Что такое полиэтилен – Полиэтилен и его свойства, способы применения и разновидности

Содержание

Полиэтилен и его свойства, способы применения и разновидности

15:10:27 - 23.07.2019

________________

Полиэтилен – это материал, получаемый из этилена. Это термопластичный полимер, который в толстом слое становится непрозрачным. Его химическая структура – это цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединяется по две молекулы водорода.

Гранулы полиэтилена

Полиэтилен нашел широкое распространение среди упаковочных материалов, на то есть свои причины. Он устойчив к воздействию солей, водных растворов, щелочей и кислот. При температуре выше 60 градусов Цельсия азотная и серная кислота могут разрушить материал, но в обычных условиях он зарекомендовал себя как прочный, надежный, долговечный.

Современные производители предлагают изделия из полиэтилена двух разновидностей. Первую группу составляют материалы высокого давления или низкой плотности, а вторую – полиэтилен низкого давления или высокой плотности. Последние часто называют линейными полиэтиленами. Поскольку группы материалов различаются по свойствам: температуре плавления, плотности, прочности, твердости, их используют для различных целей. Тонкие пленки отличаются повышенной гибкостью и прозрачностью, а листы из данного материала являются жесткими и матовыми.

Данный полимер отличается устойчивостью к ударным нагрузкам. Помимо этого, он является морозостойким. Упаковки из полиэтилена сохраняют свои качества при температурах от -70 до +60 градусов Цельсия. Некоторые разновидности материала могут выдерживать температуры до -120 градусов.

Как и любого состава, у полиэтилена есть и недостатки. Главным из них считается быстрое старение материала. Чтобы снизить воздействие данного фактора, в состав полимера производители вводят противостарители: специальные амины, фенолы, газовую сажу.

Какие изделия можно получить из полиэтилена? В первую очередь это пленки толщиной от 0,03 до 0,30 мм и шириной до 1400 мм. Помимо тонких пленок, из данного материала получают листы шириной до 1400 мм и толщиной в 1-6 мм. Они находят свое применение в качестве электроизоляционного и футировочного изделия. Меньшая часть полиэтилена идет на изготовление мешков, сумок, облицовки коробок и ящиков, а также на получение другой тары.

Полиэтиленовая пленка

Пленки применяются при упаковке замороженных продуктов, а в сельском хозяйстве полиэтиленовые листы заменяют стекла в парниках и теплицах. Черная пленка способна задерживать тепло, поэтому используется при выращивании бобовых и плодово-ягодных культур, овощей. Также черной полиэтиленовой пленкой выстилают дно водоемов и каналов, силосные ямы. Все чаще данный материал используют для оформления навесов над оборудованием и транспортом, над помещениями для хранения урожая.

Пленка для выращивания растений

Если необходимо использовать материал повышенной прочности, то можно обратиться к армированному полиэтилену. Он состоит из двух пленок, между которыми проходят армирующие нити из природных или синтетических волокон. Иногда роль армирования выполняет редкая стеклянная ткань.

Армированная пленка

Таким образом, полиэтилен можно назвать универсальным упаковочным материалом, незаменимым в быту и на производстве.

**Полимерные цепи полиэтилена**
Показатель	ПЭВД	ПЭСД	ПЭНД
Общее число групп СН₃ на 1000 атомов углерода:	21,6	5	1,5
Число концевых групп СН₃ на 1000 атомов углерода:	4,5	2	1,5
Этильные ответвления	14,4	1	1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода	0,4—0,6	0,4—0,7	1,1-1,5
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH₂), %	17	43	87
винилиденовых двойных связей (), %	71	32	7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), %	12	25	6
Степень кристалличности, %	50-65	75-85	80-90
Плотность, г/см?	0,91-0,93	0,93-0,94	0,94-0,96

Почитать по теме:

Качественный упаковочный материал — залог успешного переезда!
Воздушно пузырчатая пленка
Полиэтиленовая стретч пленка

________________

cpereezd.ru

Полиэтилен: свойства и применение

Полимер представляет собой органическое соединение, относится к классу полиолефинов. Термопластичный полимер этилена своеобразная масса прозрачных тонких листов имеет множество практичных качеств, сделавших его незаменимых в обиходе. Его часто называют целлофаном.

История возникновения

Первая дата упоминания об изобретения полиэтилена относится к 1899 г. Родина возникновения химического соединения – Германия. Однако заслуга практичного применения и распространения материала в его современном виде принадлежит инженерам Гибсону и Фосету. С середины прошлого столетия для производства кабельной продукции, позднее для выработки упаковочного материала широкое использование получил синтетический полимерный материал. Так применение полиэтилена в промышленности позволило создавать новые виды продукции.

Химическая формула полиэтилена (Ch3CHR)n

Разновидности

Известно две основные группы полимеров, которые различают по прочности и плотности основы материала. Это

Полиэтилен высокой плотности (высокого давления)
Полиэтилен низкой плотности (низкого давления)

Промышленность также выпускает полиэтилен средней плотности.

В разных источниках можно встретить другие названия, к примеру, сополимеры и гомополимеры. Но все они являются производными от двух основных групп. В процессе производства разработаны различные технологии выпуска широко востребованного материала. Именно технологические различия и физические свойства полиэтилена обосновывают разнообразность данного вида продукции.

Высокая прочность материала, другие востребованные свойства, которые обосновывают широкое использование тонкой прозрачной пленки, в сочетании с относительно низкой стоимостью производства, позволяют постоянно расширять область применения. Особенное свойство, обуславливающее термопластичность полиэтилена, вывело продукт на верхние позиции популярных упаковочных материалов.

Особенности химического состава дают поистине неограниченные возможности его использования. В своей основе вещество является высокомолекулярным соединением, которое состоит из длинных разветвленных цепей. В зависимости от технологических особенностей производственного процесса при полимеризации вещества изменяются свойства конечного продукта.

Полимеризация при давлении 130 -150 МПа дает полиэтилен низкой плотности, он более пластичный. Полиэтилен высокой плотности, имеет склонность растрескиваться при физическом воздействии. Это обуславливается тем, что изготавливается в процессе каталитической полимеризации, линейная структура практически не содержит боковых ответвлений.

Свойства

В зависимости от плотности молекулярной массы продукта могут меняться его физические свойства полиэтилена.

Полиэтилен низкого давления свойства:

Имеет высокую способность к растяжению.
Стоек к химическим соединениям.
Не пропускает влагу.
Высокая теплостойкость.
Морозоустойчивость при сильном охлаждении.

Полиэтилен низкого давления применение:

Изготавливается пищевая и упаковочная пленка.
Рабочие перчатки и изоляционные материалы.
Широкое применение в кабельной промышленности.

