Меню

Высокомолекулярного полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления. Характеристики, производство, плюсы и минусы.

В настоящее время известно огромное количество самых разнообразных материалов. Все они имеют свои свойства и особенности применения. Тема данной статьи – материал ПНД (полиэтилен низкого давления). Используется он в основном при строительстве полигонов, на которых происходит переработка отходов, загрязняющих почву, а также для производства различных технических и бытовых предметов.

Особенности материала

Главная особенность ПНД – это высокая химическая стойкость при воздействии на него агрессивных сред (кислая, щелочная и другие). Кроме того, данный материал легко перерабатывается, что является плюсом с позиции экономии средств. Также он имеет повышенную плотность.

Если сравнить ПНД с ПВД (полиэтилен высокого давления), то можно увидеть ряд отличий. Отметим самые важные. В отличие от ПВД, ПНД имеет повышенную твердость и прочность, что сказывается на его прозрачности, а также лучшую стойкость перед различными веществами. Состав материала

ПЭ низкого давления – это синтетический материал, состоящий из атомов водорода и углерода. Это продукт полимеризации углеводорода этилена, который получают при низком давлении и разных температурах.

Технические характеристики ПНД

Полиэтилен низкого давления имеет хорошую пластичность и прочность, чем заслужил широкое применение, ведь он является долговечным материалом. Эти характеристики позволяют использовать его во многих отраслях промышленного производства и не только.

Свойства ПНД

Основные физико-химические свойства ПНД представлены в таблице:

Температура длительного использования

Технологии производства ПНД

Попытки производства полиэтилена известны ещё в XIX веке. Прогресс не стоит на месте, и технологии совершенствуются с каждым днём. Производство полиэтилена разного вида имеет свои особенности и отличия.

Изготовление ПНД возможно только при температуре 100 – 150°C. Основным сырьём является чистый этилен, а в качестве катализатора выступают триэтилат алюминия и тетрахлорид (важное условие, без которого реакция невозможна).

Давление в автоклаве должно быть 0,15 – 2 кг/см². Получают полимер с высокой молекулярной массой. В процессе реакции в осадок выпадает твёрдое вещество. Это и есть полиэтилен низкого давления. Затем его переплавляют в гранулы, засыпают в мешки и отправляют заказчикам.

Требования ГОСТ

ГОСТ 16338-85 Полиэтилен низкого давления.

  1. Изготовление должно соответствовать требованиям настоящего стандарта по технологическому регламенту.
  2. В зависимости от марки, выпускать в виде порошка или гранул.
  3. Гранулы одной партии должны иметь одинаковую форму и размер.
  4. Не допускается использовать разный цвет гранул в одной партии.

Формы выпуска

Формы выпуска ПНД имеют несколько видов:

  • Выдувной – используется для производства бутылок или иной тары любых размеров.
  • Литьевой – используется в основном для отлития под давлением различных деталей или иного изделия.
  • Пленочный – имеет широкое применение. За счёт того, что имеет отличную текучесть расплава, используется для производства различной плёнки. Предмет, с которым мы постоянно сталкиваемся – полиэтиленовый пакет, также изготавливается из этого материала.
  • Трубный – наиболее твёрдый, прочный. Имеет в своём составе специальные добавки, которые повышают термоустойчивость. Применяется в основном для производства труб.
Читайте также:  При повышенном давлении нельзя пить алкоголь

Преимущества и недостатки ПНД

К преимуществам ПНД можно отнести следующие параметры:

  • высокая прочность и твёрдость;
  • высокая износостойкость;
  • нетоксичный материал;
  • безопасность использования;
  • на материал не воздействуют агрессивные среды (кислая, щелочная);
  • стойкость к радиации;
  • материалу не страшны микроорганизмы, которые могут воздействовать на него.

Как обычно это бывает, среди множества преимуществ, всегда можно выделить и недостатки.

  • возможность плавления при высоких температурах;
  • при воздействии солнечных лучей или ультрафиолетового излучения возможна деформация материала или полная потеря пригодности.

Области применения ПНД

Сфера применения ПНД просто огромна. Этот материал используется как на крупных промышленных предприятиях, так и на мелком производстве. Его физико-химические свойства позволяют ему иметь достаточно широкую область применения. Ведь в изделиях из полиэтилена удобно хранить различные жидкости, он активно используется в упаковке различного рода товаров. ПНД имеет такое широкое применение не только благодаря своим универсальным характеристикам, но и доступностью. Он не требует больших затрат на производство, товары отличаются низкой стоимостью.

