Полиэтилен как делают: Производство полиэтилена — получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

Содержание

Производство полиэтилена - получение и свойства вспененного и листового полиэтилена

Что такое полиэтилен

Полиэтилен (ПЭ, PE) – один из самых первых из крупнотоннажных и самый распространенный полимерный материал. Не будет преувеличением сказать, что полиэтилен известен практически всем людям и само это понятие в быту является синонимом пластмассы, как таковой. Не специалисты часто называют полиэтиленом многие материалы, которые ничего общего с ним не имеют.

ПЭ является простейшим из полиолефинов, его химическая формула (–Ch3–)n, где n – степень полимеризации. Основными разновидностями ПЭ являются полиэтилен низкого давления (ПЭНД, ПНД), он же полиэтилен высокой плотности (ПВП, PEHD, HDPE) и полиэтилен высокого давления (ПЭВД, ПВД), он же полиэтилен низкой плотности (ПНП, PELD, LDPE). Далее мы рассмотрим эти и другие виды ПЭ подробнее.

Полиэтилен – синтетический полимер, его получают при помощи полимеризации этилена (химическое название – этен) по свободно-радикальному механизму. Крупнотоннажный синтез ПЭВД и ПЭНД производится практически всеми ведущими мировыми нефтяными и газовыми концернами. В России полиэтилен производится на нефтехимических заводах «Роснефти», «Лукойла», «Газпрома», СИБУРа, на «Казаньоргсинтезе» и «Нижнекамскнефтехиме». В странах бывшего СССР полимер выпускают в Белоруссии, Узбекистане, Азербайджане. Серийные марки полиэтилена выпускают в виде гранул размером 2-5 мм, однако существуют и марки в виде порошка, например так выпускают в продажу сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ).


Рис.1. Полимер в гранулах

История ПЭ

Полиэтилену уже более 100 лет. Впервые его получил инженер из Германии Ганс фон Пехманн в 1899 году, с тех пор он считается изобретателем этого полимера. Но, как часто бывает, важное открытие сразу не нашло применения. Оно пришло только к концу 1920-х годов, а в 1930-е годы производство полиэтилена было окончательно налажено, в чем сыграли большую роль инженеры Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон. Изначально они синтезировали низкомолекулярный парафиновый продукт, который можно назвать полиэтиленовым олигомером. В итоге большой работы, в 1936 году изыскания инженеров по разработке установки высокого давления закончились получением патента на ПЭНП (ПЭВД). В 1938 году производство товарного полиэтилена стартовало. Первоначально он предназначался для производства оболочек телефонных кабелей и несколько позже – для выпуска упаковки.

Технологию производства полиэтилена высокой плотности (ПЭНД) начали разрабатывать также в 1920-х годах. Большую роль в производстве этого материала сыграл Карл Циглер – известный в среде пластмасс изобретатель катализаторов ионно-координационной полимеризации, самым важным из которых позже было присвоено имя Циглера-Натта. Окончательно процесс получения ПЭНД был полностью описан лишь в 1954 году и тогда же на нее был выдан патент. Промышленное производство нового полиэтилена с более высокими, чем ПЭВД свойствами стартовало несколько позже.  

Получение полиэтилена

Опишем вкратце технологию производства обоих главных типов полиэтиленов.

  1. ПЭВД (LDPE)

Этот полиэтилен, как понятно из названия, синтезируют при повышенном давлении. Синтез обычно проводят в реакторе трубчатого типа или автоклаве. Синтез проходит под действием окислителей – кислорода, пероксидов или и того, и другого. Этилен смешивают с инициатором полимеризации, сжимают до величины давления в 25 МПа и нагревают до 70 градусов С. Обычно реактор состоит из двух ступеней: в первой смесь еще больше разогревают, а во второй уже непосредственно проводят полимеризацию при еще более жестких условиях – температуре до 300 градусов С и давлении до 250 МПа.

Стандартное время нахождения этиленовой смеси в реакторе 70-100 секунд. За этот промежуток 18-20 процентов этилена преобразуется в полиэтилен. Затем непрореагировавший этилен отправляется на рециркуляцию, а получившийся ПЭ охлаждают до и подвергают грануляции. Полиэтиленовые гранулы вновь охлаждаются, сушатся и отправляются на упаковку. Полиэтилен низкой плотности производят в форме неокрашенных гранул.

  1. ПЭНД (HDPE)

ПНД (ПЭ высокой плотности) производят при низком давлении в реакторе. Для синтеза применяют три основные вида техпроцесса полимеризации: суспензионный, растворный, газофазный.

Для производства ПЭ чаще всего применяют раствор этилена в гексане, который нагревают до 160-250 градусов С. Процесс проводят при давлении 3,4-5,3 МПа в течение времени контакта смеси с катализатором 10-15 минут. Готовый ПЭНД отделяют при помощи испарения растворителя. Гранулы получившегося полиэтилена проходят пропарку паром при температуре выше Т плавления ПЭ. Это нужно для перевода в водный раствор низкомолекулярных фракций ПЭ и удаления следов катализаторов. Как и ПЭВД, готовый ПЭНД обычно бывает бесцветным и отгружается в мешках по 25 кг, реже в биг-бэгах, цистернах или другой таре.

Виды полиэтилена

Помимо детально описанных в этой статье ПЭНД и ПЭВД промышленностью производятся и используются другие многочисленные типы полиэтиленов, основными группами из которых являются:

ЛПНП, LLDPE - линейный полиэтилен низкой плотности. Этот тип завоевывает всё большую популярность. По свойствам этот полиэтилен подобен ПЭВД, однако превосходит его по многим параметрам, в том числе по прочности и стойкости изделий к короблению.  

mLLDPE, MPE - металлоценовый ЛПЭНП.

MDPE - ПЭ средней плотности.

ВМПЭ, HMWPE, VHMWPE - высокомолекулярный.

СВМПЭ, UHMWPE - сверхвысокомолекулярный.

EPE - вспенивающийся.

PEC – хлорированный.

Также существует большое количество сополимеров этилена с различными другими мономерами. Наиболее известными из них являются сополимеры с пропиленом, которые производят под общими названиями рандом- или статсополимер и блоксополимер. Помимо них производят сополимеры этилена с акриловой кислотой, бутил- и этилакрилатом, метилакрилатом и метилметилакрилатом, винилацетатом и т.д. Существуют и эластомеры на основе этилена, их обозначают аббревиатурами POP и POE.

Свойства полиэтилена

Говоря о характеристиках ПЭ нужно понимать, что свойства различных типов этого полимера сильно отличаются. Рассмотрим, как и в случае с синтезом, показатели двух наиболее распространенных типов.

  1. ПЭ высокого давления (LDPE)

Молекулярная масса ПЭВД колеблется от 30 000 до 400 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,2 до 20 г/10 минут.

Степень кристалличности ПВД примерно составляет 60 процентов.

Температура стеклования равна минус 4 градуса С.

Температура плавления марок материала от 105 до 115 градусов С.

Плотность около 930 кг/куб.м.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2 процентов.

Основное свойство структуры полиэтилена высокого давления – разветвленное строение. Отсюда проистекает его низкая плотность, обусловленная рыхлой аморфно-кристаллической структурой материала на молекулярном уровне.

  1. ПЭ низкого давления (HDPE)

Молекулярная масса ПЭНД колеблется от 50 000 до 1 000 000 атомных единиц.

ПТР в зависимости от марки варьируется от 0,1 до 20 г/10 минут..

Степень кристалличности ПНД составляет от 70 до 90 процентов.

Температура стеклования равна 120 градусов С.

Температура плавления марок материала от 130 до 140 градусов С.

Плотность около 950 кг/куб.м3.

Технологическая усадка при переработке от 1,5 до 2,0 процентов.

  1. Общие свойства полиэтиленов

Химические свойства. ПЭ имеет низкую газопроницаемость. Его химстойкость зависит от молекулярной массы и от плотности полимера. ПЭ инертен к разбавленным и концентрированным основаниям, растворам всех солей, некоторым сильнейшим кислотам, органическим растворителям, маслам и смазкам. Полиэтилен не стоек к 50-процентной азотной кислоте и галогенам, например чистому хлору и брому. Причем бром и йод имею свойство диффузии сквозь полиэтилен.

Физические характеристики. Полиэтилен является эластичным достаточно жестким материалом (ПЭВД – существенно мягче, ПЭНД – жестче). Морозостойкость изделий из полиэтилена – до минус 70 градусов С. Высокая ударная вязкость, прочность, хорошие диэлектрические характеристики. Водо- и паропоглощение у полимера невысокое. С точки зрения физиологии и экологии ПЭ является нейтральным инертным веществом, без запаха и вкуса.

Эксплуатационные свойства полиэтилена. Деструкция ПЭ в атмосфере начинается с температуры 80 градусов С. Полиэтилен без специальных добавок не стоек к солнечной радиации и больше всего к ультрафиолету, легко подвергается фотодеструкции. Для уменьшения этого эффекта в композиции ПЭ добавляют стабилизаторы, например сажу для светостабилизации. Полиэтилен не выделяет вредные для здоровья и природы химикаты в окружающую среду, при этом он самостоятельно разлагается очень медленно – процесс занимает десятилетия. ПЭ довольно пожароопасен и поддерживает горение, этот факт нужно учитывать при его использовании.

Применение полиэтилена

Полиэтилен является самым популярным полимером в мире. Он неприхотлив в переработке и отлично поддается повторному использованию. Получить изделия из полиэтилена можно практически всеми разработанными на сегодняшний день методами переработки пластмасс. Он не требователен к качеству и конструкции оборудования и оснастке, ПЭ не нуждается в специальной подготовке перед переработкой, например сушке. Индустрией концентратов и добавок к полимерам производится огромное количество суперконцентратов пигментов для ПЭ и на основе полиэтилена. Во многих случаях они применимы для окраски в массе изделий не только из других полиолефинов, но и прочих полимеров.


Рис.2. ПНД трубы

В случае переработки полиэтилена методом экструзии получают пленку, применяющуюся на каждом шагу как в чистом виде, так и в виде пакетов в упаковке, фасовке, сельском хозяйстве; ПЭ трубы для водоснабжения и газа; оболочки кабелей; листы; вспененные профили и т.д..

Литьем полиэтилена под давлением производят многочисленные упаковочные изделия, например крышки и пробки, баночки. Также литьем производят медицинские изделия, хозяйственные товары бытового назначения, канцтовары, игрушки.

Полиэтилен можно переработать экструзионно-выдувным и инжекционно-выдувным формованием, ротоформованием, каландрованием, а также пневмо- или вакуумформованием из листов.

Более редкие, специализированные типы полиэтилена, например сшитый, хлорсульфированный, сверхвысокомолекулярный используют во многих отраслях, но больше всего в строительстве. Например сверхвысокомолекулярный ПЭ входит в состав композиций для выпуска оболочек оптиковолоконного кабеля. Армированный полиэтилен, в отличие от чистого полимера, может являться конструкционным материалом. Изделия из ПЭ хорошо поддаются сварке любыми методами: термоконтактным, газовым, с применением присадочного прутка, трением и т.п.

Экология и вторичное использование полиэтилена

В последние годы полиэтилен подвергается серьезному давлению из-за своей якобы не экологичности. На самом деле этот материал – один из самых безопасных. Проблема ПЭ в том, что это основной полимер, применяемый для производства пленок, в том числе тонких, и пакетов из них. Не имея адекватной политики по раздельному сбору мусора, многие низкоразвитые страны занимаются захоронением огромного количества ПЭ отходов, что приводит к попаданию полиэтилена в окружающую среду и водные ресурсы и загрязнению их.


Рис.3. Пакеты для мусора – типичное применение вторичного ПЭ

При этом в случае правильного сбора и сортировки мусора, полиэтиленовые отходы становятся ценным ресурсом и отличным вторичным сырьем. Уже достаточно большое количество предприятий в странах бывшего СССР закупают отходы полимера для переработки во вторсырье, получением гранул и последующим использованием в своем производстве или продажей вторичного ПЭ на рынке. Таким образом загрязнение планеты полиэтиленом должно в скором времени сойти на нет.

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Из чего производят и как делают полиэтиленовые пакеты — интересные сведения от специалистов «Ольга и К»

Массовое производство полиэтиленовой упаковки началось в США в 60-х годах. В 80-е годы пакеты, благодаря своему удобству, использовались уже по всему миру. Технология изготовления модернизировалась и совершенствовалась, но базовые принципы производства сохранились и в наше время.

Грануляция

Полиэтилен получают в форме гранул, в редких случаях в виде порошка, в процессе полимеризации этилена на нефтехимических заводах. Полимеризованный этилен классифицируют по двум основным разновидностям, имеющим характерные свойства: полиэтилен высокого и низкого давления. Могут также встречаться альтернативные названия: полиэтилен низкой и высокой плотности. В зависимости от разновидности, полиэтилен смешивают в реакторе с инициатором полимеризации(катализатором) в условиях необходимой температуры и давления. Прошедший весь технологический процесс полиэтилен следует на следующий этап грануляции, значительная часть полиэтилена реакции за один проход не подвергается и отправляется на рециркуляцию. В результате получается сырьё в виде не имеющих цвета гранул для дальнейшего производства пакетов.