Полиэтилен высокого давления свойства:

Допускается растрескивание под воздействием нагрузок.
Может деформироваться и менять изначальные размеры.
Отличается высокой химической стойкостью.
Диэлектричен.
Высокая радиационная устойчивость.
Морозоустойчив.

В промышленности из него изготавливается тара, упаковка для парфюмерной и пищевой промышленности (бутылки, тюбики и др.). Пригоден для изготовления контейнеров, труб и деталей трубопроводов. Разнообразие и физические свойства полиэтилена делают возможным успешно использовать материал в разных сферах деятельности. Материал занимает лидирующие позиции по использованию среди других пластмасс.

Важно. Полиэтилен безопасный для здоровья и экологически безвредный материал. Легко подлежит переработке, используется во вторичной форме.

Основные особенности присущие синтетическому материалу придают различия молекулярно-массовых распределений внутри полимера. Чем выше плотность молекулярной массы, тем жестче и тверже становится пластмасса. Эти химические свойства полиэтилена влияют на влагопроницаемость, прозрачность и стойкость при сохранении целостности поверхности готовой продукции.

Сферы применения

Изделия из полиэтилена применяются практически везде. Из прочного и недорогого материала изготавливают упаковку и контейнера для транспортировки товаров на длительные расстояния. Уникальные диэлектрические свойства полиэтилена нашли свое применение в производстве инструмента, защитной и рабочей одежды, кабельной продукции, товарах бытового применения и многое другое.

Универсальные свойства и применение полиэтилена в самых различных сферах повышает спрос и стимулирует разработку новых видов товаров и изделий. Из пнд изготавливают:

Провода для линий электропередач.
Изделия для использования в медицине.
Геотекстиль.
Новые виды строительных и отделочных материалов.
Инструменты и инвентарь для садово-огородного применения.
Изделия для авиационной промышленности.

Сфер применения полимера много, так применение пнд обусловливают особенности физических свойств и технические характеристики готовой продукции. Структура молекулы полиэтилена нд отличается кристалличностью и имеет иную плотность. Особенности производства – температура изготовления 120-150⁰С, давление до 2 МПа. Для выработки требуется присутствие специального катализатора.

При охлаждении полимера в процессе производства образуются плотные соединение имеющие стабильную устойчивость к высоким температурам. Из такого материала изготавливаются изделия, пригодные для кипячения и контакта с высокотемпературной средой.

Не менее широко используется полиэтилен высокого давления.Его примененяют при изготовлении товаров для морской, автомобильной, строительной промышленности и иных сферах производства. В основу производства легли некоторые химические отличия пластмассы, которые базируются на более низкой степени кристаллизации вещества. ПВД примененяют в следующих направлениях:

Изготовления выдувных изделий.
Выпуск пленок для упаковки.
Литье пластмасс под давлением.
Выпуск кабельной продукции.

Процесс изготовления ПЭВД — температура 200- 260⁰С, давление 150 – 300 МПа. Присутствие кислорода или органического пероксида обязательно.

Важно. Легкий эластичный, кристаллизующийся материал с теплостойкостью до 60⁰ имеет один существенный недостаток – быстро стареет.

Пленки из полиэтилена

При производстве пленки и листов из полиэтилена может быть использован материал любой плотности. Популярная полиэтиленовая пленка, характеристики которой значительно выше, чем у других видов упаковки — один из самых востребованных и экономичных товаров. Современные технологии позволяют создать пленку из ПЭ толщиной от 0,03 мм, длина рулона достигает 300 м.

Пленка пригодна для упаковки пищевой продукции, сохраняет качество и внешний вид товара. Давно стали привычными некоторые виды спецодежды, изготовленные из непромокаемой пленки – плащи, накидки, перчатки хозяйственные и многое другое.

Армированная пленка характеризуется высокой прочностью и используется для изготовления скатертей, упаковки, защитной одежды, для производства теплиц. Сферы применения изделий из ПЭ постоянно расширяются, свойства полиэтиленовой пленки поистине универсальны.

Упаковочный материал в листах толщиной от 1 до 6 мм с шириной до 1400 мм вырабатывают методом вакуумного формирования. Крупногабаритные изделия из ПЭНД прочно вошли в нашу жизнь. Это трубы сантехнические, ванны, бачки и емкости различного назначения. Технологические приемы разнообразят ассортимент и назначение изделий, товары народного потребления из пластмассы вошли в каждый дом.

Ведущее место в мире сегодня занимает производство изделий из полимера. Ширится разновидность марок изделий. Основные группы, выпускаемые на сегодняшний день из полиэтилена и сополимеров, насчитывает не один десяток, давая возможность развиваться новым технологиям. Выпуск востребованных и качественных товаров постоянно увеличивается, находя новые сферы применения.

oplenke.ru

Полиэтилен — Энциклопедия wiki.MPlast.by

Маркировка изделий из полиэтилена

Полиэтилен [—СН₂—СН₂—]_n представляет собой карбоцепный полимер алифатического непредельного углеводорода олефинового ряда — этилена. Макромолекулы полиэтилена имеют линейное строение с небольшим числом боковых ответвлений. Молекулярная масса его в зависимости от способа полимеризации колеблется от десятков тысяч до нескольких миллионов.

Полиэтилен — кристаллический полимер. При комнатной температуре степень кристалличности полимера достигает 50—90% (в зависимости от способа получения). Макромолекулы полиэтилена в кристаллических областях имеют конформацию плоского зигзага с периодом идентичности 2,53·10^-4 мкм

Формула полиэтилена

Полиэтилен отличается от других термопластов весьма ценным комплексом свойств. Изделия из полиэтилена имеют высокую прочность, стойкость к действию агрессивных сред и радиации, нетоксичность, хорошие диэлектрические свойства. Перерабатывается полиэтилен всеми известными для термопластов методами.

Благодаря доступности сырья, сочетанию ценных свойств со сравнительно низкими затратами на его получение полиэтилен по объему производства занимает среди пластмасс первое место.

Полиэтилен получают радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении и ионной полимеризацией при низком или среднем давлении.

В зависимости от способа полимеризации свойства полиэтилена значительно изменяются. Полиэтилен, получаемый при высоком давлении (радикальная полимеризация), характеризуется более низкой температурой плавления и плотностью чем полиэтилен, получаемый ионной полимеризацией. При радикальном механизме полимеризации образуется продукт, содержащий значительное число разветвленных звеньев в цепи, в то время как при ионном механизме полимер имеет линейное строение и высокую степень кристалличности.

Получаемые полимеры несколько различаются и по свойствам, и, как следствие, по режимам переработки в изделия и качеству изделий. Это объясняется особенностями строения полимерной цепи, которое, в свою очередь, зависит от условий протекания полимеризации.

