Меню

Линейный полиэтилен низкого давления высокой плотности

Линейный полиэтилен

Полиэтилен линейный в сравнении с ПВД и ПНД

Все эти виды ПЭ состоят из атомов углерода и вдвое большего количества атомов водорода. Собственно, такой же состав имеет и газ этилен, являющийся общим для всех трех видов полиэтилена структурным элементом полимеризации (С2Н4).

Давно известно, что для того, чтобы различать схожие объекты, их следует поставить рядом. Это позволяет выявить схожие черты и расхождения.

С точки зрения химической формулы, соответствующей тому или иному виду полиэтилена, — это просто цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединены два атома водорода (H-C-H или С=H2) или, что кажется тем же самым, молекул этилена: CH2=CH2.

С точки зрения структуры, в простейшем случае многозвенную молекулу полиэтилена можно представлять себе цепочкой из мономеров этилена. При такой трактовке, полиэтилен существует в основном в двух, отличающихся друг от друга структурой, модификациях. Причем, различие модификаций этих двух групп полиэтилена есть следствие различия именно структур, а не химического состава!

Обе модификации получают из этилена с формулой СН2=СН2 путем объединения мономеров этилена в макромолекулу, содержащую от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч таких мономеров — полимера. В одной из модификаций мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации от 1000 и выше; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом, образуя таким образом, ответвления.

Специальный тип полиэтилена — линейный, — образованный длинными цепочками связанных мономеров этилена без ответвлений — производят в присутствие специальных катализаторов. Полимеризацию в этом случае ведут при умеренных температурах (до 150 С) и давлениях (до 20 атм.).

Полиэтилен — термопластичный полимер, непрозрачный в толстом слое, кристаллизующийся в диапазоне температур от минус 60 до минус 369 градусов по Цельсию. Полиэтилен не смачивается водой и не растворяется в органо-растворителях при комнатной температуре (23 градуса). При значениях температуры выше 80 градусов любое изделие из полиэтилена сначала разбухает, а позже растворяется в ароматических углеводородах и их галогеновых производных. Кроме этого полиэтилен устойчив по отношению к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, за вычетом того, что при температуре выше 60 градусов разрушается серной и азотной кислотами. При краткой обработке полиэтилена окислителями типа хромовой смеси происходит полное окисление поверхности изделия из ПЭ, поверхность при этом поддается смачиванию водой, полярными жидкостями и клеями. Это обстоятельство позволяет склеивать изделия из полиэтилена.

Этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП); полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП); а также еще на линейный полиэтилен. Различия в их свойствах проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности. Источником этих различий в первую очередь структура полимера и степень полимеризации.

Источник

Полиэтилен

ПОЛИЭТИЛЕН — термопластичный полимер, являющийся продуктом полимеризации этилена и представляющий собой полупрозрачный, химически инертный, малопластичный материал с высокими электроизоляционными свойствами
[-CH2CH2-]n.
Полиэтилен — полимер, получаемый полимеризацией этилена:
nCH2=CH2 (-CH2-CH2)n
Радикальную полимеризацию этилена проводят при высоком давлении (120-150МПа) и при 300-350 С. В качестве инициатора радикальной реакции используют кислород. Таким способом получают полиэтилен высокого давления (ПЭНП) или в отечественной номенклатуре (ПЭВД) со степенью полимеризации примерно 50000. Полученный полимер имеет разветвленную структуру и низкую плотность. Плотность 910-935 кг/м3. Выпускают стабилизированным и в виде гранул.
Если полимеризация провидится путем пропускания этилена через инертный растворитель, содержащий суспензию катализатора — TiCl4 и Al(C2H5)3, то процесс протекает при температуре 60 С и под давлением порядка 500кПа. В этих условиях получают полиэтилен строго линейной структуры со степенью полимеризации до 300 000. Полученный полимер полиэтилен низкого давления (ПЭВП) или отечественная номенклатура (ПЭНД) обладает большой плотностью, большой прозрачностью и растяжимостью.
Полиэтилен — прозрачный материал, обладает высокой химической. Он термопластичен (температура размягчения 100-130 С), плохо проводит тепло.
В настоящее время, кроме уже ставших традиционными ПЭНП и ПЭВП, производятся сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), высокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (ВМПЭВП), сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА), с пропиленом (СЭП) и ряд других марок.
Применение полиэтилена весьма широко — от труб диаметром до 1500мм до микронных капилляров, пленок толщиной от 3-5мкм до 200-500мкм и шириной полотна до 40м.На основе полиэтилена получают волокна с модулем упругости до 250 ГПа.

