Полиетилен - какво е това? Приложение на полиетилен

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Какво е полиетилен? Какви са неговите характеристики? Как се произвежда полиетилен? Това са много интересни въпроси, които определено ще бъдат разгледани в тази статия.

Обща информация

Полиетиленът е химическо вещество, което представлява верига от въглеродни атоми, всеки от които има две водородни молекули, прикрепени към него. Въпреки наличието на същия състав, все още има две модификации. Те се различават по своята структура и съответно свойства. Първата е линейна верига, в която степента на полимеризация надвишава цифрата от пет хиляди. Втората структура е клон от 4-6 въглеродни атома, които са прикрепени към основната верига по произволен начин. Как най-общо се получава линеен полиетилен? Това се постига чрез използването на специални катализатори, които въздействат върху полиолефините при умерена температура (до 150 градуса по Целзий) и налягане (до 20 атмосфери). Но какво представлява той? Знаем химическите му свойства, но какви са неговите физически свойства?

Какво е?

Полиетиленът е термопластичен полимер, в който процесът на кристализацияизвършва се при температури под минус 60 градуса по Целзий. Не е прозрачен в дебел слой, не се овлажнява от вода, органичните разтворители при стайна температура не му влияят. Ако температурата надвиши плюс 80 градуса по Целзий, тогава първо се появява подуване и след това се разгражда до ароматни въглеводороди и халогенни производни. Полиетиленът е вещество, което успешно се противопоставя на негативното въздействие на разтвори на киселини, соли и основи. Но ако температурата надвиши 60 градуса по Целзий, тогава азотната и сярната киселини могат бързо да я унищожат. За лепене на полиетиленови продукти те могат да бъдат третирани с окислители, последвано от нанасяне на необходимите вещества.

Как се произвежда полиетилен?

Използвайте за това:

• Метод с високо налягане (ниска плътност). Полиетиленът се създава при високо налягане, което е в диапазона от 1000 до 3000 атмосфери при температура от 180 градуса по Целзий. Кислородът действа като инициатор.
• Метод с ниско налягане (висока плътност). В този случай полиетиленът се създава при налягане от най-малко пет атмосфери и температура от 80 градуса по Целзий с помощта на органичен разтворител и катализатори на Ziegler-Natta.
• И има отделен производствен цикъл на линеен полиетилен, който беше споменат по-горе. Той е междинен между втората и първата точки.

Обърнете внимание, че това не са единствените използвани технологии. Така,Използването на металоценови катализатори също е доста често. Смисълът на тази технология се крие във факта, че чрез нея се постига значителна маса на полимера, като същевременно се увеличава здравината на продукта. В зависимост от това каква структура и свойства са необходими при използване на един мономер, се избира метод за получаване. Може също да бъде повлияно от изискванията за температура на топене, здравина, твърдост и плътност.

Защо има толкова голяма разлика?

Основната причина за разликата в свойствата е разклоняването на макромолекулите. Така че, колкото по-голям е, толкова по-малко кристалност и по-висока е еластичността на полимера. Защо е важно? Факт е, че механичните свойства на полиетилена растат заедно с неговата плътност и молекулно тегло. Нека разгледаме малък пример. Полиетиленовият лист има значителна твърдост и непрозрачност. Но ако се използва метод с ниска плътност, тогава полученият материал ще има относително добра гъвкавост и относителна видимост през него. Защо има толкова голямо разнообразие от продукти? поради различни условия на работа. Така че полиетиленът се справя добре с ударни натоварвания. Също така понася добре замръзване. Работният температурен диапазон на този материал е от -70 до +60 по Целзий. Въпреки че отделните марки са адаптирани за малко по-различен градиент - от -120 до +100. Това се влияе от плътността на полиетилена и неговата структура на молекулярно ниво.

Специфични характеристики на материала

Трябва да се отбележи един съществен недостатък - бързото стареене на полиетилена. Но това е поправимо. Удължаване на експлоатационния живот се постига благодарение на специални антиоксидантни добавки, които могат да бъдат сажди, феноли или амини. Трябва също да се отбележи, че материалът с ниска плътност е по-вискозен, така че може по-лесно да се преработи в продукти. Да не говорим за електрическите свойства. Полиетиленът, поради факта, че е неполярен полимер, е висококачествен високочестотен диелектрик. Поради това пропускливостта и тангенсата на загубите се променят малко от промените във влажността, температурата (в диапазона от -80 до +100) и честотата на електрическото поле. Тук трябва да се отбележи една особеност. Така че, ако в полиетилена има остатъци от катализатор, това допринася за увеличаване на тангенса на диелектричните загуби, което води до известно влошаване на изолационните свойства. Е, сега разгледахме общата ситуация. Сега нека уточним.