Краткий исторический очерк

Полимеризацию этилена исследовал А. М. Бутлеров. Низкомолекулярный полимер этилена впервые был синтезирован Густавсоном в России в 1884 г. Однако долгое время удавалось получать только полимеры низкой молекулярной массы (не более 500), представлявшие собой вязкие жидкости и применявшиеся в технике лишь в качестве синтетических смазочных масел.

В 30-х годах 20 века в Англии и Советском Союзе в лабораторных условиях при давлении более 50 МПа и температуре около 180 °С впервые был получен высокомолекулярный твердый полиэтилен.

Промышленный способ получения полиэтилена при высоком давлении был осуществлен в Англии в 1937 г. В 1952 г. Циглером были найдены катализаторы на основе комплекса триэтилалюминия и тетрахлорида титана, которые вызывали полимеризацию этилена с образованием твердого продукта высокой молекулярной массы при низком давлении.

Несколько позже фирма «Филлипс» (США) разработала новый катализатор для полимеризации этилена при среднем давлении на основе оксидов металлов переменной валентности (оксид хрома), нанесенных на алюмосиликат. Полимеризация этилена проводилась при давлении 3,5—7,0 МПа в среде инертного углеводорода (пентана, гексана, октана и др.).

В 1970—75 гг. в Советском Союзе совместно со специалистами ГДР был разработан и внедрен в промышленность новый способ получения полиэтилена при высоком давлении в конденсированной газовой фазе (процесс «Полимир»).

В последние годы разработано несколько высокоэффективных процессов получения полиэтилена в присутствии различных катализаторов. Из этих процессов наиболее интересными являются производство полиэтилена низкого давления в газовой фазе в присутствии катализаторов — органических соединений хрома на силикатном носителе при давлении 2,2 МПа и температуре 85—100°С и производство линейного полиэтилена в газовой фазе в псевдоожиженном слое в присутствии высокоэффективного катализатора на основе соединений хрома при давлении 0,68—2,15 МПа и температуре 100 °С (процесс «Юнипол»). Оба процесса проводятся на одном и том же оборудовании.

В настоящее время в промышленности получили распространение следующие методы производства полиэтилена.

Полимеризация этилена при высоком давлении 150—350 МПа и температуре 200—300 °С в конденсированной газовой фазе в присутствии инициаторов (кислорода, органических пероксидов). Получаемый полиэтилен имеет плотность 916— 930 кг/м³. Такой полиэтилен называется полиэтиленом высокого давления (ПЭВД) или полиэтиленом низкой плотности (ПЭНП).

Полимеризация этилена при низком давлении 0,2—0,5 МПа и температуре около 80°С в суспензии (в среде органического растворителя) в присутствии металлоорганических катализаторов. Получаемый полиэтилен имеет плотность 959—960 кг/м³. В присутствии хроморганических катализаторов полимеризация этилена проводится при давлении 2,2 МПа и температуре 90— 105°С в газовой фазе (без растворителя). Получаемый полиэтилен имеет плотность 950—966 кг/м³. Такой полиэтилен называется полиэтиленом низкого давления (ПЭНД) или полиэтиленом высокой плотности (ПЭВП).

Полимеризация этилена при среднем давлении 3—4 МПа и температуре 150 °С в растворе в присутствии катализаторов — оксидов металлов переменной валентности (полиэтилен имеет плотность 960—970 кг/м³). Получаемый полиэтилен называют полиэтиленом среднего давления (ПЭСД) или высокой плотности.

Свойства полиэтилена

Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер плотностью 910—970 кг/м³и температурой размягчения 110—130 °С. Выпускаемый в промышленности разными методами полиэтилен различается по:

плотности,
молекулярной массе
степени кристалличности.

Таблица 1: Различия между ПЭВД и ПЭНД по плотности, молекулярной массе и степени кристалличности

	Полиэтилен низкой плотности (ВД)	Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Плотность, кг/м³	910—930	950—970
Молекулярная масса	80000—500000	80000—800000
Степень кристалличности, %	50—65	75—90

В зависимости от свойств и назначения полиэтилен выпускается различных марок, отличающихся плотностью, показателем текучести расплава, наличием или отсутствием стабилизаторов.

Таблица 2: Основные физико-механических свойства полиэтиленов:

	Полиэтилен низкой плотности (ВД)	Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Разрушающее напряжение, МПа
*при растяжении*	9,8—16,7	21,6—32,4
при изгибе	11,8—16,7	19,6-39,2
Относительное удлинение при разрыве, %	500-600	300—800
Модуль упругости при растяжении, МПа	147—245	540—981
Модуль упругости при изгибе, МПа	118—255	636—735
Твердость по Бринеллю, МПа	13,7—24,5	44,2—63,8
Число перегибов пленки на 180 град	3000	1500—2000

При длительном действии статических нагрузок полиэтилен деформируется. Предел длительной прочности для полиэтилена низкой плотности равен 2,45 МПа, для полиэтилена высокой плотности — 4,9 МПа.

Готовые изделия из полиэтилена, находящиеся длительное время в напряженном состоянии, могут растрескиваться. С увеличением молекулярной массы, уменьшением степени кристалличности и полидисперсности стойкость к растрескиванию полиэтилена возрастает.

Таблица 3:Показатели теплофизических свойств полиэтилена:

	Полиэтилен низкой плотности (ВД)	Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Температура плавления, °С	105-108	120—130
Теплостойкость по НИИПП, °С	108-115	120—135
Удельная теплоемкость при 25 °С, кДж/(кг·К)	1,9-2,5	1,9-2,4
Теплопроводность, Вт/(м·К)	0,29	0,42
Термический коэффициент линейного расширения в интервале 0—100 °С, 1/град	(2,2-5,5)·10^-4	(1-6)·10^-4
Термический коэффициент объемного расширения в интервале 50—100 °С, 1/град	(6,0-16,0)·10^-4	(5-16,5)·10^-4
Температура хрупкости (морозостойкость)°С	от —80 до —120	от —70 до —150;

С повышением плотности полиэтилена его температура плавления повышается.

Изделия из полиэтилена низкой плотности могут эксплуатироваться при температурах до 60 °С, из полиэтилена высокой плотности — до 100 °С. Полиэтилен становится хрупким только при -70 °С, поэтому изделия из него могут эксплуатироваться в суровых климатических условиях.

Полиэтилен обладает высокой водостойкостью, водопоглощение полиэтилена низкой плотности за 30 сут при 20 °С составляет 0,04%, полиэтилена высокой плотности 0,01—0,04%.