Читайте также:  Высокое давление как снизить после пьянки

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА

Свойства

ПЭНП

ПЭВП

СВМПЭ

ПЭВП

ПЭНД

ПЭСД

Плотность, кг/м3

Температура плавления, С

Температура размягчения, С

Молекулярная масса промышленных марок, 10 -4

Модуль упругости при изгибе, МПа

Разрушающее напряжение, МПа при:

растяжении

изгибе

Относительное удлинение, %

Ударная вязкость, кДж/м2

Образец не ломается

Твердость по Бринеллю, МПа

Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)

Коэффициент температуропроводности, Вт/(м*К)

Коэффициент линейного расширения, 10 4 град -1

Показатель текучести расплава, г/10 мин

При обозначении базовых марок ПЭВД (ПЭНП) первая цифра указывает на способ производства (1-высокое давление при полимеризации). Две последующие цифры обозначают метод производства базовой марки. При использовании автоклавного метода порядковые номера от 1 до 49, при методе с использованием трубчатого реактора — от 50 до 99. Четвертая цифра указывает на способ усреднения полимера: холодным смешиванием — 0, в расплаве — 1. Пятая цифра обозначает группу плотности ПЭВД:
1 -900-909 кг/м3 4 -922-926 кг/м3
2 -910-916 кг/м3 5 -927-930 кг/м3
3 -917-921 кг/м3 6 -931-939 кг/м3
Цифры, расположенные после тире, указывают на значение показателя текучести расплава (ПТР), увеличенное в 10 раз. Например, обозначение 10703-020 показывает, что это базовая марка ПЭВД (1), полученная автоклавным синтезом (07), усредненная холодным смешением гранул (0) и с плотностью третьей группы (3). ПТР этой марки составляет 2г/10 мин.

Композиции на основе базовых марок обозначается иначе. Первые три цифры показывают базовую марку (без ее расшифровки), а цифры после тире — номер рецептуры добавки. Например, 153-171 — композиция, приготовленная на основе базовой марки 153, т.е. ПЭВД (1), синтез в трубчатом реакторе (53), номер рецептуры добавки 171 (самозатухающая, стойкая к термофотоокислительному старению).

ПЭНД (ПЭВП) получают с использованием катализаторов ЦИГЛЕРА-НАТТА при сравнительно низком давлении (0,3-4,0 МПа), суспензионным, а также газофазным методом при среднем давлении. Последнее является основанием для обозначения этого продукта «ПЭСД», что носит определенную путаницу в отечественную номенклатуру. Температура плавления 125-132 С, молекулярная масса = 70-350 тыс. плотность 945-975 кг/м3. Выпускается стабилизированным в виде гранул или зернистого порошка.

Структурная особенность ПЭНД состоит в линейности его молекулярной организации. Поэтому содержание кристаллической фазы в ПЭНД достигает 80%, она имеет развитую морфологию (пачки, фибриллы, ламели, сферолиты). ПЭНД относится к кристаллизующим полимерам. Благодаря большей, чем в аморфной фазе, плотности упаковки макромолекул в кристаллитах повышается и физическая плотность ПЭНД, достигающая 970 кг/м3. Соответственно изменяются и характеристики. Возрастают деформационно — прочностные свойства, по значению которых ПЭНД приближается к конструкционным пластмассам, увеличиваются температура размягчения и температура кристаллизации (плавление), растет модуль упругости и твердости. Введение в ПЭНД армирующих волокнистых наполнителей позволяет использовать этот материал для изготовления емкостей и оболочек, а также изделий ответственного назначения. Свойственная полиэтиленам высокая химическая стойкость позволяет использовать некоторые марки ПЭНД в эндопротезировании, в производстве изделий биотехнологической и пищевой промышленности.
Маркировка базовых разновидностей суспензионного полиэтилена совпадает с рассмотренной ранее.. Первая цифра (2) указывает на синтез при низком давлении, а значит с использованием металлоорганических катализаторов. Две последующие цифры обозначают номер базовой марки (1-10), четвертая и пятая цифры -способ усреднения и группу плотности, а цифры после тире — десятикратно увеличенное значение ПТР. Например, марка 203-23 представленна на основе суспензионного ПЭНД (2) и базовой марки 03 с добавкой 23, придающей антикоррозионные свойства и стойкость к свето- и термоокислительной деструкции.
Газофазный ПЭНД обозначается базовыми марками 71-77, а композиции на его основе цифрами номеров после тире. Например, марка 273-81 означает композицию на основе газофазного ПЭНД (273) с термостабилизатором (81) черного цвета, обеспечивающим повышенную стойкость к старению при эксплуатации.
СЭП — сополимер этилена с пропиленом обладает повышенной устойчивостью к растрескиванию и эластичностью при большой механической прочности по сравнению с ПЭВД. СЭП применяется в кабельной промышленности для производства изделий литьем под давлением, экструзией и экструзионно — раздувным формованием (бутыли, флаконы, канистры, трубы).
СЭВ (СЭВИЛЕН) — сополимер этилена с винилацетатом, различающиеся содержанием винилацетата, который варьируется в диапазоне 10-60%. СЭВИЛЕН — характеризуется прозрачностью, нетоксичностью, устойчивостью к старению и стабильностью при переработке.