Изделия из ПНД

Благодаря широкой области применения ПНД, появляется возможность создавать большое количество изделий для разных целей.

Товары для дома и быта:

  • детские игрушки;
  • посуда;
  • изделия для ванной комнаты (мыльницы, ёмкости для бытовой химии и т.д.);
  • различные аксессуары для дома.

Большое количество упаковочного материала изготавливают из ПНД (плёнка, пакеты и т.д.).

Важно отметить, что большинство коммуникационных систем (водопровод, канализация и т.д.) используют трубы, которые производят из полиэтилена низкого давления. И это неудивительно, ведь данный материал удовлетворяет все требования, применяемые к ним. Труба под раковиной – тоже изготавливается из ПНД, что лишний раз подтверждает, насколько широко его применение. Прочность и долговечность материала позволяет сохранять наши коммуникационные системы в пригодном состоянии на протяжении длительного времени.

Из ПНД изготавливают и баки для хранения воды, которые можно встретить на даче практически у каждого человека. Этот материал также используют для производства дорожных блоков.

Марки полиэтилена

На сегодняшний день известно множество марок полиэтилена. Это:

  • ПНД (полиэтилен низкого давления).
  • ПВД (полиэтилен высокого давления).
  • ПЭСД (полиэтилен среднего давления).
  • ПЭСП (линейный полиэтилен средней плотности).
  • ЛПЭНП (линейный полиэтилен низкой плотности).
  • VLDPE (полиэтилен очень низкой плотности).
  • ВМПЭ (высокомолекулярный полиэтилен).
  • PEX (сшитый полиэтилен).
  • MPE (металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности).

Источник

Характеристики ПНД и СВМПЭ

Как определяется марка полиэтилена?

В настоящее время на рынке имеется несколько основных марок полиэтилена. Молекулярная масса и длина молекулярной цепочки используемого сырья определяют конкретное название марки.

Здесь перечислены основные марки полиэтилена в порядке увеличения молекулярной массы:

  • LDPE (PE-LD или ПЭВД) – полиэтилен высокого давления
  • PE80, PE 100, PE 300 (HDPE или PE-HD) – полиэтилен низкого давления
  • PE 500 (РЕ-HMW) – высокомолекулярный полиэтилен
  • PE 1000 (РЕ-UHMW, Ultra High Molecular Weight) – сверхвысокомолекулярный полиэтилен
Читайте также:  Давление в трубах водоснабжения многоэтажного дома

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен обладает самой высокой стойкостью в линейке полиэтилена. По стойкости он превосходит даже большинство марок углеродистых и нержавеющих сталей. Из-за высокой стойкости нет смысла использовать его для изготовления разделочных досок, так как при разделке на них ножи очень быстро затупляются.

Стойкость полиэтилена к истиранию

Полиэтилен часто используется в качестве конструкционного материала, поэтому очень важна его стойкость к истиранию. Простой пример – разделочная доска. Подобные изделия требуют высокой устойчивости материала. Благодаря своим свойствам полиэтилен долговечен, однако побочным эффектом этой стойкости становится отрицательное влияние на заточку ножей.

Ниже приведена таблица испытаний нескольких разных материалов, включая ПНД и СВМПЭ. Во время испытаний все они были помещены в песчано-водную взвесь и вращались в ней в течение одинакового времени. Чем выше индекс истирания относительно стали, тем ниже стойкость материала.

Результаты испытаний

Материал Индекс истирания относительно стали
Углеродистая сталь 100
Поликарбонат 96
Нержавеющая сталь 304 84
HDPE 80
ТФЭ 72
Полиуретановые (D-70) 27
Нейлон 6-6 24
UHMW, PE 1000 10

Химические свойства полиэтилена

Чем определяется химическая стойкость полиэтилена? Ответ прост — в первую очередь, молекулярной массой, а также структурой полимерной цепи. СВМПЭ был создан для широкого применения в различных сферах, в том числе, для использования в контакте с химическими реагентами, ко многим из которых он инертен.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен обладает высокой стойкостью как к щелочам любой концентрации и солям – кислым и основным, так и к нейтральным водным растворам.

Органические кислоты тоже не действуют на СВМПЭ, включая муравьиную, уксусную, плавиковую и концентрированную соляную кислоту. При комнатной температуре 80% концентрированная серная кислота также не оказывает влияния на СВМПЭ. В случае, если её концентрация превышает порог в 80%, наблюдается интенсивное пожелтение изделий.