Полиэтилен обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Таблица 4: Электрические показатели свойств полиэтиленов:

	Полиэтилен низкой плотности (ВД)	Полиэтилен высокой плотности (НД и СД)
Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц	2,2-2,3	2,1-2,4
Тангенс угла диэлектрических потерь при 1 МГц и 20°C	(2-3)·10^-4	(2-5)·10^-4
Удельное электрическое сопротивление
поверхностное, Ом	<10¹⁴	<10¹⁴
объемное, Ом·м	10¹⁵	10¹⁵
Электрическая прочность при переменном токе для образца толщиной 1 мм, кВ/мм	45—60	45—60

Плотность полиэтилена существенно не влияет на его электрические свойства. Примеси, содержащиеся в полиэтилене высокой плотности, увеличивают диэлектрические потери. Однако небольшие диэлектрические потери позволяют применять его в качестве ценного диэлектрика в широком диапазоне частот и температур.

Устойчивость полиэтилена к агрессивным средам

Полиэтилен не растворяется при комнатной температуре в органических растворителях. При температуре выше 70 °С он набухает и растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах.

Полиэтилен стоек к действию концентрированных кислот, щелочей и водных растворов солей. Концентрированная серная и соляная кислоты практически не действуют на полиэтилен.

Азотная кислота и другие сильные окислители разрушают полиэтилен.

Для увеличения стойкости к термоокислительным процессам и атмосферным воздействиям в полимер вводят различные стабилизаторы.

Переработка и применение полиэтилена

Полиэтилен перерабатывается всеми методами, применяемыми для переработки термопластов: литьем под давлением, экструзией и прессованием. Около половины всего выпускаемого полиэтилена ВД расходуется на производство пленки, используемой в сельском хозяйстве и для упаковки продуктов. Из полиэтилена изготовляют, главным образом, предметы домашнего обихода, игрушки, конструкционные детали, трубы. Он применяется в качестве электроизоляционного материала в радиотехнике и телевидении, в кабельной промышленности, в строительстве, в качестве антикоррозионных покрытий, для пропитки тканей, бумаги, древесины и т. д.

Полиэтилен всех марок является физиологически безвредным, поэтому он широко применяется в медицине, в жилищном строительстве, а также для получения различных бытовых изделий и товаров народного потребления.

Список литературы:
Зубакова Л. Б. Твелика А. С, Даванков А. Б. Синтетические ионообменные материалы. М., Химия, 1978. 183 с.
Салдадзе К М., Валова-Копылова В. Д. Комплексообразующие иониты (комплекситы). М., Химия, 1980. 256 с.
Казанцев Е. Я., Пахолков В. С, Кокошко 3. /О., Чупахин О. Я. Ионообменные материалы, их синтез и свойства. Свердловск. Изд. Уральского политехнического института, 1969. 149 с.
Самсонов Г. В., Тростянская Е. Б., Елькин Г. Э. Ионный обмен. Сорбция органических веществ. Л., Наука, 1969. 335 с.
Тулупов П. Е. Стойкость ионообменных материалов. М., Химия, 1984. 240 с.
Полянский Я. Г. Катализ ионитами. М., Химия, 1973. 213 с.
Кассиди Г. Дж.у Кун К А. Окислительно-восстановительные полимеры. М., Химия, 1967. 214 с.
Херниг Р. Хелатообразующие ионообменники. М., Мир, 1971. 279 с.
Тремийон Б. Разделение на ионообменных смолах. М., Мир, 1967. 431 с.
Ласкорин Б. Я., Смирнова Я. М., Гантман М. Я. Ионообменные мембраны и их применение. М., Госатомиздат, 1961. 162 с.
Егоров Е. В., Новиков П. Д. Действие ионизирующих излучений на ионообменные материалы. М., Атомиздат, 1965. 398 с.
Егоров Е. В., Макарова С. Б. Ионный обмен в радиохимии. М., Атомиздат,
Автор: В.В. Коршак, академик
Источник: В.В. Коршак, Технология пластических масс,1985 год
Дата в источнике: 1985 год

mplast.by

это что такое? Применение полиэтилена

Что собой представляет полиэтилен? Какие у него характеристики? Как происходит получение полиэтилена? Это весьма интересные вопросы, которые обязательно будут рассмотрены в этой статье.

Общая информация

Полиэтилен – это химическое вещество, которое представляет собой цепочку атомов углерода, к каждому из них при этом присоединено две молекулы водорода. Несмотря на наличие одинакового состава, всё же существует две модификации. Отличаются они по своей структуре и, соответственно, свойствам. Первая представляется собой линейную цепь, в которой степень полимеризации превышает показатель в пять тысяч. Вторая структура – это разветвление из 4-6 атомов углерода, что присоединяются к основной цепи произвольным способом. Как же в общих чертах получается линейный полиэтилен? Это достигается благодаря использованию особых катализаторов, что влияют на полиолефины при умеренной температуре (до 150 градусов по Цельсию) и давлении (до 20 атмосфер). Но что же он собой представляет? Мы знаем его химические свойства, а какие тогда физические?

Что он собой представляет?

Полиэтилен – это термопластичный полимер, в котором процесс кристаллизации осуществляется при температуре меньше минус 60 градусов по Цельсию. Он не прозрачен в толстом слое, не смачивается водой, органические растворители при комнатной температуре на него не влияют. Если температура превысит плюс 80 градусов по Цельсию, то сначала осуществляется набухание, а потом распад на ароматические углеводороды и галогенопроизводные. Полиэтилен – это вещество, которое успешно противостоит негативному влиянию растворов кислот, солей и щелочей. Но если температура превышает 60 градусов тепла по Цельсию, то его довольно быстро могут разрушить азотная и серная кислоты. Для склейки изделий из полиэтилена они могут обрабатываться окислителями, с последующим нанесением необходимых веществ.

Как осуществляется получение полиэтилена?

Для этого используют:

Метод высокого давления (низкой плотности). Полиэтилен создаётся при высоком давлении, которое находится в диапазоне от 1 000 до 3 000 атмосфер при температуре в 180 градусов тепла по Цельсию. В качестве инициатора выступает кислород.
Метод низкого давления (высокой плотности). В этом случае полиэтилен создаётся при давлении, которое составляет не меньше пяти атмосфер и температуры в 80 градусов Цельсия с использованием органического растворителя и катализаторов Циглера-Натта.
И отдельно находится цикл производства линейного полиэтилена, о котором говорилось выше. Он является промежуточным между вторым и первым пунктами.

Следует отметить, что это не единственные технологии, которые применяются. Так, довольно распространённым ещё является и использование металлоценовых катализаторов. Смысл данной технологии заключается в том, что посредством неё добиваются значительной массы полимера, увеличивая при этом прочность изделия. В зависимости от того, какая структура и свойства необходимы при использовании одного мономера, и происходит выбор метода получения. Также на это могут повлиять требования к температуре плавления, прочности, твердости и плотности.