Гранулы полиэтилена (фото 1)

Как делают полиэтиленовые пакеты

Экструзия

На следующем этапе из гранул получают плёнку, для этого используют специальное устройство — экструдер. Гранулированный полиэтилен засыпается в бункер, после чего направляется в камеру нагрева, где происходит его перемешивание и плавление до однородной массы при средних температурах 180-240 °С. Далее полученная смесь выдавливается через специальное круглое отверстие, которое задаёт толщину будущей плёнки. В следующем отделении экструдера поток воздуха охлаждает полиэтиленовый рукав и направляет его на барабан, где он наматывается в рулоны. Если нужно получить плёнку заданного цвета, то вместе с гранулами в бункер загружают красящее вещество.

Нанесение изображений, в том числе логотипов

Сегодня очень популярны пакеты с логотипом, они способствуют повышению узнаваемости бренда, а также выступают в роли достаточно эффективной рекламы. Если дизайн будущих пакетов включает логотип или любой другой рисунок, то применяют метод шелкографии или флексографии. В первом случае рисунок формируется трафаретом, а во втором валиками. Флексографический метод обычно используют только для больших тиражей.

Раскройка и формовка

Затем техпроцесс требует наличия пакетоделательного станка, с помощью которого

  1. производится нарезка полиэтиленового рукава по заданному шаблону с нужными параметрами ширины и длины,
  2. формируется боковая складка и донный шов,
  3. вырезаются или вырубаются ручки,
  4. выполняется нагрев и спайка швов.

Последовательность может различаться в зависимости от типа и формы пакета. Точность нанесения рисунка, вырубки ручек и раскроя обеспечивается оптическим датчиком.

Производство пакетов (фото 2)

Завершающий этап

Пакеты готовы. Теперь они фасуются по партиям и отправляются на проверку качества, особое внимание при этом уделяется соответствию стандартам швов, изображений и показателей прочности.

Вопрос экологичности

Самыми распространёнными типами упаковки, очевидно, являются пакет-майка и прозрачные фасовочные пакеты, которые можно встретить повсеместно. Количество производимых пакетов порождает постоянные споры между людьми, для которых главное удобство, и теми, для кого важное значение имеет забота об окружающей среде. К счастью, сейчас доступны для каждого биоразлагаемые пакеты. Для изготовления биоразлагаемой упаковки в полиэтилен добавляются соли железа, никеля, кобальта. При этом, эксплуатационные качества пакетов остаются на том же уровне, а производственные линии требуют лишь незначительных изменений, процесс разложения же сокращается до двух лет. Другим вариантом является производство экопакетов на основе природных полимеров, а именно крахмала. Такой способ более экологичен, он также сохраняет преимущества полиэтиленовых пакетов, сочетая с их ускоренным разложением сроком до 1 года.

Где заказать?

Компания «Ольга и К» более 20 лет занимается производством полиэтиленовых пакетов. У нас вы сможете купить пакеты всех описанных в статье типов с доставкой и по доступной цене.

из чего делают полиэтиленовые пакеты

Полиэтиленовые пакеты давно и прочно вошли в человеческую жизнь во всех ее сферах. Это не только упаковка под продукты, но также способ транспортировки обуви, одежды, техники, мешки под мусор, хранение автомобильных шин, вакуумная и обычная продуктовая упаковка и так далее. Из чего же делают все эти незаменимые вещи?

Какие бывают пакеты, области применения

Пакетная продукция обладает очень широким ассортиментом: большие, маленькие, фасовочные, бытовые, строительные, промышленные, для хранения, с врезной ручкой, припаянной петелькой, с разными печатными рисунками и так далее.

Чаще всего среднестатистический потребитель покупает ПНД или ПВД продукцию, а ПСД-пакеты делают под заказ организаций. Пакеты сочетают достоинства обоих видов сырья. Изготовители производят продукцию из сырья в равных пропорциях, либо со смещением с целью достижения определенных параметров.

ПНД-изделия отлично зарекомендовали себя в качестве сумки под продукты, одежду, обувь, за счет большой грузоподъемности. Выделяются небольшим удлинением на разрыв, биологической инертностью, устойчивостью к воздействию влаги.

Плотные мешки могут менять форму при условиях низких температур в сочетании с постоянной нагрузкой. Экологически безопасный материал обладает высокими диэлектрическими качествами, но сам по себе более хрупкий, чем ПВД.

Характеризуется высоким уровнем скольжения, на ощупь кажется жестким, не выделяет запахов, отсутствует эластичность.

ПВД-продукцию применяют при создании мусорных мешков, чтобы появилась возможность выбрасывать острые предметы, разбитое стекло или сломанный пластик. Это высоко экологическая продукция, абсолютно безвредная даже при прямом контакте с живым организмом. Готовые пакеты из ПВД отличаются отсутствием токсичных выделений, а при сгорании материал разлагается на углекислый газ и воду.

Однако, под тяжелый мусор нужно брать ПНД, так как у таких пакетов показатель прочности, грузоподъемности существенно выше.

ПВД-изделия очень плотные, не шуршат, не выделяют запахов, на ощупь чем-то напоминают восковое покрытие.

Пластиковая обертка содержит большинство видов продуктов питания (майонез, сгущенка, печенье, вода, лимонады, хлебобулочные изделия, кофе, соль, сахар, крупы, тому подобное). То есть, можно примерно представить себе масштабы внедрения полиэтилена в массы, особенно, если учесть, что многие товары, предназначенные для уборки, стирки, личной гигиены также завернуты в полиэтилен.

Полиэтиленовые мешки ставят в урны больниц, офисов, магазинов, подарочные пакеты с красивой картинкой имеются практически у каждого человека.

Основные компоненты

Основную часть используемого сырья занимает доля пластиковых гранул, которые можно приобрести у поставщика первичного сырья, либо взять вторичную переработку на некоторые виды продукции.

Например, пакеты для пищевых продуктов делают всегда из первичного материала. Вторичное сырье уже не пригодно для контакта с пищей, но прекрасно подходит для мусора, одежды или иных, несвязанных с едой товаров.

Гранулированный пластик низкого давления (ПНД) помогает создать упаковку с матовой, но очень шуршащей структурой, плотными стенками. Именно из ПНД производят полиэтиленовые мешки под тяжелый строительный мусор. Однако, отсутствует сила натяжения пакетных стенок, что делает невозможным использование такой упаковки под остроугольные предметы.

Пластик высокого давления (ПВД) придает глянцевый блеск, пакетик почти не шуршит, отлично тянется, но не способен поднимать тяжести. Менее плотная структура прекрасно принимает форму вкладываемых вещей, аккуратно облегает даже битое стекло.

Пластик среднего давления (ПСД) используют редко, обычно, при поступлении прямого заказа от организаций. Полученные изделия сочетают положительные качества обоих вышеописанных видов исходного сырья. Изготовитель может использовать процентное соотношение в равных долях, либо с преобладанием одного из видов пластика, чтобы достичь определенных показателей.

В любом случае, из чистого пластика получаются только прозрачные пакеты, значит, нужно добавить пигмент, а удержание формы, цвета обеспечивают стабилизаторы.

Ввиду того, что производители используют индивидуальные пропорции и схемы производства, появился такой огромный выбор у покупателей.

Некоторые изготовители добавляют ароматизаторы, например, при создании мусорной тары, чтобы перебить неприятные запахи, что очень по душе потребителям.

Создатели биоразлагаемых упаковок добавляют катализатор окислительного типа, который постепенно начинает действовать уже после первого вскрытия — контакт с воздухом, влагой, светом мгновенно активизирует разрушительные процессы.

Буквально за 2-3 года от таких мешков остаются мелкие кусочки или вообще гранулы, что существенно снижает давление на живую природу, меньше оказывает негативное влияние на животных. Такие пакеты сделаны из пластика и оксодобавки.

Сроки разложения таких пакетов сокращаются почти в 50 раз, значит, даже после того, как использованный мешок будет убран в кухонный ящик или шкафчик, биоразложение уже нельзя будет остановить. Следует быть готовым к тому, что процесс сопровождается очень неприятными ароматами, которые бывают очень заметными.

Маркировка изделий

Производимый полиэтилен всегда сопровождается соответствующей маркировкой в виде треугольника из трех стрелок, согнутых уголками, внутри которых размещена цифра. Также возможно отличие по цвету маркировки.

Единица красного цвета сопровождается подписью «PETE», что обозначает одноразовое изделие, которое нужно утилизировать уже после первого использования ввиду выделения в дальнейшем фталатов. Такие изделия чаще применяются под розлив лимонадов, масел, жидкой косметики и так далее.

Двойка с подписью «HDPE» значит, что упаковка относительно безопасна, но присутствует вероятность выделения формальдегида. Чаще всего встречается на одноразовой посуде, контейнерах для еды, фасовочных мешков, сумок, тому подобное.

Тройка с «PVC» предполагает безвредное использование для непищевых предметов, так как может включать в состав тяжелые металлы. Встречается на профилях для окон ПВХ, пленке натяжного потолка, напольном покрытии, емкостях под технические жидкости. Такие материалы нельзя вторично перерабатывать.

Четверка «LDPE» наносится на условно безопасную продукцию, так как редко, но бывает выделение формальдегида. Таким знаком снабжается большинство пакетов, мешков под мусор, линолеумов, компакт-дисков.

Пятерка «PP» — изделие довольно безопасно, но при соблюдении определенных условий может выделять формальдегид. Из такой продукции создают упаковку пищевых продуктов, контейнеры, игрушки, прочее.

Шестерка «PS» применяется в целях обозначения одноразовых упаковочных изделий, так как материал способен выделять стирол. Не должно стоять на пакетах, так как числится на контейнерах, лоточках, йогуртовых стаканчиках, игрушках, некоторых строительных материалах.

Семерка сопровождается подписью «OTHER», что переводится как «другие» или «прочее». Такое сырье невозможно отнести к строго определенному виду. Чаще всего ставится на детские бутылочки, бутылки под воду, игрушки, упаковку. Нельзя подвергать вторичной переработке.

При проходе продукции через таможню ей также присваивается индивидуальный код в соответствии с ТН ВЭД. От того, какой код проставлен, зависит то, какие именно бумаги будут оформлены, величина пошлины при импорте, а неправильный выбор может увеличить расходы на 18% от стоимости всей провозимой партии.

Не менее важен код ОКПД, первые шесть цифр которого одинаковы, обозначают тип продукции, а последние три — целевое назначение, материал. Например, текстильная упаковка обозначается 190, мешки — 110, а полиэтилен — 120.

Характеристики пластиковых пакетов, плюсы и минусы

Дешевизна полиэтилена обусловлена куда меньшими затратами на исходное сырье и энергию, нежели аналогичные статьи расходов на бумажную продукцию. Также это более возобновляемый ресурс, который очень долго разлагается, что предполагает возможность многократного использования или вторичной переработки.

Из пластиковых заготовок получаются прочные пакеты, которые не выделяют вредных веществ, значит, не оказывают негативного воздействия на помещенные внутрь предметы.

Хорошо запакованные вещи не намокнут, так как полиэтилен прекрасно отталкивает воду во всех ее физических состояниях.

Готовые партии легко, удобно перемещаются, не требуют особых условий транспортировки, отлично переносят дорогу.

Продукция отличается высокими показателями морозостойкости, так как способна переносить отрицательные температуры до -50 градусов. Только при большем понижении начнут постепенно утрачиваться изначальные характеристики.

Иметь собственные пакеты — значит обладать еще одним способом распространения рекламы, что очень ценно в условиях конкуренции между компаниями. Посредством специального оборудования наносят логотип, название фирмы, либо ее адрес, контактные данные.

Единственным недостатком считается только медленный распад материала, но уже существуют разработки, существенно ускоряющие данный процесс. Биопродукция разлагается не за 100 лет, а буквально за 2-3 года до состояния мелкого мусора или гранул.

Как уменьшить ущерб окружающей среде

Чтобы снизить масштабы негативного влияния полиэтилена на природу, достаточно самолично контролировать объемы используемого пластика, предлагать аналогичные действия знакомым.

Один и тот же пакет можно использовать несколько раз при покупке продуктов в магазине, ставить в урну вместо мусорного мешка.

Это отличные упаковки для хранения одежды или обуви при смене сезонов, игрушек, укладки личных вещей в дорожную сумку или чемодан таким образом, чтобы все лежало вместе, а не рассыпалось по всему окружающему пространству.

Пустые, не пригодные к дальнейшей эксплуатации или лишние пластиковые изделия можно сдать на вторичную переработку.