Читайте также:  Потери давления на расчетном участке трубопроводов

Механическая стойкость полиэтиленов к кислотам и растворителям:

Полиэтилены

Н2SO4

Источник

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП)

В настоящее время полимеры крайне широко используются во всех сферах деятельности и, естественно, очень часто вытесняют такие традиционные материалы, как дерево, металл и стекло. Причинами этому является их низкая стоимость, простота переработки в изделия и ценные свойства этого материала. Об одной из разновидностей полимера, а именно о линейном полиэтилене низкой плотности, и пойдет речь далее.

Линейный полиэтилен низкой плотности (он же — линейный полиэтилен высокого давления) – это мягкий эластичный материал, обладающий плотностью 0.915 — 0.925 грамм на сантиметр кубический. ЛПВД является достаточно гибким, прочным, немного упругим материалом, который легко поддается выдавливанию и формованию. ЛПНП позволяет достигнуть меньшего коробления и большей стабильности размеров.

Сфера применения линейного полиэтилена

ЛПНП довольно устойчив к ударам, разрывам, проколам, обладает высокой пластичностью. Этими характеристиками он схож с ПНД. Из линейного полиэтилена производят весьма тонкую пленку, что дает возможность сэкономить материал и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. ЛПНП прекрасно подойдет для самых разных применений, но благодаря отличной прозрачности, прочности и гибкости чаще всего ЛПВД используется в производстве упаковочных пленок.

На мировом рынке полимеров именно ЛПНП является самым динамично употребляемым полимером – в сравнении с ПЭВП и ПЭНП – потому как он позволяет произвести тонкие пленки с высокими прочностными характеристиками. Материал этот предназначается, в частности, для производства медицинских пакетов. И все же самое широкое применение линейный полиэтилен нашел в производстве так называемых стретч-пленок для пакетирования. Упаковка из ЛПВД обладает следующими преимуществами: отсутствие нужды в термокамере для усадки пленок, снижение расхода пленки (в результате ее малой толщины), а также прекрасные эксплуатационные свойства.

В России почти весь объем потребляемого ЛПНП применяется в производстве пленок (например, стретч-пленка, получаемая на каст-линиях и при помощи раздува, а также пленка для ламинации и многослойная термоусадочная пленка). При этом, что интересно, для изготовления мусорных пакетов ЛПВД в нашей стране почти не используют. В ближайшее время ожидается, что линейный полиэтилен будет все больше вытеснять уже привычный нам ПЭВД при изготовлении однослойных, а также многослойных пленок.

Свойства ЛПНП

ЛПНП обладает высокими физико-химическими характеристиками. Свойства ЛПНП можно назвать промежуточные между свойствами ПВП и ПНП. Но в сравнении с ПВД, ЛПВД обладает более однородным распределением групп полимера по молекулярной массе. Данный материал обладает следующими свойствами:

Читайте также:  Причины и лечение высокого сердечного давления у женщин

Значительная прочность при растяжении, высокая устойчивость к растрескиванию и удлинение при разрыве.