Почему же наблюдается сильная разница?

Основная причина различия свойств – это разветвленность макромолекул. Так, чем она больше, тем меньше кристалличность и выше эластичность полимера. Почему это важно? Дело в том, что механические показатели полиэтилена растут вместе с его плотностью и молекулярной массой. Давайте рассмотрим небольшой пример. Полиэтилен листовой обладает значительной жесткостью и не прозрачностью. Но если используется метод низкой плотности, то полученный материал будет обладать относительно неплохой гибкостью и относительной видимостью через него. Почему же выпускается такой различный ассортимент? Из-за отличий условий эксплуатации. Так, полиэтилен неплохо справляется с ударными нагрузками. Также он хорошо переносит морозы. Диапазон рабочей температуры этого материала – от -70 до +60 по Цельсию. Хотя отдельные марки приспособлены и для несколько иного градиента – от -120 и до +100. На это влияет плотность полиэтилена и его структура на молекулярном уровне.

Специфика материала

Следует отметить один существенный недостаток – быстрое старение полиэтилена. Но это дело поправимое. Увеличение срока службы достигается благодаря специальным добавкам-противостарителям, в роли которых может выступать газовая сажа, фенолы или же амины. Также следует отметить и то, что материал низкой плотности более вязок, благодаря чему он легче может быть переработан в изделия. Нельзя не упомянуть и электрические свойства. Полиэтилен благодаря тому, что он неполярный полимер, является высококачественным высокочастотным диэлектриком. Благодаря этому проницаемость и тангенс угла потерь слабо меняются от изменений влажности, температуры (в диапазоне от -80 до +100) и частоты электрического поля. Тут следует отметить одну особенность. Так, если в полиэтилене имеются остатки катализатора, то это способствует повышению тангенса угла диэлектрических потерь, что ведёт к некоторому ухудшению изоляционный свойств. Что ж, сейчас нами была рассмотрена общая ситуация. А теперь давайте уделим внимание конкретике.

Что собой представляет полиэтилен низкого давления?

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого находится в диапазоне от -80 до +100 градусов по Цельсию. Обладает блестящей поверхностью. Стеклование начинается при -20. А плавление — в диапазоне 120-135. Характерным является хорошая ударная прочность и теплостойкость. Плотность полиэтилена значительно влияет на получаемые свойства. Так, вместе с нею растёт прочность, жесткость, твердость и химическая стойкость. Но одновременно падает склонность к растяжению и проницаемость для паров и газов. Нельзя не отметить ползучесть, что наблюдается при длительной нагрузке. Такой полиэтилен биологически инертен, и его легко можно переработать. Что весьма полезно в современных условиях. Говоря про применение полиэтилена, необходимо отметить, что его используют для изготовления упаковок и тары. Так, примерно треть продукции идёт на то, чтобы создать контейнеры выдувного формирования, что используются в пищевой промышленности, косметике, автомобильной, бытовой, энергетической областях и пленок. Но встретить его можно и при создании труб и деталей трубопроводов. Важным преимуществом такого материала является его долговечность, дешевизна и простота сварки.

Полиэтилен высокого давления

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого (без нагрузки) находится в диапазоне от -120 до +90 градусов по Цельсию. Свойства также сильно зависят от плотности полученного материала. Так происходит повышение прочности, твердости, жесткости и химической стойкости. Вместе с этим толщина полиэтилена негативно сказывается на ударопрочности, удлинении, стойкости к трещинам и проницаемости для паров и газов. К тому же, он не отличается стабильностью размеров и заметно негативное влияние при относительно небольших нагрузках. Следует отметить действительно высокую химическую стойкость и отличные диэлектрические характеристики. Из негатива – на такой полиэтилен плохо влияют жиры, масла и ультрафиолетовое излучение. Биологически инертен, можно легко переработать. Также ещё можно охарактеризовать и как стойкого к радиации. Применение полиэтилена высокого давления больше всего можно встретить при создании технических, пищевых и сельскохозяйственных пленок. Хотя, конечно, это не единственный вариант.

Линейный полиэтилен

Он представляет собой эластичный кристаллизующийся материал. Может выдерживать температуру до 118 градусов тепла по Цельсию. Также важным преимуществом данного материала является его стойкость к растрескиванию, теплостойкость и ударная прочность. Применяется для изготовления упаковок, емкостей и контейнеров. Что же предлагает этот полиэтилен? Характеристики данного материала весьма высоки по сравнению с аналогом, получаемым способом низкого давления. Поэтому у него довольно неплохие свойства. Но всё же, как правило, он не может равняться с полиэтиленом высокого давления.

Как может быть представлен материал?

Итак, мы уже рассмотрели основные виды полиэтилена. В каком же виде он создаётся? Наиболее популярные – это полиэтилен листовой и пленочный. Эти формы могут быть изготовлены из материала любой плотности. Хотя всё же есть и определённые предпочтения. Так, для получения эластичных и тонких пленок широко используют подход низкого давления. Ширина полученного материала, как правило, достигает 1400 миллиметров, а длина – 300 метров. Линейный и полиэтилен высокого давления более жесткие, поэтому их используют для конструкций, которые не должны подвергаться влиянию: те же листы, трубы, формированные и литьевые изделия и прочее.

Заключение

И напоследок нельзя не упомянуть регулирующие документы, согласно которым и производится полиэтилен. ГОСТ 16338-85 отвечает за продукцию, которая создаётся при низком давлении. Он действует ещё с 1985 года. ГОСТ 16337-77 регламентирует вопросы, связанные с полиэтиленом высокого давления. Он ещё более старый и датируется 1977 годом. Эти нормативные документы содержат в себе информацию о требованиях к материалам, из которых и изготавливаются плёнки, упаковки и другая различная продукция. Причем следует отметить широкий диапазон применения получаемой продукции и её видового разнообразия. Так, к примеру, весьма распространены армированные полиэтиленовые пленки. Их особенностью является то, что при одинаковой толщине они на голову выше по своим свойствам, чем обычные образцы продукции. Из тех же самых армированных полиэтиленовых пленок делают скатерти, мешки и много иных полезных вещей. А их свойства получаются благодаря внедрению специальных нитей из природных или синтетических волокон.

fb.ru

Полиэтилен — Википедия. Что такое Полиэтилен

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена, относится к классу полиолефинов^[1]. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода.

Представляет собой массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, диэлектрик, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80—120°С), адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая. Часто неверно называется целлофаном^[2].

История

Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году. Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка^[3].