Действия окислителей изменяют свойства СВМПЭ и ПЭНД, и даже способны их разрушить, в том числе, низко концентрированная азотная кислота. Чем выше температура эксплуатации изделий, тем более разрушительным становится окисление. В списке разрушительных для СВМПЭ материалов также фигурируют жидкий и газообразный хлор и фтор.

СВМПЭ поглощает бром и йод, которые диффундируют сквозь полимер. А вот разбавленные растворы хлора и отбеливатели практически не оказывают влияния на сверхвысокомолекулярный полиэтилен.

СВМПЭ обладает низкой паро- и газопроницаемостью. Это зависит от размера молекул газа и их сродства к полимеру, а также от толщины, температуры и градиента концентрации.

Проницаемость СВМПЭ наибольшая для углеводородов, а для сильнополярных веществ – наименьшая. Своей низкой проницаемостью для воды и водяных паров СВМПЭ выгодно отличается от других полимеров.

Изделия из СВМПЭ хорошо подходят для использования во влажном воздухе и контакте с водой. Это связано с тем, что константа его проницаемости для воды почти не отличается от константы проницаемости для водяных паров. Относительная влажность до 90% не влияет на свойства его проницаемости.

Читайте также:  Регулятор давления топлива honda accord

У СВМПЭ низкая склонность к набуханию по сравнению со стандартным ПЭНД, который не растворяется в органических растворителях при комнатной температуре, но склонен к набуханию при контакте с некоторыми из них.

Источник

Высокомолекулярный полиэтилен: прочнее стали, легче воды

Сегодня высокомолекулярный полиэтилен получает всё большее распространение, потому стоит рассмотреть его свойства и особенности. От количества и структуры мономеров, находящихся в полимерной макромолекуле полиэтилена, зависит прочность, долговечность и прочие эксплуатационные характеристики материала. Эволюция полиэтилена шла путем наращивания молекулярной массы и уровня кристалличности:

  • Первым был изобретен полиэтилен низкого давления, который имел относительно низкую молекулярную массу и степень кристалличности около 50% – 60%.
  • Далее технология была усовершенствована, появились катализаторы Циглера-Натты, которые позволили увеличить массу, повысить плотность и добиться кристалличности до 80%.
  • Вершиной эволюции на данный момент можно считать полимер марок ПЭ-1000 либо PE-UHMW, который имеет максимальную массу молекул и впечатляющие 93 – 95% кристалличности. За счет такой высокой степени кристаллизации материал приобретает целый ряд уникальных свойств, о которых мы и расскажем в данной статье.

Основные свойства высокомолекулярного полиэтилена

Материал на данный момент считается новинкой и относительно молод по сравнению с распространенными марками ПВД и ПНД, однако уже за несколько лет активного внедрения он завоевал немалую долю рынка благодаря таким свойствам:

  • Самый низкий коэффициент поверхностного трения среди всех известных на сегодняшний день термопластов. Это позволяет применять материал для изготовления деталей с повышенной механической нагрузкой и высокими требованиями к долговечности. Сфера применения высокомолекулярного полиэтилена крайне широка: от изготовления эндопротезов суставов до производства различных деталей промышленного оборудования.
  • Высокая ударная прочность и ударная вязкость. Эти свойства позволили материалу стать альтернативой металлам при изготовлении бронепластин для военной техники. Имея в несколько раз меньшую массу, материал дает аналогичный уровень защиты.
  • «Самосмазывающий» эффект. Полимер идеально подходит для защитного покрытия различных механических деталей, которые подвергаются воздействию трения в процессе эксплуатации. К примеру, покрытые PE-UHMW шестерни могут работать вообще без дополнительной смазки.
  • Практически полное отсутствие эффекта растрескивания в широком температурном диапазоне. Материал пригоден к эксплуатации при крайне низких температурах (до -250 °С), при этом верхний температурный предел составляет 80 °С с допустимыми кратковременными пиками до 130 °С.
  • Отличные изоляционные свойства. Материал применяется как изолятор агрессивных сред, воды, звука, тепла, — для любых волн и веществ проникновение через данный вид полиэтилена крайне затруднено.

Изготавливается данный полимер всего несколькими российскими поставщиками и на отечественном рынке относительно нов. Однако из года в год производственные мощности по его изготовлению наращиваются, так как спрос на него достаточно высок.

Источник

Adblock
detector