бринелю, МПа	14-25
Ударная вязкость по Шарпи, кДЖ/м 2 без надреза/с надрезом	Не разр./ не разр.
Коэффициент терния по стали	0,58
Объемное удельное электрическое сопротивление, Ом·м	(0,1-1)×10 15
Поверхностное удельное электрическое сопротивление, Ом	10 14 -10 15
Водопоглощение за 24 часа при 23°С,%	0,01
Удельная теплоемкость, кДж/(кг·К)	2,1-2,8
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К)	0,2-0,36
Температурный коэффициент линейного расширения, град -1	(22-55)×10 -5
Коэффициент температуропроводности, м 2 /с	1,4×10 -7

Таблица 2: Торговые названия ПЭВД в различных странах

Торговое название ПЭВД	Страна
полиэтилен высокого давления; полиэтилен низкой плотности;	РФ
алкатон; петротен; дайлан;	США
алкатен;	Великобритания
луполен; хостален LD; стафлен;	Япония
фертрен;	Италия

Обозначение базовых марок полиэтилена высокого давления ПЭВД:

первая цифра (1) – процесс полимеризации протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах с применением инициаторов радикального типа;
вторая и третья цифры – порядковый номер базовой марки;
четвертая цифра– способ гомогенизации ( – без гомогенизации в расплаве; 1 – гомогенизация в расплаве);
пятая цифра – условная группа плотности (3 – 917–921 кг/м 3 ; 4 – 922–926 кг/м 3 );
последние три цифры(написанные через дефис) указывают десятикратное значение показателя текучести расплава.

Композиции на основе базовых марок полиэтиленов обозначаются иначе: название термопласта, первые три цифры показывают базовую марку (без расшифровки), а цифры после тире – номер рецептуры добавки, далее через запятую – цвет и рецептура окрашивания, сорт и стандарт.

ПЭВД перерабатываются всеми известными способами и применяются для изготовления технических изделий и товаров народного потребления.

Применение ПЭВД

Области применения ПЭВД зависят от:

марок полимеров,
способа стабилизации
введенных добавок.

Области применения, способы и параметры переработки представлены в табл.3

Производителем базовых марок ПЭВД и композиций на его основе в Беларуси является ОАО «Нафтан» завод «Полимир» в г. Новополоцке.

Получают полиэтилен методом радикальной полимеризации этилена в реакторах трубчатого и автоклавного типов при давлении от 160 до 210 МПа в соответствии с ГОСТ 16336–93.

На предприятии Полимир производят:

базовые марки ПЭВД:

и композиции на их основе:

для кабельной промышленности (107-01К, 102-01К, 107-02К, 102-02К, 107-10К, 102-10К, 107-61К);
пленочные (162-132, 175-132, 175-209, 175-353, 177-353, 108 черный 901, 158 черный 901);
трубные (полиэтилен 102-14) .

Таблица 3: Характерные свойства, области применения и способы переработки ПЭВД

Характерные свойства	Ограничения	Рекомендации по применению и способам переработки
Температура эксплуатации без нагрузки до 60 °С, гибкий (в т.ч. при низких температурах), эластичный , высокая ударная прочность , морозостойкость до −(40–120)°С. Небольшой предел текучести при растяжении. Хорошие электроизоляционные свойства. Стойкость к агрессивным средам, незначительное влагопоглощение. Повышенная радиационная стойкость. Допущен для контакта с пищевыми продуктами и для деталей медицинского назначения. Хорошо окрашивается в массе. Гранулы размером (2–4)·8 мм имеют насыпную плотность от 500 до 550 кг/м 3	Не стоек к жирам, маслам, ультрафиолету. Невысокие температуры эксплуатации. Низкие механические показатели, не огнестойкий , за исключением специальных композиций. Снижение химической стойкости при напряженном состоянии. Значительное снижение механических свойств при повышении температуры до 60° С.Большая деформация под нагрузкой. Большой разброс размеров изделий	Трубы, пленки, листы, тара, профили, емкости, электроизоляционные и антифрикционные покрытия для защиты от коррозии, крупногабаритные конструкции, изоляция кабеля. Литье под давлением, экструзия, прессование, сварка и др.
Параметры переработки ПЭВД
Литье под давлением:

160 ≤ Т_л ≤ 260 °С,
60 ≤ p_уд ≤ 120 МПа,
10 ≤ τ_р ≤ 30 с,
20 ≤ Т_ф ≤ 60 °С;

экструзия в напорные трубы:

экструзия в безнапорные трубы и профильные изделия:

прессование:

130 ≤ Т_п ≤ 170 °С,
3 ≤ p_уд ≤ 7 МПа.

Условия предварительной сушки до влажности ≤0,04%: при атмосферном давлении и температуре (75 ± 5) °С в течение 0,5–1 часа с толщиной слоя 1–3 см

Области применения и основные характеристики базовых марок ПЭВД и композиций на их основе, производимых на ОАО «Нафтан» завод «Полимир», приведены в таблице 4 и таблице 5, соответственно.

Таблица 4: Назначение базовых марок ПЭВД (ОАО «Нафтан» завод «Полимир»)

Марка ПЭВД	Назначение
10204-003	Для изготовления напорных труб, фитингов, формования выдувных изделий большой вместимости, для пленок и пленочных изделий общего назначения
10803-020; 16204-020	Для изготовления профильно-погонажных изделий, литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, пленок общего назначения
15803-020	Для получения малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, термоусадочных, тонких пленок и пленок общего назначения
11503-070	Для ламинирования бумаги и ткани методом экструзии, для покрытия изделий методом напыления, в качестве заливочного компаунда для заполнения деталей электрооборудования, для изготовления литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий
17703-010	Для получения термоусадочных пленок и пленочных изделий общего назначения, литьевых, малогабаритных, а также профильно-погонажных изделий

Таблица 5: Технические характеристики базовых марок Полиэтилена высокого давления (ПЭВД), производимых на ОАО «Нафтан» (завод «Полимир»)

Показатели	Базовые марки ПЭВД
Показатели	10204-003	10803-020	15803-020	16204-020	11503-070	17703-010
Плотность, г/см 3	0,9230	0,9185	0,9190	0,9230	0,9180	0,9190
Показатель текучести расплава,г/10мин	0,3	2,0	2,0	2,0	7,0	1,0
Стойкость к растрескиванию,ч, не менее	500	2	—	—	—	—
Предел текучести при растяжении, Мпа, не менее	11,3	9,3	9,3	10,8	9,3	9,8
Прочность при разрыве,Мпа, не менее	14,7	12,2	11,3	11,3	9,8	12,2
Относительное удлинение при разрыве,%, не менее	600	550	600	600	450	600

Для сравнения в таблицах 6 и 7 представлены технические характеристики ПЭВД и его композиций по данным зарубежных производителей.

Источник