По другой версии, более принятой в научных кругах, развитие полиэтилена можно рассматривать с работ сотрудников компании Imperial Chemical Industries по созданию промышленной технологии производства, проводившихся начиная с 1920-х. Активная фаза создания начата после монтажа установки для синтеза, с которой в 1931 году работали Фосет и Гибсон. Ими был получен низкомолекулярный парафинообразный продукт, имеющий мономерное звено, аналогичное полиэтилену. Работы Фоссета и Гибсона продолжались вплоть до марта 1933, когда было принято решение модернизировать аппарат высокого давления для получения более качественного результата и большей безопасности. После модернизации эксперименты были продолжены совместно с М. В. Перрином и Дж. Г. Паттоном и в 1936 завершились успешно, получением патента на полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Коммерческое производство ПЭНП было начато в 1938 году^[4].

История полиэтилена высокой плотности (ПЭВП или ПЭНД) развивалась с 1920-х, когда Карл Циглер начал работы по созданию катализаторов для ионно-координационной полимеризации. В 1954 году технология была в целом освоена, и был получен патент. Позже было начато промышленное производство ПЭНД^[4].

Названия

Различные виды полиэтилена принято классифицировать по плотности^[5]. Несмотря на это, имеется множество ходовых названий гомополимеров и сополимеров, часть из которых приведена ниже.

Полиэтилен низкой плотности (высокого давления) — ПЭНП^[6], ПЭВД, ПВД, LDPE (Low Density Polyethylene).
Полиэтилен высокой плотности (низкого давления) — ПЭВП^[6], ПЭНД, ПНД, HDPE (High Density Polyethylene).
Полиэтилен среднего давления (высокой плотности) — ПЭСД^[6].
Линейный полиэтилен средней плотности — ПЭСП^[6], MDPE или PEMD^[1].
Линейный полиэтилен низкой плотности — ЛПЭНП^[6], LLDPE или PELLD^[1].
Полиэтилен очень низкой плотности — VLDPE
Полиэтилен сверхнизкой плотности — ULDPE
Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности — MPE
Сшитый полиэтилен — PEX или XLPE, XPE.
Высокомолекулярный полиэтилен — ВМПЭ, HMWPE или PEHMW или VHMWPE^[1].
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен — UHMWPE

В данном разделе не рассматриваются названия разных сополимеров, иономеров и хлорированного полиэтилена.

Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C₁—С₄, молекулы полиэтилена низкого давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена среднего давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкое содержание кристаллической фазы и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.

**Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена:**
Показатель	ПЭВД	ПЭСД	ПЭНД
Общее число групп СН₃ на 1000 атомов углерода:	21,6	5	1,5
Число концевых групп СН₃ на 1000 атомов углерода:	4,5	2	1,5
Этильные ответвления	14,4	1	1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода	0,4—0,6	0,4—0,7	1,1-1,5
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH₂), %	17	43	87
винилиденовых двойных связей , %	71	32	7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), %	12	25	6
Степень кристалличности, %	50-65	75-85	80-90
Плотность, г/см³	0,9-0,93	0,93-0,94	0,94-0,96

Полиэтилен высокой плотности HDPE (High-Density — высокая плотность)

**Физико-механические свойства ПЭНД при 20°C:**
Параметр	Значение
Плотность, г/см³	0,94-0,96
Разрушающее напряжение, кгс/см²
при растяжении	100—170
при статическом изгибе	120—170
при срезе	140—170
относительное удлинение при разрыве, %	500—600
модуль упругости при изгибе, кгс/см²	1200—2600
предел текучести при растяжении, кгс/см²	90-160
относительное удлинение в начале течения, %	15-20
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм²	1,4-2,5

С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.

С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определённого предела, после которого также начинает снижаться

Изменение разрушающего напряжения при сжатии, статическом изгибе и срезе в зависимости от температуры (определено при скорости деформации 500 мм/мин и толщине образца 2 мм):
Разрушающее напряжение, кгс/см²	Температура, ºС
Разрушающее напряжение, кгс/см²	20	40	60	80
при сжатии	126	77	40	—
при статическом изгибе	118	88	60	—
при срезе	169	131	92	53

**Зависимость модуля упругости при изгибе ПЭВД от температуры:**
Температура, °С	-120	-100	-80	-60	-40	-20	0	20	50
Модуль упругости при изгибе, кгс/см²	28100	26700	23200	19200	13600	7400	3050	2200	970

Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности

Относительно новой и перспективной разновидностью полиэтилена является сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ, англ. UHMW PE), изделия из которого обладают рядом замечательных свойств: высокой прочностью и ударной вязкостью в большом диапазоне температур (от — 200°С до + 100°С), низким коэффициентом трения, большими химо- и износостойкостью и применяются в военном деле (для изготовления бронежилетов, шлемов), машиностроении, химической промышленности и др.^[7]

Химические свойства

Горит голубоватым пламенем, со слабым светом^[8], при этом издаёт запах парафина^[9], то есть такой же, какой исходит от горящей свечи.

Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой, но разрушается при действии 50%-й азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора. В отличие от непредельных углеводородов, не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия^[8].

При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80°C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде. Под высоким давлением может быть растворён в перегретой до 180°C воде.

Со временем подвергается деструкции с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др.

Получение

На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:

Получение полиэтилена высокого давления

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), образуется при следующих условиях:

в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—500 000 и степень кристалличности 50-60 %. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.

Получение полиэтилена среднего давления

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:

продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000—400 000, степень кристалличности 80-90 %.

Получение полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), образуется при следующих условиях:

Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—300 000, степень кристалличности 75—85 %.

Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2 и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.

Другие способы получения полиэтилена

Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.

Модификации полиэтилена

Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путём получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом, полиизобутиленом, каучуками и т. п.

На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации — привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.

Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЭ-С (PE-X). Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счёт этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.

Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.

Применение

Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочная, например, пузырчатая упаковка или скотч),
Тара (бутылки, банки, ящики, канистры, садовые лейки, горшки для рассады)
Полимерные трубы для канализации, дренажа, водо-, газоснабжения
Электроизоляционный материал.
Полиэтиленовый порошок используется как термоклей^[10].
Броня (бронепанели в бронежилетах)^[11]
Корпуса для лодок^[12], вездеходов, деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.
Вспененный полиэтилен (пенополиэтилен) используется, как теплоизолятор. Наиболее известны следующие марки: МультиФлекс, Изоком, Изолон, Порилекс, Алентекс
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или высокой плотности (HDPE), применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды.^[13]
Полиэтилен низкого давления широко применяется в благоустройстве придомовых территорий и детских площадок, отодвигая фанеру и дерево на второй план, ведь срок использования скатов из ПНД более 15 лет в то время как у «деревянных аналогов» срок использования всего 10 лет причем через 3-5 лет дерево теряет товарный вид

Малотоннажная марка полиэтилена — так называемый «сверхвысокомолекулярный полиэтилен», отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только прессованием.