Производство полиэтилена

Полиэтилен занимает первое место в мировом производстве полимеров, синтезируемых методом полимеризации. Одним из методов производства является полимеризация этилена под высоким давлением. Этилен получают пиролизом предельных углеводородов в печах пиролиза с получением пирогаза.

Производством полиэтилена занимаются все крупные компании нефтехимической промышленности. Главным сырьем, из которого получают полиэтилен, является этилен. Производство осуществляется при низком, среднем и высоком давлениях. Как правило, он выпускается в гранулах, которые имеют диаметр от 2 до 5 миллиметров, иногда в виде порошка. На сегодняшний день известны четыре основных способа производства полиэтилена. В результате, получают:

  1. полиэтилен высокого давления (ПВД)
  2. полиэтилен низкого давления (ПНД)
  3. полиэтилен среднего давления (ПСД)
  4. линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД)

Полиэтилен высокого давления давления образуется при высоком давлении в результате полимеризации этилена, компримированного до высокого давления, в автоклаве или в трубчатом реакторе. Полимеризация в реакторе осуществляется по радикальному механизму под воздействием кислорода, органических пероксидов, ими являются лаурил, бензоил или их смесей. Этилен смешивают с инициатором, затем нагревают до 700°С и сжимают компрессором до 25 МПа. После этого он поступает в первую часть реактора, в которой его нагревают до 1 800°С, а потом во вторую часть реактора для осуществления полимеризации, которая происходит при температуре в пределах от 190 до 300°С и давлении от 130 до 250 МПа. Всего этилен находится в реакторе не более 100 секунд. Степень его превращения составляет 25%. Она зависит от типа и количества инициатора. Из полученного полиэтилена удаляется тот этилен, который не прореагировал, после чего продукт охлаждают и упаковывают. ПВД производят в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул.

Производство полиэтилена низкого давления осуществляется по трем основным технологиям:

  • Полимеризация, происходящая в суспензии
  • Полимеризация, происходящая в растворе. Таким раствором служит гексан
  • Газофазная полимеризация

Наиболее распространенным способом считается полимеризация в растворе. Полимеризация в растворе осуществляется в температурном промежутке от 160 до 2 500°С и давлении от 3,4 до 5,3 МПа. Контакт с катализатором осуществляется примерно на протяжении 10-15 минут. Выделение полиэтилена из раствора производится удалением растворителя сначала в испарителе, а после этого в сепараторе и в вакуумной камере гранулятора. Гранулированный полиэтилен пропаривается водяным паром. ПНД производится в виде как неокрашенных, так и окрашенных гранул, а иногда и в порошке.

Производство полиэтилена среднего давления осуществляется в результате полимеризации этилена в растворе. Полиэтилен среднего давления получается при температуре примерно 150°С, под давлением не более 4 МПа, в присутствии катализатора. ПСД из раствора выпадает в виде хлопьев. Продукт, полученный вышеописанным образом, отличается средневесовым молекулярным весом не более 400 тысяч, степенью кристалличности не более 90%.

Производство линейного полиэтилена высокого давления осуществляется при помощи химической модификации ПВД. Процесс происходит при температуре 150°С и примерно 3,0-4,0 МПа. Линейный полиэтилен низкой плотности по своей структуре напоминает полиэтилен высокой плотности, однако он отличается более длинными и многочисленными боковыми ответвлениями. Производство линейного полиэтилена выполняется двумя способами:

  • Газофазная полимеризация
  • Полимеризация в жидкой фазе – наиболее популярный в настоящее время способ. Она осуществляется в реакторе со сжиженным слоем. В реактор непрерывно подается этилен и отводится полимер с сохранением в реакторе постоянного уровня сжиженного слоя. Процесс происходит при температуре около 100°С, давлении от 0,689 до 2,068 МПа

Эффективность данного способа полимеризации в жидкой фазе ниже, чем у газофазного, однако для него характерны и свои плюсы, а именно: размер установки намного меньше, чем у оборудования для газофазной полимеризации, и гораздо ниже капиталовложения.

Практически аналогичным является способ в реакторе с устройством для перемешивания с применением циглеровских катализаторов. При этом образуется максимальный выход продукта. Не так давно для производства линейного полиэтилена стали использовать технологию, в результате которой применяются металлоценовые катализаторы. Такая технология дает возможность получить более высокую молекулярную массу полимера, благодаря чему возрастает прочность изделия. ПВД, ПНД, ПСД и ЛПВД отличаются друг от друга, как по своей структуре, так и по свойствам, соответственно, и используются они для решения различных задач. Кроме вышеперечисленных способов полимеризации этилена имеются и иные, только в промышленности они распространения не получили.

На сегодняшний день полимер выпускается двух основных марок ПВД и ПНД.

Существуют и другие виды полиэтилена, каждый из которых имеет свои свойства и сферу применения. В гранулированный полимер в процессе производства добавляются различные красители, позволяющие получить черный полиэтилен, красный или любого другого цвета.

Получение полиэтилена высокого давления происходит в автоклавах, трубчатых реакторах. Марок ПВД изготовленных в автоклаве, согласно ГОСТу, существует восемь. Из трубчатого реактора получают двадцать один тип полиэтилена высокого давления.

Для синтеза ПНД требуется соблюдение следующих условий:

  1. температурный режим – от 200 до 250°С
  2. катализатор – чистый кислород, пероксид (органический)
  3. давление от 150 до 300 МПа

Полимеризированная масса в первой фазе имеет жидкое состояние, после чего перемещается в сепаратор, далее в гранулятор, где происходит формовка гранул готового материала. Качества ПЭВД используются для производства упаковочных пленок, термопленок, многослойной упаковки. Также полиэтилен высокого давления применяется в автомобильной, химической, пищевой промышленностях. Из него делают качественные прочные трубы, используемые в жилом секторе.


Блок-схема

Важнейшими задачами предприятий по производству полиэтилена являются модернизация оборудования, совершенствование технологии пиролиза, конверсии, повышение мощности производства. В этом направлении «ЛЕННИИХИММАШ» выполняет следующие виды работ:

  • разработка оборудования для оснащения печей пиролиза при их модернизации
  • обследование существующего состояния предприятия
  • анализ, технико-экономическое обоснование и выбор оптимального варианта реконструкции
  • модернизация оборудования
  • проектирование зданий и сооружений

Основное оборудование производства полиэтилена:

  • реакторный блок
  • компрессоры
  • блоки рецикла высокого и среднего давления (отделитель, сепаратор, теплообменник)
  • станция горячей воды с насосами
  • холодильная установка
  • насосы
  • емкости, в т.ч. с перемешивающим устройством

Предварительное обследование существующего состояния оборудования


Холодильники рецикла высокого давления


Трубчатый реактор

     
Отделитель низкого давления V=12 м3 Узел конфекционирования

Опыт «ЛЕННИИХИММАШ»

В период активного строительства в СССР заводов по производству из пирогаза этилена и пропилена для последующей выработки полимерных материалов ЛЕННИИХИММАШ являлся основным разработчиком и поставщиком колонного и теплообменного оборудования низкотемпературных блоков для установок различной мощности от 45 до 300 тыс.т этилена в год (Э-45, ЭП-60, Э-100, Э-200, ЭП-300). В последующие годы для действующих производств выполнялись работы по их реконструкции с целью повышения производительности по перерабатываемому пирогазу, реализованы технические решения по стабилизации работы установок, снижению потерь целевых продуктов (повышение коэффициента извлечения), повышению качества продукции. При этом проводилось оснащение установок дополнительной аппаратурой, замена контактных устройств колонн, оптимизация технологической схемы. В низкотемпературных блоках этиленовых производств при разработке колонной аппаратуры использованы результаты проведенных ЛЕННИИХИММАШ научно-исследовательских работ, разработанные методики гидравлического расчета тарелок, результаты обследования блоков разработанного оборудования на этиленовых производствах. Для производства полиэтилена высокого давления для Новополоцкого, Сумгаитского, Томского комбинатов и производства в Германии ЛЕННИИХИММАШ было разработано специальное оборудование: поршневые этиленовые компрессора (бустер-компрессор, компрессора этилена высокого давления на оппозитной базе (I каскада – до давления 25 МПа и II каскада – до 230 МПа), реакторное оборудование, емкости. Это оборудование продолжает успешно эксплуатироваться и в настоящее время.

В 2010 году для производства ПЭВД на предприятии «Лукойл Нефтехим Бургас АД» (Болгария) разработано предложение по реконструкции технологических линий с целью увеличения мощности производства, совершенствования технологии, замены устаревшего оборудования, экономической целесообразности.

В состав действующего производства входят:

  • Установка производства ПЭВД с трубчатым реактором производительностью 50 тыс. т/год (процесс фирмы АТО - Франция)
  • Установка получения ПЭВД с автоклавным реактором (две технологические линии мощностью по15 тыс. т/год каждая, общей производительностью – 30 тыс. т/год) процесс фирмы ICI- Англия

Специалистами ЛЕННИИХИММАШ было проведено обследование, в процессе которого выявлены следующие резервы по основному и вспомогательному оборудованию:

По установке с трубчатым реактором резерв имеются резервы по производительности, что делает целесообразным не заменять установку в полном объеме. Возможна частичная модернизация с увеличением мощности основных технологических блоков:

  • реакторный блок без демонтажа реактора
  • блок компрессии с частичной заменой оборудования без изменения строительной части
  • блок рецикла низкого давления сохранится без крупных изменений
  • блок рецикла высокого давления требует значительной реконструкции

Предложено проектирование новой холодильной установки, которая значительно увеличит производительность, составлен перечень нового и модернизируемого оборудования блоков с основными техническими характеристиками.


Вариант реконструкция трубчатого реактора – переход на трехзонный
реактор во 2 и 3 вариантах реконструкции с введением жидкостного
инициирования


Схема работы холодильной установки

Модернизация компрессоров - Мульти компрессор бустер/первый каскад
фирмы Burckhardt

Предложено три варианта реконструкции. В зависимости от объема реконструкции суммарная производительность двух производств может быть повышена с 80 тыс.т ПЭ в год до:

  • Вариант 1 – 90 тыс. т/год
  • Вариант 2 – 130 тыс.т/год
  • Вариант 3 – 128 тыс.т/год

В 2016 году в связи с реконструкцией цеха пиролиза и очистки газа завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» разработаны основные технические решения, а в 2017 году ведется техническое проектирование наружной установки « Четырехкамерная печь пиролиза этана П-810/815/820/825», в составе узла пиролиза этановой и пропановой фракции в трубчатых печах. Целью работы является привязка 4-х камерной печи, проектируемого и поставляемого компанией Technip, к существующим технологическим коммуникациям завода этилена ПАО «Казаньоргсинтез» и строительство вспомогательных объектов для обеспечения соответствия параметров, качественных и расходных показателей технологических потоков, необходимых для работы печного блока. Строительство новой 4-х камерной печи пиролиза и вспомогательных объектов предусматривается для обеспечения резервирования существующих печей пиролиза.

В состав проекта входит разработка узла нагрева и подготовки сырья и топливного газа, узла редуцирования пара, узла дозирования диметилдисульфида (ДМДС) – ингибитора коксообразования, система подготовки и насосная питательной воды, узел продувочных вод.

что делают с б. у. изделиями, как из них изготавливают вторичный полимер, какую продукцию можно изготовить

Почему полиэтилен считается одним из наиболее актуальных для рециклинга материалом?

Во-первых, на полное разложение полимера потребуются сотни лет, а во-вторых, он сравнительно легко перерабатывается.

При этом материал не теряет своих свойств даже во вторичном виде.

Наконец, объемы отходов и превышение потребления над производством позволяют организовать привлекательный с точки зрения рентабельности бизнес по переработке.

По данным компании Inventra, специализирующейся на мониторинге рынка полимеров, в 2017 году в России было произведено 1,68 млн. тонн полиэтилена. Общее потребление с учетом импорта составило около 1,9 млн. тонн.

Учитывая, что половина ПЭ – это пленка для одноразовых пакетов и упаковки, несложно догадаться, что количество отходов составило не менее 1 млн. тонн. С каждым годом эта цифра растет.

Классификация

Шуршащий пакет, который практически невозможно растянуть, и эластичная пленка, бутыль от жидкого стирального порошка и обрезок кабельной изоляции – абсолютно разные материалы. Тем не менее, все это – полиэтилен.

Технологические свойства полиэтилена задаются на молекулярном уровне во время синтеза и не изменяются в процессе производства конечных изделий.

Процесс полимеризации может проходить по радикальному или каталитическому механизму. В результате будут получены совершенно разные по структуре и свойствам разновидности полиэтилена:

  • ПВД;
  • ПНД;
  • ПСД;
  • ЛПВД;
  • Сшитый ПЭ.

Наиболее распространенные виды полимера – ПВД и ПНД. Из них делают практически все – от упаковки до труб для напорных инженерных систем.

В последние годы наблюдается рост производства линейного полиэтилена высокого давления (ЛПВД), который используется для производства тонких стретч-пленок для пакетирования медицинских товаров и пищевых продуктов, в том числе горячих.