Какво е LDPE?

Това е еластичен, лек, кристализиращ материал с топлоустойчивост в диапазона от -80 до +100 градуса по Целзий. Има лъскава повърхност. Стъкленият преход започва при -20. А топенето е в диапазона 120-135. Характеризира се с добра якост на удар и топлоустойчивост. Плътността на полиетилена значително влияе върху получените свойства. Така заедно с него се увеличават здравината, твърдостта, твърдостта и химическата устойчивост. Но в същото време тенденцията към разтягане и пропускливостта намалява.за пари и газове. Невъзможно е да не се отбележи пълзенето, което се наблюдава при продължително натоварване. Такъв полиетилен е биологично инертен и може лесно да се рециклира. Което е много полезно в съвременните условия. Говорейки за използването на полиетилен, трябва да се отбележи, че той се използва за производството на опаковки и контейнери. Така около една трета от продукцията отива за създаване на контейнери за раздуване, които се използват в хранително-вкусовата промишленост, козметиката, автомобилостроенето, домакинството, енергията и филмите. Но можете да го срещнете и при създаване на тръби и тръбопроводни части. Важно предимство на този материал е неговата издръжливост, ниска цена и лекота на заваряване.

HDPE

Това е еластичен, лек, кристализиращ материал с топлоустойчивост (без натоварване) в диапазона от -120 до +90 градуса по Целзий. Свойствата също силно зависят от плътността на получения материал. Това води до повишаване на якостта, твърдостта, коравината и химическата устойчивост. В същото време дебелината на полиетилена оказва отрицателно влияние върху устойчивостта на удар, удължението, устойчивостта на пукнатини и пропускливостта за пари и газове. Освен това той не е стабилен по размери и има забележим отрицателен ефект при относително малки натоварвания. Трябва да се отбележи наистина високата химическа устойчивост и отличните диелектрични характеристики. От отрицателното - такъв полиетилен е силно засегнат от мазнини, масла и ултравиолетово лъчение. Биологично инертен, може лесно да се рециклира. Възможно е същода се характеризира и като устойчив на радиация. Използването на полиетилен с висока плътност е най-често срещано при създаването на технически, хранителни и селскостопански филми. Въпреки че, разбира се, това не е единственият вариант.

Линеен полиетилен

Това е еластичен кристализиращ материал. Издържа на температури до 118 градуса по Целзий. Също така важно предимство на този материал е неговата устойчивост на напукване, устойчивост на топлина и якост на удар. Прилага се за производство на опаковки, капацитети и контейнери. Какво предлага този полиетилен? Характеристиките на този материал са много високи в сравнение с аналога, получен по метода на ниско налягане. Следователно има доста добри свойства. Но все пак, като правило, той не може да бъде равен на HDPE.

Как може да бъде представен материалът?

И така, вече разгледахме основните видове полиетилен. В каква форма е създадена? Най-популярните са полиетиленовите листове и филми. Тези форми могат да бъдат направени от всякаква плътност на материала. Въпреки че все още има определени предпочитания. По този начин подходът с ниско налягане се използва широко за получаване на еластични и тънки филми. Ширината на получения материал, като правило, достига 1400 милиметра, а дължината е 300 метра. Линейният полиетилен и полиетиленът с висока плътност са по-твърди, така че се използват за конструкции, които не трябва да бъдат засегнати: същите листове, тръби, формовани и формовани продукти и др.

Заключение

И накрая, не може да не споменем нормативните документи, според които се произвежда полиетилен. GOST 16338-85 е отговорен за продуктите, които се създават при ниско налягане. Работи от 1985г. GOST 16337-77 урежда въпроси, свързани с полиетилена с високо налягане. Той е още по-стар и датира от 1977 г. Тези нормативни документи съдържат информация за изискванията към материалите, от които се произвеждат филми, опаковки и различни други продукти. Освен това трябва да се отбележи широк спектър на приложение на получените продукти и неговото видово разнообразие. Така например, подсилените полиетиленови филми са много често срещани. Тяхната особеност е, че със същата дебелина те са с разрез по своите свойства от обикновените продуктови мостри. Покривки, чанти и много други полезни неща са направени от същите подсилени полиетиленови филми. А техните свойства се получават чрез въвеждането на специални нишки от естествени или синтетични влакна.