Утилизация

Переработка

Изделия из полиэтилена пригодны для переработки и последующего использования. Полиэтилен (кроме сверхвысокомолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком.

Сжигание

При нагревании полиэтилена на воздухе возможно выделение в атмосферу летучих продуктов термоокислительной деструкции. При термической деструкции полиэтилена в присутствии воздуха или кислорода образуется больше низкокипящих соединений, чем при термической деструкции в вакууме или в атмосфере инертного газа. Исследование структурных изменений полиэтилена во время деструкции на воздухе, в атмосфере кислорода или в смеси, состоящей из O₂ и О₃, при 150—210°С показало, что образуются гидроксильные, перекисные, карбонильные и эфирные группы. При нагревании полиэтилена при 430°С происходит очень глубокий распад на парафины (65—67 %) и олефины (16—19 %). Кроме того, в продуктах разложения обнаруживаются: окись углерода (до 12 %), водород (до 10 %), углекислый газ (до 1,6 %). Из олефинов основную массу составляет обычно этилен. Наличие окиси углерода свидетельствует о присутствии кислорода в полиэтилене, то есть о наличии карбонильных групп.

Биоразложение

Плесневые грибки Penicillium simplicissimum способны за три месяца частично утилизировать полиэтилен, предварительно обработанный азотной кислотой. Относительно быстро разлагают полиэтилен бактерии Nocardia asteroides. Некоторые бактерии, обитающие в кишечнике южной амбарной огнёвки (Plodia interpunctella), способны разложить 100 миллиграммов полиэтилена за восемь недель. Гусеницы пчелиной огнёвки (Galleria mellonella) могут утилизировать полиэтилен еще быстрее^[14]^[15].

См. также

Примечание

↑ ¹ ² ³ ⁴ Описание и марки полимеров — Полиэтилен
↑ Король упаковки: как появился целлофан
↑ История полиэтилена: неожиданное рождение пластикового пакета
↑ ¹ ² Дж. Уайт, Д.Чой.// Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины. — СПб.: Профессия, 2007.
↑ Vasile C., Pascu M.// Practical Guide to Polyethylene. — Shawbury: Smithers Rapra Press, 2008.
↑ ¹ ² ³ ⁴ ⁵ Кулезнев В. Н. (ред.), Гусев В. К. (ред.)// Основы технологии переработки пластмасс. — М.: Химия, 2004.
↑ Сайт Polymeri.ru » Сверхвысокомолекулярный полиэтилен: рынок в ожидании переработчиков»
↑ ¹ ² Цветков Л. А. § 10. Понятие о высокомолекулярных соединениях // Органическая химия. Учебник для 10 класса. — 20-е изд. — М.: Просвещение, 1981. — С. 52—57. — 1 210 000 экз.
↑ Шульпин Г. Эти разные полимеры // Наука и жизнь. — 1982. — № 3. — С. 80—83.
↑ Сжать и провернуть: Сделано в России
↑ Доспехи XXI века
↑ Total Petrochemicals создала ротомолдинговую лодку из полиэтилена
↑ Геомембрана HDPE
↑ Русакова Е. Гусеницы приспособились к скоростному перевариванию полиэтилена. N+1 Интернет-издание (25 апреля 2017). Проверено 25 апреля 2017.
↑ Bombelli P., Howe C. J., Bertocchini F. Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella // Current Biology. — Vol. 27. — P. R283—R293. — DOI:10.1016/j.cub.2017.02.060.

Ссылки

wiki.sc

свойства и применение материала ПЭ, виды и марки 2019

Полиэтилен — это самый распространенный в мире полимер. Чем же этот материал так интересен? Все просто, 21 век – это век газа и нефти. Запас этих веществ в недрах земли колоссальный. А из чего делается полиэтилен? Правильно – из этилена, который в свою очередь путем сложных химических реакций производится из газа и нефти.

Таким образом, сырья для выпуска полиэтилена хватит еще надолго, синтезировать его выгодно, а сам полиэтилен (полимер этилена) — многофункциональный материал. Полиэтилен пластичен, ударостоек, физиологически нейтрален, имеет низкую водо- и газопроницаемость. Перечислять все его положительные свойства можно еще долго, плюс, в зависимости от добавок и производственного давления характеристики этого полимера можно изменять в большом диапазоне.

Виды полиэтилена

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)

Он также известен под названием полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). ПЭ низкого давления отличается малым количеством молекулярных ответвлений. Такая химическая формула полиэтилена обладает большими межмолекулярными силами. Отсюда и большая прочность на разрыв, наблюдаемая у ПЭВП.

Линейный ПЭ

Линейный полиэтилен – это по сути линейный полимер низкой плотности с большой долей коротких ветвей в молекулярной цепочке. Линейный ПЭ получают путем полимеризации этилена с олефинами, у которых звенья молекул более длинные. От стандартного полиэтилена низкой плотности линейный ПЭ отличается отсутствием длинных ветвей в молекулярной цепочке.

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

Он также известен под названием полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Особенность его структуры – присутствие протяженных и коротких ответвлений, которыми химическая формула полиэтилена высокого давления просто изобилует.

Вспененный ПЭ (пенополиэтилен)

Этот материал имеет пористую структуру (закрытые поры), поэтому он часто применяется в качестве гидро-, паро- или теплоизоляции. Изоляция из вспененного полимера этилена изготавливается в виде сворачиваемых в рулоны листов, а также труб и жгутов.

Сшитый

Сшитый полиэтилен – ПЭ с поперечно сшитыми молекулами. Процесс сшивки за счет образования поперечных связей соединяет звенья молекул полимера этилена в единую трехмерную сеть. Сшивка делает этот полимер жестче, он становится термоустойчивым. Так рабочая температура изготовленных из сшитого полиэтилена труб может достигать 100-120С˚. Конкретная цифра зависит от вида и степени сшивки, а также от начальной плотности этилена.

Другие виды: Сверхвысокомолекулярный, Экструдированный, Термостойкий, Армированный, Хлорированный, Высокомодульный, Гранулированный, Пищевой, Литье под давлением.

Изделия из полиэтилена

Трубы

Трубы из полимера этилена появились на российском рынке сравнительно недавно, но уже получили признание у потребителей. Процесс изготовления полиэтиленовых труб мало чем отличается от выпуска пленки. Только экструдер нужен другой конструкции. В остальном все тоже самое – простое, дешевое и быстрое производство.