Куда можно сдать изделия б\у?

Предприятия, занимающиеся переработкой отходов полиэтилена, уже есть во всех крупных городах России.

Многие из них организовывают региональные сети по сбору вторичного сырья у организаций и населения.

Перерабатывающие предприятия охотно сотрудничают и с «удаленными» поставщиками вторсырья и предлагают услугу самовывоза.

Один из наиболее ярких примеров сотрудничества в сфере переработки ПЭ демонстрирует сеть супермаркетов «Магнит». Ежемесячно компания собирает около 1 тыс. тонн собственных отходов упаковочной пленки и передает их перерабатывающему предприятию «Новые технологии», где из них делают качественную вторичную гранулу.

Мы собрали актуальную информацию о действующих в крупных российских городах пунктах приема в отдельную статью. Здесь вы найдете контакты, цены и условия приема полиэтиена б\у.

Способы переработки

Наиболее эффективными технологиями переработки считаются:

  1. Термомеханический рециклинг – многостадийный процесс, в результате которого получают вторичную гранулу, которая применяется как самостоятельное сырье или добавляется в первичный полимер с целью снижения себестоимости продуктов производства. Об оборудовании, которое задействуется в данных процессах, можно почитать здесь.
  2. Пиролиз – высокотемпературное разложение в неокислительной атмосфере, позволяет получить этилен и еще более 30 низкомолекулярных соединений с линейной и циклической структурой. Подробно об этом методе читайте в статье Пиролиз пластиков.

Получить подробную информацию о способах переработки ПВД, ПНД и других видов полиэтилена можно здесь.

Производство воска

Полиэтиленовый воск (ПВ) – один из наиболее востребованных продуктов переработки полиэтилена. В качестве исходного сырья используются регранулят, а также измельченная ПВД и ПНД пленка.

Модульные производственные линии позволяют настраивать параметры технологического процесса для получения ПВ различных марок с контролируемым составом и свойствами.

Воски из вторичного полиэтилена применяют в следующих сферах:

  • кабельной промышленности;
  • литейном производстве;
  • изготовлении ПВХ-профилей и труб;
  • в качестве компонента битумов для кровельных работ и дорожного строительства.

Подробную информацию о технологиях переработки отходов полиэтилена в ПВ можно найти здесь.

Что еще делают из вторичной гранулы?

При соблюдении технологии регранулят не уступает по качеству первичному материалу, однако ограничения по его применению все-таки существуют.

Исключение составляют отходы производства – технологический брак и литники, которые после минимальной переработки добавляют в первичное сырье. Большинство предприятий-производителей имеет собственные линии для рециклинга или работает с постоянным подрядчиком.

Вторичная гранула из отходов потребления чаще всего не может быть использована для изготовления пищевых и медицинских контейнеров и упаковочных материалов.

Но зато она без ограничений используется в производстве тары и упаковки для промышленных товаров:

  • мусорных пакетов;
  • выдувной тары для масел и химии;
  • напорных и безнапорных труб;
  • садовой мебели:
  • геомембран;
  • сельскохозяйственной пленки;
  • древесно-полимерных композитов.

Больше информации о том, что производят из вторичных пластиков, вы найдете здесь.

«Проблемные» отходы

Для повышения качества вторичной гранулы все современные линии переработки отходов содержат:
  • флотационные ванны;
  • циклоны;
  • фильтры механической очистки;
  • установки дегазации.

Однако существует несколько видов отходов, которые невозможно очистить от примесей механизированным способом:

  1. Яркоокрашенный ПЭ. Пигменты, применяемые для сквозного окрашивания ПЭ, не выводятся при переработке, поэтому отходы часто приходится сортировать по цвету.
  2. Флаконы с наклейками.Многие производители применяют полимеризующиеся составы для надежного сцепления этикетки.
  3. Тара из разнородных, но одинаковых по плотности полимеров. В полиэтиленовых флаконах часто применяют крышки из ПВХ, полистирола и полипропилена. В результате их попадания в расплав гранула может не сформироваться.
  4. Канистр из под пестицидов, минеральных масел. Внутренний слой из полиамида, химически активные вещества и углеводороды делают термомеханическую переработку канистр и других подобных емкостей практически невозможной. Кроме того, работа с ними подлежит лицензированию.

Единственный способ преодоления проблем с такими отходами – сортировка. Именно поэтому за рассортированный по цветам и видам полиэтилен в пунктах приема платят больше.

Сортировочный процесс отличается высокой трудоемкостью, однако экологически ответственные компании выбирают именно такой подход к переработке.

Подведем итоги

Чтобы стимулировать производство изделий из вторичного полиэтилена и снизить нагрузку на полигоны, необходимо активное государственное участие.

Предприниматели ожидают не только экологических льгот, но и решения противоречий в нормативно-правовой базе, а также внедрения новых методик испытания, которые позволят сертифицировать товары и расширить сферу их применения.

Что такое полиэтилен?

Невинным выражением «обычный полиэтилен» материаловеда можно и обидеть. Самый популярный в мире пластик, которого только в России за год производят более 1,5 млн тонн, далеко не так обычен. Этот полимер используется для продуктовых пакетов и суставных протезов, износостойкой облицовки и сверхпрочных корабельных тросов.

Любой полиэтилен — это полимер, состоящий из звеньев этилена (C2H4, молекулярная масса 28 Да). Впервые его синтезировали еще в 1936 году, при высокой температуре и давлении получив цепи массой от 20 тыс. до 500 тыс., с длинными ответвлениями. Такой полиэтилен высокого давления (ПЭВД) до сих пор остается самым распространенным, хотя, используя специальные катализаторы, получают и линейный ПЭВД с более короткими боковыми цепями.


Сверху вниз: 1) полиэтилен низкого давления со слаборазветвленной цепью; 2) линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) со множеством коротких ответвлений; 3) полиэтилен высокого давления с высокоразветвленной цепью

А с 1954 года полимер производят при довольно умеренных условиях: полиэтилен низкого давления с массой от 80 тыс. до 800 тыс. отличается повышенной прочностью и температурой размягчения. Наконец, применяя комплексные металлоорганические катализаторы, синтезируют сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ) массой уже в миллионы дальтон.


Сверхвысокомолекулярный полиэтилен, укрепленный химическими сшивками, отличается прочностью, низким коэффициентом трения и высокой биосовместимостью. Это позволяет использовать его даже для суставных протезов.

Цепочки СВМПЭ так длинны и запутанны, что в расплавленном состоянии полимер будет очень вязким, отдаленно напоминая резину. Его обработка требует особых методов, зато позволяет получать продукты исключительных свойств. Это как нитки в клубке: короткие легко выдернуть, не порвав, а длинные спутываются и друг с другом, и сами с собой, растащить их намного сложнее. То же и с полиэтиленом: чем длиннее молекулярные цепи, тем больше будет между ними «зацеплений». Эти физические сшивки делают СВМПЭ химически инертным и биосовместимым, что позволяет применять его в медицинских протезах. Низкий коэффициент трения сравним с тефлоном, и износостойкими СВМПЭ-покрытиями можно улучшить работу подшипников.


Износостойкий полиэтилен применяется даже в узлах сухого трения, таких как подшипники скольжения.

Если же ориентировать цепочки СВМПЭ в каком-нибудь общем направлении, такой полимер станет невероятно прочным: единичное волокно диаметром тоньше человеческого волоса (20−60 мкм) выдержит нагрузку около 1 кг. В пересчете на единицу массы прочность канатов, изготовленных из волокон СВМПЭ, будет гораздо выше, чем у стальных. При этом плотность материала останется меньше, чем у воды: такие тросы не тонут и не размокают.

Виды пластика и полиэтилена и их условные обозначения, прием в Самаре.

«Все на свете из пластмассы, и вокруг пластмассовая жизнь», — пела группа «Сплин». И действительно, из пластмассы делают великое множество вещей. Однако и пластмасс существует очень много. У каждого типа — свои особенности и преимущества.

ПЭТ (полиэтилентерефталат)

ПЭТ — самый распространенный материал для производства пластиковых бутылок. Минеральная вода, газировка и другие освежающие напитки, как правило, содержатся именно в ПЭТ-бутылках.

Основное преимущество ПЭТ в том, что это превосходный барьер на пути влаги и жидкости. Стекло, конечно, в этом плане вне конкуренции, но оно гораздо более хрупкое и тяжелое. Пол-литровая бутылка ПЭТ в 10 раз легче бутылки из стекла. К тому же благодаря тому, что ПЭТ дешев и ударопрочен, производители стали продавать свои напитки в бутылках большого объема. Это выгодно и покупателям, и продавцам.

Впервые ПЭТ выделили британские химики — в 1941 году. После войны многие страны научились производить этот ценный синтетический материал в своих лабораториях. В СССР он получил красивое название лавсан, что, впрочем, означает вовсе не солнце любви, а Лабораторию Института высокомолекулярных соединений Академии Наук.

Первоначально о бутылках никто не думал. Из ПЭТ производили синтетические волокна, например полиэстер. В 1950-х годах из него научились делать пленку — в частности, для фотоаппаратов и кинокамер. Первая ПЭТ-бутылка сошла с конвейера в 1973 году. А уже в 1977 году бутылки стали перерабатывать. Оказалось, что они прекрасно поддаются переработке, и из них можно делать новые бутылки, одежду, хозяйственные емкости.

ПНД (полиэтилен низкого давления) и ПВД (полиэтилен высокого давления) 

Считается, что впервые полиэтилен был получен на исходе 19-го века. Немецкий химик Ганс фон Пехманн в 1898 году нагрел диазометан и нашел в пробирке белый осадок, похожий на воск. Его коллеги описали вещество, но практического применения до 1930-х гг. это открытие не имело.

В 1933 году химики Эрик Фосет и Реджинальд Гибсон из британской компании ICI случайно смешали два вещества и нагрели его под высоким давлением и, вслед за фон Пехманном, получили новую воскообразную субстанцию. Через два года еще один химик из ICI установил, как можно повторить этот опыт, и уже в 1939 году началось промышленное производство полиэтилена.

ПВД изготавливается при высоком давлении, а ПНД — при низком. Это определяет их свойства. ПНД тверже, но менее прозрачен. К плюсам ПНД можно отнести его низкую водопроницаемость, высокую устойчивость к маслам, бензину и другим элементам. Это долговечная и прочная пластмасса. Из нее изготавливают трубы, посуду, крышки, фляги, ведра и другие хозяйственные емкости.

ПВД, напротив, отличается гибкостью и эластичностью. Это не самая прочная пластмасса, зато совершенно безопасная. При контакте с пищевыми продуктами она не выделяет вредных веществ. Из ПВД делают пакеты, пищевую и другие виды пленок, брезент. Также ПВД используется в производстве бутылок, канистр и других емкостей. Еще одно важное достоинство ПВД — он не боится низкой температуры и не становится хрупким на холоде.

ПВХ (поливинилхлорид)

ПВХ широко применяется в ремонте и строительстве. Из ПВХ делают вагонку, сайдинг, натяжные потолки, пластиковые окна. Но этим сфера применения ПВХ не исчерпывается. В каждом современном автомобиле — несколько килограммов ПВХ. Покрытия, приборные панели, подлокотники, ручки, держатели стаканов и многие другие детали изготовлены из него. ПВХ ценят и в медицине, и в канцелярии, из него делают пластиковые карточки, игрушки. Словом, это универсальный материал.

ПВХ был открыт французским химиком Анри Реньо. Как-то раз он оставил пробирку с винилхлоридом на солнечном свету и забыл про нее несколько дней. В пробирке образовался белый порошок. Впрочем, почти на целый век про это вещество забыли. Промышленное производство ПВХ началось только в 1913 году, и оно связано с именем американского инженера Фрица Клатте. Бум производства ПВХ начался в 1930-е годы. Германия, США, Великобритания начали на полную мощность производить новый материал. С чем же связана его популярность?

ПВХ устойчив к химическим соединениям. Он долговечен, не боится ни влаги, ни песка, ни солнца. При этом современный ПВХ эстетично выглядит. Однако в среде экологов к ПВХ относятся настороженно, ведь при его производстве активно применяется хлор. К тому же ПВХ сложно утилизировать: при сжигании он выделяет опасные для здоровья канцерогены.

ПП (Полипропилен)

История полипропилена началась в 1950-х годах, когда его получили химики Джулио Натта и Карл Циглер. За свое открытие они удостоились Нобелевской премии. Сегодня этот пластик по распространенности уступает только полиэтилену. Из полипропилена делают упаковочную тару, пленку, волокна. Из него также изготавливают одежду — например, болониевые куртки. Само название «болонья» произошло от одноименного города, где Джулио Натта открыл этот материал.

Полипропилен — экстремальный пластик. Он не боится ни высоких температур, ни изгибов, ни коррозии, ни растворителей. Не тонет в воде. Безвреден. Зато от мороза и солнечных лучей его лучше беречь. Полипропилен хорошо перерабатывается, его дробят на гранулы, после чего вновь используют в производстве.