  • Высокие эксплуатационные характеристики
  • Довольно высокая температура плавления. Это позволяет использовать ЛПВД при расфасовке горячих продуктов.
  • Огромным плюсом линейного полиэтилена считается его химическая устойчивость в большом температурном диапазоне. ЛПНП выдерживает температуру в пределах -45-100°С.
  • Прекрасная эластичность расплава. Данное свойство дает возможность получить довольно тонкую пленку (от 6 до 25 мкм).
  • Линейный полиэтилен инертен в химическом плане при комнатной температуре, а при достаточном нагревании он способен к реакции нитрирования, окисления, сульфирования.
  • ЛПНП отлично подойдет для хранения пищевых продуктов, ведь он на их вкусовые качества не влияет.
  • ЛПВД не подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей, коррозии, не портится в экстремальных погодных условиях. Его используют при пиковой температуре в 60 °С.
  • В силу высокой кристалличности линейный полиэтилен низкой плотности менее прозрачен, чем прочие виды полиэтилена. Для получения более прозрачного ЛПНП в него вводятся специальные оптические добавки.
  • Внешне ЛПВД представляет собой твердый материал с едва заметным перламутровым оттенком.
  • Линейный полиэтилен в тонких пленках практически прозрачен, эластичен, термопластичен и гибок, легко режется ножом. ЛПНП в толстых листах тяжело поддается резке ножом.
  • ЛПВД очень медленно загорается, горит без копоти, слабым синим пламенем, источая запах горячего парафина.
  • При плавлении линейный полиэтилен преобразуется в мягкую желеобразную массу, почти не обладающую текучестью.
  • ЛПНП практически нерастворим в органических жидкостях ниже температуры 60°С. При более высокой температуре линейный полиэтилен быстро растворяется в галоидопроизводных, углеводородах и некоторых остальных продуктах.
  • ЛПВД воду абсорбирует в крайне малой степени. Абсорбция и ее скорость несколько увеличивается при высоких температурах.
  • Проницаемость водяного пара через пленку линейного полиэтилена весьма низкая. ЛПНП – один из наилучших водонепроницаемых пленкообразующих материалов.

Классификация линейного полиэтилена низкой плотности

Существует несколько классификаций линейного полиэтилена:

  1. ЛПНП являются сополимерами этилена с высшими альфа-олефинами — гексеном, бутеном, октеном. Тут будет уместно уточнить, что сополимеры — это один из видов полимеров, цепочка молекул которого состоят из 2-ух и более различных структурных звеньев. Так вот, в соответствии с вышесказанным выделяют три группы линейного полиэтилена — гексеновый, бутеновый и октеновый. Они различаются по степени прочности. Октеновый ЛПНП является наиболее прочным, гексеновый – менее прочный и бутеновый ЛПВД – наименее прочный материал из этих трех. В плане стоимости они тоже различны. Самый дорогой – это, соответственно, самый прочный — октеновый ЛПНП, гексеновый стоит несколько меньше и бутеновый полиэтилен – наименее дорогой.
  2. Классификация в соответствии с методом переработки. Выделяют три вида ЛПНП: литьевой, стретч-пленки и бак из линейного полиэтилена.

ЛПНП литьевой. Для литьевого линейного полиэтилена характерно при разрыве высокое значение удлинения и прекрасная прочность при растяжении. Высокая температура плавления в 118°C сделала возможным его применение для фасовки горячей еды. Литьевой ЛПВД отличается хорошей эластичностью расплава.

ЛПНП пленочный. Почти во всех сферах производства пленки используют линейный полиэтилен — в чистом виде, а также в смесях с полиэтиленом высокой плотности. Применение ЛПНП дает возможность уменьшить толщину пленки приблизительно на 20-40% в сравнении с традиционным полиэтиленом, что, естественно, приводит к экономии сырья.

ЛПНП ротационный. Ротационное формование является довольно новым методом переработки полимера, стремительно развивающимся в течение последнего десятилетия.

Таким методом получают широкий спектр изделий (баков, дорожных блоков, емкостей для жидкости и продуктов, пластиковых поддонов, габаритных конструкция и так далее).

В настоящее время ЛПНП применяется во многих сферах человеческой деятельности и благодаря своим прекрасным характеристикам обещает вытеснить привычный ПЭВД уже в ближайшие 10-20 лет.

Источник

Adblock
detector