Пленка

Полиэтиленовые пленки производятся с помощью экструдера. Процесс производства прост: в лоток машины засыпается полиэтилен в гранулах, внутри экструдера он нагревается и плавится, затем формуется. На выходе получается качественный пленочный материал, без которого сейчас не одно производство не может обойтись.

Листы

Листовой полиэтилен – термопластичный конструкционный материал. Фактически это ПЭ высокой или низкой плотности, который был спрессован в листы разной толщины. Такие листы прочные, жесткие и обладают высокой термической стойкостью. Они послужат отличной заменой древесным материалам и стеклу, хорошо держат цвет, мало весят и могут принять любую форму.

Упаковка

Упаковку из полиэтилена мы видим буквально на каждом шагу. В основном это тара для продуктов питания (бутылки, контейнеры, пакеты и т. д.). Без полиэтиленовой тары не обходится не одна отрасль промышленности. Изготавливается полиэтиленовая тара также как трубы и пленки, только процесс формования более сложный.

Пакеты

Пакеты из полиэтилена – это легкие и удобные мешки, используемые для хранения или переноски вещей и продуктов. Полиэтиленовые пакеты – это, то без чего не сможет обойтись ни одна торговая точка. Они могут изготавливаться в виде всем известных прозрачных фасовочных пакетов, пакетов-маек, мусорных мешков или оригинальных фирменных пакетов с изображением товарной марки.

Другие изделия

Где используется полиэтилен?

ПЭ – это универсальный материал. Полиэтилен в виде пленок разной структуры и плотности нашел применение в сельском хозяйстве, строительстве, пищевой промышленности. Полиэтиленовые трубы успешно используются при прокладке инженерных сетей (канализационные и водопроводные трубы, газопроводы) и коммуникаций (оболочка для кабелей).

Полиэтиленовая тара всех форм и размеров встречает нас на полках продуктовых и хозяйственных магазинов. Без нее уже не может обойтись не одна отрасль пищевой промышленности, будь то производство молочной продукции или кондитерское дело. В строительной отрасли востребована тепло-, паро- и гидроизоляция, изготовленная из полиэтиленового материала пористой структуры (вспененный полимер этилена).

Вывод. Изделия из полиэтилена стремительно занимают пустующие ранее экономические ниши рынка. И все больше отраслей промышленности включают в свои производства изделия из ПЭ, которые значительно облегчают производственный процесс и делают его более рентабельным. А данные статистики свидетельствуют о том, что производство полиэтилена в будущем только возрастет.

Другие изделия: Что делают из полиэтилена, Отходы

propolyethylene.ru

Что такое полиэтилен и где его используют?

Одним из наиболее распространённых в быту видов пластика является полиэтилен.

Современный человек встречает его буквально на каждом шагу: в него упаковывают продукты и непродуктовые товары, из него делают бутылки для воды и напитков, одноразовую посуду и множество других вещей.

Но что мы знаем о полиэтилене?

Что такое полиэтилен?

Как понятно из названия, полиэтилен – это полимер, т.е. вещество с длинной молекулой, образованной соединением ряда мономерных молекул. Мономеры могут соединяться в виде цепочек, сеток, образовывать формации неправильной формы. От того, при каких условиях происходит полимеризация, т.е. образование этих длинных молекул, зависят свойства получаемого полимера.

Основой для полиэтилена служит бесцветный газ этилен, который получают, перерабатывая определённые нефтепродукты – прямогонный бензин, газойль и др. Вещество, получаемое в ходе полимеризации, обладает хорошей термопластичностью, химической стойкостью, устойчивостью к ударным нагрузкам. Полиэтилен является диэлектриком, т.е. не проводит электроток.

Это твёрдое беловатое вещество, обладающее прозрачностью при раскатывании тонким слоем. Полиэтилен является одним из самых распространённых в мире полимеров.

Способы изготовления полиэтилена

В настоящее время существует три основных вида полиэтилена, которые различаются по способу переработки этилена:

— при высоком давлении получают полиэтилен небольшой плотности, который обозначается аббревиатурой ПВД либо ПЭНП;

— полученный при среднем давлении продукт обозначают как ПЭСД;

— при низком давлении образуется полиэтилен высокой плотности, который обозначают аббревиатурами ПНД либо ПЭНД.

Прочие способы полимеризации этилена не приобрели достаточной популярности, так как они либо чересчур затратны, либо не обеспечивают нужных качеств полимера.

Кроме того, существует ряд технологий для получения композитных составов и сополимеров. Полиэтилен объединяют с полипропиленом, каучуком, полиизобутиленом и др. В последние десятилетия активно используется так называемый сшитый полиэтилен, полимерная молекула которого обрзована мономерами, соединёнными не только в виде цепи, но и боковыми связями, напоминающими стежки нити.

Сшитый полиэтилен более прочен и долговечен, чем обычный. Его производят пероксидным, силановым, азотным и радиационным способами.

Использование полиэтилена

Сфер для применения столь полезного вещества, каким оказался полиэтилен, сегодня очень много. Его используют:

— в виде плёнок различной толщины, вида и назначения, предназначенных для упаковки, ламинации, склейки и т.д.;

— для изготовления тары и предметов обихода, от сельхозорудий и кухонных принадлежностей до детских игрушек;

— для производства труб различного назначения;

— в качестве электрической изоляции проводов и коммутационных элементов, для изготовления корпусов электроприборов и отдельных деталей;

— в качестве термоклея в виде порошка или стержней;

— в качестве теплоизолятора в виде вспененной массы, реализуемой листами или рулонами;

— для изготовления корпусов и деталей различных механизмов, от мелкой бытовой техники до тракторов и лодок;

— в медицине для изготовления инструментов, расходных материалов, заменителей хрящевой ткани и др.

Для потребителей наиболее важными свойствами являются водонепроницаемость полиэтилена, его химическая стойкость, пластичность, небольшой вес и достаточно высокая прочность. В последние десятилетия актуальность приобрела возможность повторного использования полиэтилена, благодаря чему экономятся невосполнимые природные ресурсы и не загрязняется окружающая среда.

Полиэтилен и экология

Повсеместное использование полиэтилена не только сделало нашу жизнь более удобной, но и привело к образованию огромного количества бытового и промышленного мусора, загрязняющего нашу планету. Срок естественного распада полиэтилена составляет около пятисот лет, поэтому надеяться на то, что этот мусор исчезнет сам собой, не приходится.

Сегодня в Тихом океане и в Атлантике плавают гигантские острова, образованные из полиэтиленовых бутылок, плёнки и других отходов. Проблема требует скорейшего решения, поскольку существование полиэтиленового мусора приводит к гибели живых существ, населяющих нашу планету, и ухудшению условий жизни для всех людей.