ПС (Полистирол)

Полистирол впервые был выделен в 1911 году, хотя стирол, на основе которого он производится, был известен еще в 19-м веке. Это жесткий, но относительно хрупкий материал. Он устойчив к влаге. Его легко обрабатывать. Сравнительно дешев. Из полистирола делают массу вещей в различных сферах: потолочные плитки, корпуса телевизоров, чашки Петри, игрушки для детей.

Впрочем, полистирол применяется не только в мирных целях. Это вязкое вещество сложно потушить, поэтому оно стал одним из составляющих напалма. А вот в быту полистирол безвреден, однако при его сжигании выделяются вредные канцерогены, поэтому лучше всего полистирол перерабатывать.

Знаки перерабатываемого пластика

Каждый перерабатываемый тип пластика обозначается определенным знаком. Наверняка вы не раз видели такие значки на упаковке. Если же пластик не подпадает ни под один из перечисленных видов (что редкость!), его обозначают знаком «Другие виды пластика» — вот таким. 

 

 

Производство пластмасс: от мономера к полимеру

Универсальность, простота изготовления и относительно низкая стоимость делают пластмассы одними из самых полезных материалов для широкого спектра применений. В этой статье рассказывается о химии и производственных процессах двух самых популярных пластиков - полиэтилена и полипропилена.

Пластмассы - одни из самых разнообразных и полезных производственных материалов в мире. В то время как пластмассы включают в себя большое количество материалов, полиэтилен и полипропилен являются двумя основными типами пластмасс, используемых во многих потребительских товарах, от автомобильных запчастей до пакетов для покупок и водопроводных труб.

Несколько типов реакторов могут производить полимеры, включая реакторы с псевдоожиженным слоем, петлевые, автоклавные и трубчатые реакторы. Различные марки полиэтилена и полипропилена обладают широким спектром физических свойств, таких как плотность, жесткость, гибкость, непрозрачность, температура плавления, текстура и прочность. Манипулируя переменными в реакторе, такими как расход мономера, сомономера, катализатора и охлаждающей среды, можно управлять ключевыми параметрами качества. Добавки и красители могут изменить внешний вид полимера.

Полимерные заводы - это полунепрерывные процессы. Сырье непрерывно подается в реактор в передней части, а полимерный порошок и гранулы упаковываются партиями. На большинстве предприятий используется несколько линий с большим количеством бункеров и силосов для хранения и смешивания. Пластмассы в конечном итоге доставляются клиентам с помощью барж, грузовиков или железнодорожных вагонов.

В этой статье описаны различные процессы производства полиолефинов, их основные рабочие параметры и способы использования автоматизации для улучшения контроля качества и увеличения производительности.

Химия производства пластика

Полезно понять некоторые химические процессы, лежащие в основе реакции полимеризации, чтобы понять, как работает этот процесс, и насколько сложен процесс производства пластика. Реакция полимеризации начинается с первичного ингредиента (мономера), такого как этилен или пропилен.

Этилен (C 2 H 4 ) представляет собой стабильную молекулу с двумя атомами углерода и двойной связью. Полиэтилен (PE) образуется в результате реакции множества молекул этилена в присутствии катализатора с разрывом двойной связи и соединением атомов углерода в цепь (рис. 1).Чем длиннее цепь, тем выше молекулярная масса. Полимеры могут иметь миллионы молекулярных масс.

Аналогичным образом полипропилен (ПП) получают путем разрыва двойной связи в молекуле пропилена (C 3 H 6 ) в присутствии катализатора с образованием длинных цепочек молекул с тремя атомами углерода (рис. 2). Третий атом углерода добавляет сложности: на какую сторону цепи попадут метильные (CH 3 ) группы? Все они могут быть по одну сторону от центральной линии цепи или позвоночника (изотактический), они могут появляться поочередно на противоположных сторонах основы (синдиотактический), или их положения могут быть случайными (атактическими).Эти устройства имеют разные физические свойства.

В реакциях полимеризации также будет потребляться водород, который необходим для гашения реакции ( т. Е. завершают цепочки), а некоторые будут включать вторичный ингредиент (известный как сомономер). Поскольку концентрации этих компонентов в реакторе влияют на вероятность протекания конкретных реакций, состав в реакторе эффективно устанавливает количество разветвлений и длину цепи.

Рисунок 1. Этилен - стабильная молекула с двумя атомами углерода, соединенными двойной связью. Полиэтилен образуется в результате реакции множества молекул этилена в присутствии катализатора.

В полимерной промышленности используется множество катализаторов, и каждый год разрабатываются новые катализаторы. Различные катализаторы используются для создания полимеров с определенными свойствами даже в одном и том же реакторе. Каждый лицензиар процесса ПЭ или ПП включает патентованные рецептуры катализаторов в конструкции своих реакторов. В зависимости от типа реактора катализаторы могут быть твердыми частицами или суспендированы в углеводороде или растворителе.

Полимеризация - это сильно экзотермическая реакция, и она требует непрерывного охлаждения для предотвращения неуправляемых реакций. Большинство реакторных систем включают аварийное гашение, которое быстро останавливает реактор, если температура достигает заданного значения. До внедрения дублирующих механизмов управления реакция побега могла привести к тому, что реактор полностью забился пластиком. С тех пор технологические процессы были изменены, и были внедрены системы безопасности для предотвращения таких инцидентов.

Рис. 2. Полипропилен получают путем разрыва двойной связи в молекуле пропилена в присутствии катализатора. Получающийся в результате полимер может быть изотактическим, со всеми метильными группами на одной стороне основной цепи полимера, синдиотактическим, с альтернативными метильными группами на противоположных сторонах основной цепи, или атактическим (не показано), с метильными группами, расположенными случайным образом.

Рис. 3. Молекулярно-массовое распределение бимодального полимера имеет более одного пика.

Основные характеристики качества

Хотя свойства полимера можно несколько изменить на стадиях смешивания и экструзии, условия в реакторе устанавливают сорт (ы) продукта - как определено несколькими ключевыми мерами качества - которые могут быть изготовлены. В общем, полиэтилен классифицируется на основе его плотности, линейности молекул (, то есть степени разветвления) и его молекулярной массы (длины цепей). Другие качества полимера, включая свойство текучести расплава, известное как индекс текучести расплава, являются функцией кристаллической структуры и также в первую очередь определяются реакцией полимеризации.Индекс текучести расплава определяет поведение полимера при последующих операциях, таких как экструзия, выдувное формование или производство пленки.

Наиболее распространенные марки полиэтилена:

  • полиэтилен высокой плотности (HDPE) . Этот полимер имеет плотность не менее 0,941 г / см. 3 . Он имеет низкую степень разветвления, в основном линейные молекулы, имеет высокую прочность на разрыв, устойчив ко многим химическим веществам и используется в таких продуктах, как бутылки, кувшины, водопроводные трубы и игрушки.
  • полиэтилен средней плотности (MDPE) . Имея диапазон плотности от 0,925 до 0,940 г / см 3 , MDPE имеет лучшую стойкость к ударам и растрескиванию под напряжением, чем HDPE, и обычно используется для газовых труб, пластиковых пакетов и упаковочной пленки.
  • полиэтилен низкой плотности (LDPE) . Этот сорт имеет диапазон плотности ...

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен - это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электрика и т. Д.).

Полиэтилен получают в результате полимеризации мономера этилена (или этена). Химическая формула полиэтилена: (C 2 H 4 ) n .


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена - C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это экономичный термопласт с линейной структурой, без разветвлений или с низкой степенью разветвления. Он производится при низкой температуре (70-300 ° C) и давлении (10-80 бар) и производится либо из:
  • Модифицирующий природный газ (смесь метана, этана, пропана) или
  • Каталитический крекинг сырой нефти в бензин

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Точка плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая стойкость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв по сравнению с другими формами полиэтилена
  6. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  7. Хорошая устойчивость к низким температурам
  8. Отличные электроизоляционные свойства
  9. Очень низкое водопоглощение
  10. Соответствует FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Однако атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных применений полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки - Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковочных приложениях, включая ящики, лотки, бутылки для молока и фруктовых соков, крышки для упаковки пищевых продуктов, канистры, бочки, промышленные контейнеры для массовых грузов и т. Д.В таких случаях полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления - Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, посуда, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль - Благодаря своей высокой прочности на разрыв, HDPE широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборы, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. Д.) Благодаря его отличным характеристикам. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильная - топливные баки, проводка и кабели - защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем свободнорадикальной полимеризации.

ПЭНП состоит из 4 000–40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Два основных процесса, используемых для производства полиэтилена низкой плотности: автоклав с мешалкой или трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

  1. LDPE Температура плавления: от 105 до 115 ° C
  2. Плотность ПВД: 0,910–0,940 г / см 3
  3. Химическая стойкость ПВД:
    • Хорошая стойкость к спиртам, разбавленным щелочам и кислотам
    • Ограниченная устойчивость к алифатическим и ароматическим углеводородам, минеральным маслам, окислителям и галогенированным углеводородам
  4. Термостойкость до 80 ° C непрерывно и 95 ° C в течение более короткого времени.
  5. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  6. Высокая ударопрочность при низких температурах, хорошая атмосферостойкость
  7. Отличные электроизоляционные свойства
  8. Очень низкое водопоглощение
  9. Соответствует FDA
  10. Прозрачная в виде тонкой пленки

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая стойкость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности - полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка - Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля вскрытия, вкладышей, мешков для мусора, пленок для упаковки пищевых продуктов (замороженные, сухие продукты, и т. д.), ламинат и т. д.
  2. Трубы и фитинги - Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб и шлангов для труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительских товаров - предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели - изоляторы субпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства ЛПЭНП

  • Очень гибкий с высокой ударной вязкостью
  • Полупрозрачный и натуральный молочный цвет
  • Отлично подходит для мягких и сильных буферов, хорошая химическая стойкость
  • Хорошие барьерные свойства для водяного пара и спирта
  • Хорошая стойкость к растрескиванию под напряжением и ударопрочность

Области применения ЛПЭНП: подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. В этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленка
  • PE не содержит пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц на молекулу.
  • Обладает превосходными механическими свойствами, такими как высокая стойкость к истиранию, ударная вязкость и низкий коэффициент трения.
  • Материал практически полностью инертен, поэтому используется в самых агрессивных или агрессивных средах при умеренных температурах.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким растворителям, за исключением ароматических, галогенированных углеводородов и сильных окислителей, таких как азотная кислота.
  • Эти особые свойства позволяют использовать продукт в нескольких высокопроизводительных приложениях.
  • UHMWPE подходит для приложений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)


Сшитый полиэтилен высокой плотности, или XLPE, представляет собой форму полиэтилена со сшитой структурой специально разработан для критически важных приложений.

Сшитый полиэтилен производится из полиэтилена под высоким давлением с использованием органических пероксидов, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Допуск к питьевой воде
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Более жесткие

Сравнение основных типов полиэтилена


ПЭНП ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
- Одностадийная полимеризация
- Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллов) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная стойкость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Отличные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код утилизации
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, полиэтиленовые пакеты, пакеты для мусора, экструзионные формованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из ПЭ, ПУ и ПВХ


PE, полиуретаны и ПВХ - широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на полигонах, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, в медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?


Различные формы полиэтилена могут использоваться в таких процессах, как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и различные процессы создания пленки, такие как каландрирование или экструзия пленки с раздувом.
  • Полиэтилен высокой плотности легко перерабатывать с помощью литья под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Формования с раздувом и центробежного формования. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией обработки, используемой для полиэтилена низкой плотности, является экструзия (трубы, выдувные и литые пленки, кабели ...). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ перерабатывается по-разному: методом компрессионного формования, штамповочной экструзии, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, выдувное формование или экструзионное формование, поскольку этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПЭНП
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • Температура расплава: 160-260 ° C
  • Усадка после пресс-формы составляет от 1,5 до 3,5%
  • Давление впрыска материала: до 150 МПа
Экструзия
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Степень сжатия: 3: 1
  • Температура цилиндра: 180-205 ° C
  • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110 C (221-230 ° F) для доизмельчения
  • Температура расплава: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия экструзией требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Код идентификации смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмасс для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен - это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электрика и т. Д.).

Полиэтилен получают в результате полимеризации мономера этилена (или этена). Химическая формула полиэтилена: (C 2 H 4 ) n .


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена - C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это экономичный термопласт с линейной структурой, без разветвлений или с низкой степенью разветвления. Он производится при низкой температуре (70-300 ° C) и давлении (10-80 бар) и производится либо из:
  • Модифицирующий природный газ (смесь метана, этана, пропана) или
  • Каталитический крекинг сырой нефти в бензин

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Точка плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая стойкость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв по сравнению с другими формами полиэтилена
  6. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  7. Хорошая устойчивость к низким температурам
  8. Отличные электроизоляционные свойства
  9. Очень низкое водопоглощение
  10. Соответствует FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Однако атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных применений полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки - Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковочных приложениях, включая ящики, лотки, бутылки для молока и фруктовых соков, крышки для упаковки пищевых продуктов, канистры, бочки, промышленные контейнеры для массовых грузов и т. Д.В таких случаях полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления - Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, посуда, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль - Благодаря своей высокой прочности на разрыв, HDPE широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборы, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. Д.) Благодаря его отличным характеристикам. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильная - топливные баки, проводка и кабели - защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем свободнорадикальной полимеризации.

ПЭНП состоит из 4 000–40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Два основных процесса, используемых для производства полиэтилена низкой плотности: автоклав с мешалкой или трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

  1. LDPE Температура плавления: от 105 до 115 ° C
  2. Плотность ПВД: 0,910–0,940 г / см 3
  3. Химическая стойкость ПВД:
    • Хорошая стойкость к спиртам, разбавленным щелочам и кислотам
    • Ограниченная устойчивость к алифатическим и ароматическим углеводородам, минеральным маслам, окислителям и галогенированным углеводородам
  4. Термостойкость до 80 ° C непрерывно и 95 ° C в течение более короткого времени.
  5. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  6. Высокая ударопрочность при низких температурах, хорошая атмосферостойкость
  7. Отличные электроизоляционные свойства
  8. Очень низкое водопоглощение
  9. Соответствует FDA
  10. Прозрачная в виде тонкой пленки

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая стойкость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности - полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка - Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля вскрытия, вкладышей, мешков для мусора, пленок для упаковки пищевых продуктов (замороженные, сухие продукты, и т. д.), ламинат и т. д.
  2. Трубы и фитинги - Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб и шлангов для труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительских товаров - предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели - изоляторы субпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства ЛПЭНП

  • Очень гибкий с высокой ударной вязкостью
  • Полупрозрачный и натуральный молочный цвет
  • Отлично подходит для мягких и сильных буферов, хорошая химическая стойкость
  • Хорошие барьерные свойства для водяного пара и спирта
  • Хорошая стойкость к растрескиванию под напряжением и ударопрочность

Области применения ЛПЭНП: подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. В этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленка
  • PE не содержит пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц на молекулу.
  • Обладает превосходными механическими свойствами, такими как высокая стойкость к истиранию, ударная вязкость и низкий коэффициент трения.
  • Материал практически полностью инертен, поэтому используется в самых агрессивных или агрессивных средах при умеренных температурах.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким растворителям, за исключением ароматических, галогенированных углеводородов и сильных окислителей, таких как азотная кислота.
  • Эти особые свойства позволяют использовать продукт в нескольких высокопроизводительных приложениях.
  • UHMWPE подходит для приложений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)


Сшитый полиэтилен высокой плотности, или XLPE, представляет собой форму полиэтилена со сшитой структурой специально разработан для критически важных приложений.

Сшитый полиэтилен производится из полиэтилена под высоким давлением с использованием органических пероксидов, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Допуск к питьевой воде
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Более жесткие

Сравнение основных типов полиэтилена


ПЭНП ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
- Одностадийная полимеризация
- Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллов) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная стойкость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Отличные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код утилизации
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, полиэтиленовые пакеты, пакеты для мусора, экструзионные формованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из ПЭ, ПУ и ПВХ


PE, полиуретаны и ПВХ - широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на полигонах, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, в медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?


Различные формы полиэтилена могут использоваться в таких процессах, как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и различные процессы создания пленки, такие как каландрирование или экструзия пленки с раздувом.
  • Полиэтилен высокой плотности легко перерабатывать с помощью литья под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Формования с раздувом и центробежного формования. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией обработки, используемой для полиэтилена низкой плотности, является экструзия (трубы, выдувные и литые пленки, кабели ...). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ перерабатывается по-разному: методом компрессионного формования, штамповочной экструзии, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, выдувное формование или экструзионное формование, поскольку этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПЭНП
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • Температура расплава: 160-260 ° C
  • Усадка после пресс-формы составляет от 1,5 до 3,5%
  • Давление впрыска материала: до 150 МПа
Экструзия
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Степень сжатия: 3: 1
  • Температура цилиндра: 180-205 ° C
  • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110 C (221-230 ° F) для доизмельчения
  • Температура расплава: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия экструзией требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Код идентификации смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмасс для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен - это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электрика и т. Д.).

Полиэтилен получают в результате полимеризации мономера этилена (или этена). Химическая формула полиэтилена: (C 2 H 4 ) n .


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена - C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это экономичный термопласт с линейной структурой, без разветвлений или с низкой степенью разветвления. Он производится при низкой температуре (70-300 ° C) и давлении (10-80 бар) и производится либо из:
  • Модифицирующий природный газ (смесь метана, этана, пропана) или
  • Каталитический крекинг сырой нефти в бензин

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Точка плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая стойкость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв по сравнению с другими формами полиэтилена
  6. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  7. Хорошая устойчивость к низким температурам
  8. Отличные электроизоляционные свойства
  9. Очень низкое водопоглощение
  10. Соответствует FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Однако атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных применений полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки - Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковочных приложениях, включая ящики, лотки, бутылки для молока и фруктовых соков, крышки для упаковки пищевых продуктов, канистры, бочки, промышленные контейнеры для массовых грузов и т. Д.В таких случаях полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления - Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, посуда, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль - Благодаря своей высокой прочности на разрыв, HDPE широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборы, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. Д.) Благодаря его отличным характеристикам. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильная - топливные баки, проводка и кабели - защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем свободнорадикальной полимеризации.

ПЭНП состоит из 4 000–40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Два основных процесса, используемых для производства полиэтилена низкой плотности: автоклав с мешалкой или трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

  1. LDPE Температура плавления: от 105 до 115 ° C
  2. Плотность ПВД: 0,910–0,940 г / см 3
  3. Химическая стойкость ПВД:
    • Хорошая стойкость к спиртам, разбавленным щелочам и кислотам
    • Ограниченная устойчивость к алифатическим и ароматическим углеводородам, минеральным маслам, окислителям и галогенированным углеводородам
  4. Термостойкость до 80 ° C непрерывно и 95 ° C в течение более короткого времени.
  5. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  6. Высокая ударопрочность при низких температурах, хорошая атмосферостойкость
  7. Отличные электроизоляционные свойства
  8. Очень низкое водопоглощение
  9. Соответствует FDA
  10. Прозрачная в виде тонкой пленки

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая стойкость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности - полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка - Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля вскрытия, вкладышей, мешков для мусора, пленок для упаковки пищевых продуктов (замороженные, сухие продукты, и т. д.), ламинат и т. д.
  2. Трубы и фитинги - Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб и шлангов для труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительских товаров - предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели - изоляторы субпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства ЛПЭНП

  • Очень гибкий с высокой ударной вязкостью
  • Полупрозрачный и натуральный молочный цвет
  • Отлично подходит для мягких и сильных буферов, хорошая химическая стойкость
  • Хорошие барьерные свойства для водяного пара и спирта
  • Хорошая стойкость к растрескиванию под напряжением и ударопрочность

Области применения ЛПЭНП: подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. В этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленка
  • PE не содержит пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц на молекулу.
  • Обладает превосходными механическими свойствами, такими как высокая стойкость к истиранию, ударная вязкость и низкий коэффициент трения.
  • Материал практически полностью инертен, поэтому используется в самых агрессивных или агрессивных средах при умеренных температурах.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким растворителям, за исключением ароматических, галогенированных углеводородов и сильных окислителей, таких как азотная кислота.
  • Эти особые свойства позволяют использовать продукт в нескольких высокопроизводительных приложениях.
  • UHMWPE подходит для приложений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)


Сшитый полиэтилен высокой плотности, или XLPE, представляет собой форму полиэтилена со сшитой структурой специально разработан для критически важных приложений.

Сшитый полиэтилен производится из полиэтилена под высоким давлением с использованием органических пероксидов, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Допуск к питьевой воде
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Более жесткие

Сравнение основных типов полиэтилена


ПЭНП ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
- Одностадийная полимеризация
- Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллов) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная стойкость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Отличные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код утилизации
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, полиэтиленовые пакеты, пакеты для мусора, экструзионные формованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из ПЭ, ПУ и ПВХ


PE, полиуретаны и ПВХ - широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на полигонах, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, в медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?


Различные формы полиэтилена могут использоваться в таких процессах, как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и различные процессы создания пленки, такие как каландрирование или экструзия пленки с раздувом.
  • Полиэтилен высокой плотности легко перерабатывать с помощью литья под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Формования с раздувом и центробежного формования. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией обработки, используемой для полиэтилена низкой плотности, является экструзия (трубы, выдувные и литые пленки, кабели ...). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ перерабатывается по-разному: методом компрессионного формования, штамповочной экструзии, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, выдувное формование или экструзионное формование, поскольку этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПЭНП
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • Температура расплава: 160-260 ° C
  • Усадка после пресс-формы составляет от 1,5 до 3,5%
  • Давление впрыска материала: до 150 МПа
Экструзия
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Степень сжатия: 3: 1
  • Температура цилиндра: 180-205 ° C
  • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110 C (221-230 ° F) для доизмельчения
  • Температура расплава: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия экструзией требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Код идентификации смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмасс для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Полиэтилен (PE) Пластик: свойства, применение и применение


Полиэтилен - это легкий, прочный термопласт с переменной кристаллической структурой.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире (ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн). Полиэтилен используется для производства пленок, трубок, пластиковых деталей, ламинатов и т. Д. На нескольких рынках (упаковка, автомобилестроение, электрика и т. Д.).

Полиэтилен получают в результате полимеризации мономера этилена (или этена). Химическая формула полиэтилена: (C 2 H 4 ) n .


Как производится полиэтилен?


Полиэтилен получают путем присоединения или радикальной полимеризации этиленовых (олефиновых) мономеров.(Химическая формула этена - C 2 H 4 ). Катализаторы Циглера-Натта и металлоценовые катализаторы используются для проведения полимеризации полиэтилена.

Обычные типы полиэтилена (PE)


PE относится к семейству полиолефинов и классифицируется по плотности и разветвлению. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются:

Кроме того, полиэтилен доступен и в других типах, таких как: (подробно не рассматривается в данном руководстве)
  • Полиэтилен средней плотности (MDPE)
  • Полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE)
  • высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE)
  • Полиэтилен сверхнизкой молекулярной массы (ULMWPE)
  • Хлорированный полиэтилен (CPE)

Некоторые поставщики полиэтилена включают: Borealis, Celanese Corporation, Dow Chemicals, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, NOVA Chemicals, SABIC.Просмотреть всех поставщиков полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)


Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это экономичный термопласт с линейной структурой, без разветвлений или с низкой степенью разветвления. Он производится при низкой температуре (70-300 ° C) и давлении (10-80 бар) и производится либо из:
  • Модифицирующий природный газ (смесь метана, этана, пропана) или
  • Каталитический крекинг сырой нефти в бензин

HDPE производится в основном с использованием двух технологий: суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации.

Молекулярная структура полиэтилена высокой плотности


Полиэтилен высокой плотности является гибким, полупрозрачным / воскообразным, атмосферостойким и демонстрирует прочность при очень низких температурах.

Свойства полиэтилена высокой плотности

  1. HDPE Точка плавления: 120-140 ° C
  2. Плотность HDPE: от 0,93 до 0,97 г / см 3
  3. Полиэтилен высокой плотности Химическая стойкость:
    • Отличная стойкость к большинству растворителей
    • Очень хорошая стойкость к спиртам, разбавленным кислотам и щелочам
    • Умеренная стойкость к маслам и жирам
    • Плохая устойчивость к углеводородам (алифатическим, ароматическим, галогенированным)
  4. Постоянная температура: от -50 ° C до + 60 ° C, относительно жесткий материал с полезными температурными характеристиками
  5. Более высокая прочность на разрыв по сравнению с другими формами полиэтилена
  6. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  7. Хорошая устойчивость к низким температурам
  8. Отличные электроизоляционные свойства
  9. Очень низкое водопоглощение
  10. Соответствует FDA

»Узнать больше о свойствах HDPE и связанных значениях в деталях

Недостатки HDPE

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Более низкая жесткость , чем у полипропилена
  • Высокая усадка в форме
  • Плохая устойчивость к ультрафиолетовому излучению и низкой температуре
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Однако атмосферостойкость HDPE может быть улучшена путем добавления сажи или присадок, поглощающих УФ-излучение.Технический углерод также способствует усилению материала.

Применение полиэтилена высокой плотности (HDPE)

Превосходное сочетание свойств делает HDPE идеальным материалом для различных областей применения в различных отраслях промышленности. Его можно спроектировать в соответствии с требованиями конечного использования.

Некоторые из основных применений полиэтилена высокой плотности включают:

  1. Приложения для упаковки - Полиэтилен высокой плотности используется в нескольких упаковочных приложениях, включая ящики, лотки, бутылки для молока и фруктовых соков, крышки для упаковки пищевых продуктов, канистры, бочки, промышленные контейнеры для массовых грузов и т. Д.В таких случаях полиэтилен высокой плотности обеспечивает конечному продукту приемлемую ударную вязкость.

    »Ознакомьтесь со всеми имеющимися в продаже сортами HDPE для упаковки


  2. Товары народного потребления - Низкая стоимость и простота обработки делают полиэтилен высокой плотности предпочтительным материалом для изготовления нескольких предметов домашнего обихода и потребительских товаров, таких как контейнеры для мусора, посуда, ящики для льда, игрушки и т. Д.

  3. Волокна и текстиль - Благодаря своей высокой прочности на разрыв, HDPE широко используется в канатах, рыболовных и спортивных сетях, сетях сельскохозяйственного назначения, промышленных и декоративных тканях и т. Д.



Другие популярные применения HDPE

Другие области применения HDPE включают трубы и фитинги (трубы для газа, воды, канализации, дренажа, водосборы, промышленное применение, защита кабелей, покрытие стальных труб, большие смотровые камеры и люки для сточных вод и т. Д.) Благодаря его отличным характеристикам. устойчивость к химическому воздействию и гидролизу,
автомобильная - топливные баки, проводка и кабели - защитная пленка для энергии, телекоммуникационные кабели.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)


Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - это полужесткий и полупрозрачный полимер. По сравнению с HDPE, он имеет более высокую степень разветвления коротких и длинных боковых цепей. Производится при высоком давлении (1000-3000 бар; 80-300 ° C) путем свободнорадикальной полимеризации.

ПЭНП состоит из 4 000–40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Два основных процесса, используемых для производства полиэтилена низкой плотности: автоклав с мешалкой или трубчатые пути.Трубчатый реактор получил преимущество перед автоклавным способом из-за более высоких скоростей конверсии этилена.

Конструкция из полиэтилена низкой плотности

Свойства полиэтилена низкой плотности

  1. LDPE Температура плавления: от 105 до 115 ° C
  2. Плотность ПВД: 0,910–0,940 г / см 3
  3. Химическая стойкость ПВД:
    • Хорошая стойкость к спиртам, разбавленным щелочам и кислотам
    • Ограниченная устойчивость к алифатическим и ароматическим углеводородам, минеральным маслам, окислителям и галогенированным углеводородам
  4. Термостойкость до 80 ° C непрерывно и 95 ° C в течение более короткого времени.
  5. Недорогой полимер с хорошей технологичностью
  6. Высокая ударопрочность при низких температурах, хорошая атмосферостойкость
  7. Отличные электроизоляционные свойства
  8. Очень низкое водопоглощение
  9. Соответствует FDA
  10. Прозрачная в виде тонкой пленки

Недостатки ПВД ​​

  • Склонность к растрескиванию под напряжением
  • Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура. Это ограничивает его использование в приложениях, требующих экстремальных температур.
  • Высокая газопроницаемость, особенно диоксид углерода
  • Плохая стойкость к ультрафиолетовому излучению
  • Легковоспламеняющийся
  • Высокочастотная сварка и соединение невозможно

Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) в основном используется для производства контейнеров, бутылок для розлива, бутылок для промывки, трубок, пластиковых пакетов для компьютерных компонентов и различного формованного лабораторного оборудования. Наиболее популярное применение полиэтилена низкой плотности - полиэтиленовые пакеты.

Применение ПВД


  1. Упаковка - Благодаря своей низкой стоимости и хорошей гибкости, LDPE используется в упаковочной промышленности для фармацевтических и отжимных бутылок, крышек и крышек, средств контроля вскрытия, вкладышей, мешков для мусора, пленок для упаковки пищевых продуктов (замороженные, сухие продукты, и т. д.), ламинат и т. д.
  2. Трубы и фитинги - Полиэтилен низкой плотности используется для производства водопроводных труб и шлангов для труб и фитингов из-за его пластичности и низкого водопоглощения.

»Просмотреть все одобренные для контакта с пищевыми продуктами марки ПВД ​​

Другие области применения включают потребительских товаров - предметы домашнего обихода, гибкие игрушки, сельскохозяйственные пленки, электропроводку и кабели - изоляторы субпроводников, оболочку кабелей.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)


LLDPE получают путем полимеризации этилена (или мономера этана) с 1-бутеном и меньшими количествами 1-гексена и 1-октена с использованием катализаторов Циглера-Натта или металлоценовых катализаторов.Конструктивно похож на ПВД.

Структура LLDPE имеет линейную основу с короткими однородными ветвями (в отличие от более длинных ветвей LDPE). Эти короткие ветви могут скользить друг относительно друга при удлинении, не запутываясь, как у LPDE.

В сегодняшнем сценарии линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) весьма успешно заменил полиэтилен низкой плотности.

Свойства ЛПЭНП

  • Очень гибкий с высокой ударной вязкостью
  • Полупрозрачный и натуральный молочный цвет
  • Отлично подходит для мягких и сильных буферов, хорошая химическая стойкость
  • Хорошие барьерные свойства для водяного пара и спирта
  • Хорошая стойкость к растрескиванию под напряжением и ударопрочность

Области применения ЛПЭНП: подходит для различных пленок, таких как пленка общего назначения, стрейч-пленка, упаковка для одежды, сельскохозяйственная пленка и т. Д.

Преимущества полиэтиленовых пленок

  • Пленки PE горят до углекислого газа и воды без остатка. В этом процессе не образуются токсичные пары или газы и не образуется огарок
  • Пленка
  • PE не содержит пластификаторов и тяжелых металлов. Они физиологически безвредны
  • При производстве полиэтиленовых пленок не образуются ни запаха, ни сточные воды.

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (СВМПЭ)


Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы или UHMWPE имеет молекулярную массу примерно в 10 раз выше (обычно между 3.5 и 7,5 миллионов а.е.м.), чем смолы из полиэтилена высокой плотности (HDPE). Он синтезируется с использованием металлоценовых катализаторов и этановых звеньев, в результате получается структура, в которой этановые звенья связаны вместе, что приводит к структуре СВМПЭ, обычно имеющей от 100 000 до 250 000 мономерных единиц на молекулу.
  • Обладает превосходными механическими свойствами, такими как высокая стойкость к истиранию, ударная вязкость и низкий коэффициент трения.
  • Материал практически полностью инертен, поэтому используется в самых агрессивных или агрессивных средах при умеренных температурах.
  • Он устойчив даже при высоких температурах к нескольким растворителям, за исключением ароматических, галогенированных углеводородов и сильных окислителей, таких как азотная кислота.
  • Эти особые свойства позволяют использовать продукт в нескольких высокопроизводительных приложениях.
  • UHMWPE подходит для приложений с высоким износом, таких как трубы, футеровки, силосы, контейнеры и другое оборудование.

Сшитый полиэтилен (PEX или XLPE)


Сшитый полиэтилен высокой плотности, или XLPE, представляет собой форму полиэтилена со сшитой структурой специально разработан для критически важных приложений.

Сшитый полиэтилен производится из полиэтилена под высоким давлением с использованием органических пероксидов, образующих свободные радикалы. Свободный радикал вызывает сшивание полимера, в результате чего образуется смола, специально разработанная для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов, системы водяного лучистого отопления и охлаждения, а также изоляция для электрических кабелей высокого напряжения.

Основные характеристики XLPE

  • Высокая и низкая температура
  • Устойчивость к гидролизу
  • Высокие электрические и изоляционные свойства
  • Высокая стойкость к истиранию
  • Допуск к питьевой воде
  • Высокая скорость экструзии на стандартных линиях
  • Меньшая стоимость
  • Более жесткие

Сравнение основных типов полиэтилена


ПЭНП ЛПЭНП ПНД
Полимер Полное наименование
Полимер Полное наименование Полиэтилен низкой плотности Линейный полиэтилен низкой плотности Полиэтилен высокой плотности
Структура
Структура Высокая степень разветвления короткой цепи + разветвление длинной цепи Высокая степень разветвления короткой цепи Линейное (или Низкая степень разветвления короткой цепи)
Катализатор и процесс
Катализатор и процесс Метод радикальной полимеризации трубчатым или автоклавным методом Использование катализатора Циглера-Натта или металлоценового катализатора Катализатор Циглера-Натта в:
- Одностадийная полимеризация
- Многоступенчатая полимеризация или катализатор типа Cr или Филлипса
Плотность
Плотность 0.910-0,925 г / см 3 0,91-0,94 г / см 3 0,941-0,965 г / см 3
Кристалличность
Кристалличность Низкокристаллический и высокоаморфный (менее 50-60% кристаллов) Полукристаллический, уровень от 35 до 60% Высококристаллический и низкоаморфный (> 90% кристаллического)
Характеристики
Характеристики
  • Гибкость и хорошая прозрачность
  • Хорошие барьерные свойства для влаги
  • Высокая ударная вязкость при низких температурах
  • Отличная стойкость к кислотам, щелочам и растительным маслам
По сравнению с ПВД имеет:
  • повышенная прочность на разрыв
  • повышенная стойкость к ударам и проколам
  • Отличная химическая стойкость
  • Высокая прочность на разрыв
  • Отличные влагонепроницаемые свойства
  • От твердого до полугибкого
Код утилизации
Код утилизации
Общие приложения
Общие приложения Термоусадочная пленка, полиэтиленовые пакеты, пакеты для мусора, экструзионные формованные изделия и ламинаты Пакеты с высокими эксплуатационными характеристиками, амортизирующие пленки, изоляционные пленки для шин, промышленные лайнеры, эластичные пленки, пакеты для льда, пакеты для дополнительной упаковки и пакеты для мусора
  • Молекулярно-массовое распределение относительно узкое, применяется в литье под давлением или в плоской пряжи, и последний тип

  • Распределение молекулярной массы широкое, применяется для изготовления пленочных изделий, полых пластмассовых изделий и труб
Получите подробную информацию о некоторых других свойствах LDPE, LLDPE и HDPE


Чтобы увидеть сравнение полиэтилена иполипропилен, нажмите здесь

Различия между трубками из ПЭ, ПУ и ПВХ


PE, полиуретаны и ПВХ - широко используемые термопласты для сельскохозяйственных труб, труб, шлангов, а также для создания индивидуальных решений для труб. Хотя ни один продукт из пластиковых трубок не может универсально обрабатывать все области применения, и существуют определенные различия, которые необходимо учитывать в зависимости от области применения.

По сравнению с полиуретаном полиэтилен менее гибкий, но обладает хорошей влагостойкостью. Полиуретановые трубы используются там, где необходимы гибкость, устойчивость к перегибам и исключительная стойкость к истиранию, например, в оболочках кабелей, пневматическом управлении, аналитическом оборудовании и т. Д.Принимая во внимание, что полиэтиленовые трубы демонстрируют высокую прочность, хорошую коррозионную и химическую стойкость и, следовательно, подходят для использования в муниципальных, промышленных, морских, горнодобывающих предприятиях, на полигонах, в воздуховодах и в сельском хозяйстве.

В то время как гибкий ПВХ имеет несколько преимуществ, таких как хорошая химическая и коррозионная стойкость, отличная стойкость к истиранию и износу, эластичность, подобная резине, визуальный контакт с потоком (с четкими формами) и выдающиеся характеристики текучести. Эти свойства позволяют использовать трубки из ПВХ в общей промышленности, производстве продуктов питания и напитков, в системах питьевого водоснабжения, в медицине, химикатах, топливе, маслах и в механических системах.

Как обрабатывать полиэтиленовый пластик?


Различные формы полиэтилена могут использоваться в таких процессах, как литье под давлением, выдувное формование, экструзия и различные процессы создания пленки, такие как каландрирование или экструзия пленки с раздувом.
  • Полиэтилен высокой плотности легко перерабатывать с помощью литья под давлением, экструзии (трубы, экструзионные и литые пленки, кабели и т. Д.), Формования с раздувом и центробежного формования. Являясь идеальным материалом для процесса литья под давлением, он в основном используется для серийного и непрерывного производства.
  • Наиболее распространенной технологией обработки, используемой для полиэтилена низкой плотности, является экструзия (трубы, выдувные и литые пленки, кабели ...). Полиэтилен низкой плотности также можно перерабатывать методом литья под давлением или центробежным формованием.


  • СВМПЭ перерабатывается по-разному: методом компрессионного формования, штамповочной экструзии, формования геля и спекания. Это обычные методы, такие как литье под давлением, выдувное формование или экструзионное формование, поскольку этот материал не течет даже при температурах выше его точки плавления.
  • PE недоступен для процессов 3D-печати, потому что с ним труднее работать. Но сейчас переработанный и зеленый полиэтилен набирает популярность для обработки с помощью 3D-печати. Простая доступность полиэтилена стимулирует усилия по применению этого материала в аддитивном производстве.

ПНД ПЭНП
Литье под давлением
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Температура формы: 10-80 ° C
  • При правильном хранении сушка не требуется
  • Высокая температура формы улучшает блеск и внешний вид детали
  • Усадка пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3%, в зависимости от условий обработки, реологии полимера и толщины готовой детали
  • Температура расплава: 160-260 ° C
  • Усадка после пресс-формы составляет от 1,5 до 3,5%
  • Давление впрыска материала: до 150 МПа
Экструзия
  • Температура плавления: 200-300 ° C
  • Степень сжатия: 3: 1
  • Температура цилиндра: 180-205 ° C
  • Предварительная сушка: Нет, 3 часа при 105-110 C (221-230 ° F) для доизмельчения
  • Температура расплава: 180-240 ° C
  • Для нанесения покрытия экструзией требуются более высокие температуры плавления (280-310 ° C)
  • Рекомендуется трехзонный винт с отношением L / D около 25
  • Температура плавления: 160-260 ° C
  • Усадка пресс-формы после пресс-формы находится в пределах 1.5 и 3,5%

Переработка полиэтилена и токсичность

Код идентификации смолы
для двух основных форм полиэтиленов:
LDPE и HDPE не поддаются биологическому разложению и вносят значительный вклад в образование пластиковых отходов в мире. Обе формы полиэтилена пригодны для вторичной переработки и используются для производства бутылок для непродовольственных товаров, пластмасс для наружного применения, контейнеров для компоста и т. Д.

В твердой форме полиэтилен безопасен и нетоксичен по своей природе, но может быть токсичным при вдыхании и / или или абсорбируется в виде пара или жидкости (т.е. во время производственных процессов).

PE (HDPE и XLPE) широко используется в системах, связанных с водой. Сшитый полиэтилен стал популярным для питьевой воды в последние годы, но PEX требует специальных фитингов и не подлежит переработке. Трубы из полиэтилена высокой плотности (HDPE) не предназначены для питьевой воды. Что касается питьевой воды, HDPE может использоваться как для горячего, так и для холодного водоснабжения.

Все, что вам нужно знать о полиэтилене (PE)

Что такое полиэтилен и для чего он используется?

Полиэтилен - это термопластичный полимер с переменной кристаллической структурой и широким спектром применения в зависимости от конкретного типа.Это один из наиболее широко производимых пластиков в мире, ежегодно во всем мире производятся десятки миллионов тонн. Коммерческий процесс (катализаторы Циглера-Натта), обеспечивший такой успех полиэтилену, был разработан в 1950-х годах двумя учеными, Карлом Циглером из Германии и Джулио Натта из Италии.

Существует несколько типов полиэтилена, каждый из которых лучше всего подходит для различных областей применения. Вообще говоря, полиэтилен высокой плотности (HDPE) намного более кристаллический и часто используется в совершенно иных обстоятельствах, чем полиэтилен низкой плотности (LDPE).Например, LDPE широко используется в пластиковой упаковке, такой как пакеты для продуктов или полиэтиленовая пленка. HDPE, напротив, широко применяется в строительстве (например, при производстве дренажных труб). Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW) находит широкое применение в таких вещах, как медицинские устройства и пуленепробиваемые жилеты.

Какие бывают типы полиэтилена?

Полиэтилен обычно подразделяется на одно из нескольких основных соединений, наиболее распространенными из которых являются ПЭНП, ЛПЭНП, ПЭВП и полипропилен сверхвысокой молекулярной массы.Другие варианты включают полиэтилен средней плотности (MDPE), полиэтилен со сверхнизкой молекулярной массой (ULMWPE или PE-WAX), высокомолекулярный полиэтилен (HMWPE), сшитый полиэтилен высокой плотности (HDXLPE), сшитый полиэтилен (PEX или XLPE), полиэтилен очень низкой плотности (VLDPE) и хлорированный полиэтилен (CPE).

  • Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - очень гибкий материал с уникальными свойствами текучести, что делает его особенно подходящим для изготовления пакетов для покупок и других видов пластиковой пленки.LDPE имеет высокую пластичность, но низкую прочность на разрыв, что проявляется в реальных условиях по его склонности к растяжению при деформации.
  • Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) очень похож на LDPE, но предлагает дополнительные преимущества. В частности, свойства ЛПЭНП можно изменить, регулируя составные части формулы, а общий процесс производства ЛПЭНП обычно менее энергоемкий, чем ПЭНП.
  • Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это прочный, умеренно жесткий пластик с высококристаллической структурой.Он часто используется в пластике для упаковки молока, стирального порошка, мусорных баков и разделочных досок.
  • Полиэтилен со сверхвысокой молекулярной массой (UHMW) представляет собой чрезвычайно плотную версию полиэтилена, молекулярная масса которого обычно на порядок больше, чем у полиэтилена высокой плотности. Из него можно наматывать нити с прочностью на разрыв, во много раз превышающей прочность стали, и его часто используют в пуленепробиваемых жилетах и ​​другом высокопроизводительном оборудовании.

Каковы характеристики полиэтилена?

Теперь, когда мы знаем, для чего он используется, давайте рассмотрим некоторые ключевые свойства полиэтилена.Полиэтилен классифицируется как «термопласт» (в отличие от «термореактивного материала») в зависимости от того, как пластик реагирует на тепло. Термопластические материалы становятся жидкими при их температуре плавления (110-130 градусов Цельсия в случае LDPE и HDPE соответственно). Полезным свойством термопластов является то, что их можно нагреть до точки плавления, охладить и снова нагреть без значительного разрушения. Вместо сжигания термопласты, такие как полиэтилен, разжижаются, что позволяет легко формовать их под давлением, а затем перерабатывать.Напротив, термореактивные пластмассы можно нагреть только один раз (обычно в процессе литья под давлением). Первый нагрев вызывает затвердевание термореактивных материалов (аналогично двухкомпонентной эпоксидной смоле), что приводит к химическим изменениям, которые нельзя отменить. Если вы попытаетесь нагреть термореактивный пластик во второй раз до высокой температуры, он загорится. Эта характеристика делает термореактивные материалы плохими кандидатами на переработку.

Различные типы полиэтилена обладают большим разнообразием кристаллической структуры.Чем менее кристаллический (или аморфный) пластик, тем больше он демонстрирует тенденцию к постепенному размягчению; то есть пластик будет иметь более широкий диапазон между температурой стеклования и температурой плавления. Кристаллический пластик, напротив, демонстрирует довольно резкий переход от твердого тела к жидкости.

Полиэтилен является гомополимером, поскольку состоит из одного мономерного компонента (в данном случае этилена: Ch3 = Ch3).

Почему полиэтилен так часто используют?

Полиэтилен - чрезвычайно полезный товарный пластик, особенно среди дизайнерских компаний.Из-за разнообразия вариантов PE он используется в широком спектре приложений. Если это не требуется для конкретного приложения, мы обычно не используем полиэтилен в процессе проектирования в Creative Mechanisms. Для некоторых проектов деталь, которая в конечном итоге будет производиться серийно из полиэтилена, может быть прототипирована с использованием других, более удобных для прототипов материалов, таких как АБС.

PE не доступен в качестве материала для 3D-печати. Он может быть обработан на станке с ЧПУ или подвергнут вакуумному формованию.

Как производится полиэтилен?

Полиэтилен, как и другие пластмассы, начинается с перегонки углеводородного топлива (в данном случае этана) на более легкие группы, называемые «фракциями», некоторые из которых объединяются с другими катализаторами для производства пластмасс (обычно посредством полимеризации или поликонденсации).Более подробно об этом процессе можно прочитать здесь.

PE для разработки прототипов на станках с ЧПУ и 3D-принтерах

PE доступен в листах, стержнях и даже специальных формах во множестве вариантов (LDPE, HDPE и т. Д.), Что делает его хорошим кандидатом для процессов субтрактивной обработки на фрезерном или токарном станке. Цвета обычно ограничиваются белым и черным.

PE в настоящее время недоступен для FDM или любого другого процесса 3D-печати (по крайней мере, не от двух основных поставщиков: Stratasys и 3D Systems).PE похож на PP в том, что с ним может быть сложно создать прототип. Если вам нужно использовать его в процессе разработки прототипа, вы в значительной степени застряли с ЧПУ или вакуумным формованием.

Токсичен ли полиэтилен?

В твердой форме, нет. Полиэтилен часто используется при обработке пищевых продуктов. Он может быть токсичным при вдыхании и / или попадании в кожу или глаза в виде пара или жидкости (т. Е. Во время производственных процессов). Будьте осторожны и следуйте инструкциям по обращению, в частности, с расплавленным полимером.

Каковы недостатки полиэтилена?

Полиэтилен, как правило, дороже полипропилена (который может использоваться в аналогичных деталях). ПЭ уступает только ПП как лучший выбор для живых петель.

Если ваша компания требует использования полиэтилена для питания вашего продукта, обратитесь в дизайнерскую фирму, которая знает плюсы и минусы полиэтилена и сможет найти способ реализовать его или найти лучшую замену. Чтобы назначить встречу с командой Creative Mechanisms, свяжитесь с нами сегодня.

Поли (этен) (полиэтилен)

Ежегодно производится более 80 миллионов тонн полиэтилена, часто известного как полиэтилен и полиэтилен, что делает его самым важным пластиком в мире. Это составляет более 60% производимого этилена каждый год.

Поли (этен) производится в трех основных формах: низкой плотности (LDPE) (<0,930 г / см -3 ) и линейной низкой плотности (LLDPE) ( примерно 0,915-0,940 г / см -3 ) и высокая плотность (HDPE) ( около 0.940-0,965 г см -3 ).

Форма LDPE или LLDPE предпочтительна для упаковки из пленки и для электроизоляции. Из полиэтилена высокой плотности изготавливают контейнеры для бытовой химии, такие как жидкости для мытья посуды, и бочки для промышленной упаковки. Он также экструдируется как трубопровод.

Рисунок 1 Использование поли (этена).

Все формы могут использоваться для литьевых изделий, таких как ведра, ящики для еды и миски для мытья посуды (Таблица 1).

Таблица 1 Примеры использования поли (этена).

В 2013, 2015 2018 (оценка)
Весь мир 81,8 99,6
Северная Америка 2 16,0 18,1
Европа 3 12,9 13,8
Азиатско-Тихоокеанский регион 36,6 47,5
Прочие 16.3 20,2

1. Freedonia, 2014
2. США: 17,4 миллиона тонн в 2014 году. 2015 Guide to the Business of Chemistry, American Chemistry Council
3. 14,0 миллиона тонн в 2015 году, Пластмассы - факты 2016 PlasticsEurope 2016


LDPE LLDPE * HDPE *
Весь мир 4 18,7 24,1 37.5
США 5 3,2 6,3 7,9
Европа 6 8,2 7 5,8

4. Nexant and ChemVision, 2014 г.
5. Руководство по химическому бизнесу, 2015 г., Американский химический совет
6. Пластмассы - факты, 2016, PlasticsEurope, 2016
7. ПЭНП плюс ЛПЭНП

* Многие растения могут производить обе формы поли (этена) и изменять количество, которое они производят каждого типа, в короткие сроки.Оба используют катализатор Циглера (или Филлипса). Если используется чистый этен, образуется HDPE. ЛПЭНП получают, когда к этену добавляют небольшое количество другого алкена, например бут-1-ена.

Другая форма, обсуждаемая ниже, mLLDPE, в настоящее время производится в гораздо меньших количествах.

Производство поли (этена) (полиэтилена)

Поли (этен) получают несколькими методами путем аддитивной полимеризации этена, который в основном получают крекингом этана и пропана, нафты и газойля.

В Бразилии строится новый завод по производству поли (этена) из этена, который производится из сахарного тростника с использованием биоэтанола. Иногда это называют полиэтиленом на биологической основе (полиэтилен на биологической основе).

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Процесс осуществляется при очень высоком давлении (1000-3000 атм) при умеренных температурах (420-570 К), что можно предсказать из уравнения реакции:

Это процесс радикальной полимеризации, и используется инициатор, например, небольшое количество кислорода и / или органический пероксид.

Этен (чистота более 99,9%) сжимается и подается в реактор вместе с инициатором. Расплавленный поли (этен) удаляют, экструдируют и разрезают на гранулы. Непрореагировавший этен перерабатывается. Средняя молекула полимера содержит 4000-40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Например,

Может быть представлен следующим образом:

На 1000 атомов углерода приходится около 20 ответвлений. Относительная молекулярная масса и разветвленность влияют на физические свойства LDPE.Ветвление влияет на степень кристалличности, которая, в свою очередь, влияет на плотность материала. LDPE обычно аморфный и прозрачный с кристалличностью около 50%. Разветвления мешают молекулам плотно прилегать друг к другу, поэтому он имеет низкую плотность.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

При производстве HDPE в основном используются два типа катализаторов:

  • Металлоорганический катализатор Циглера-Натта (соединения титана с алкилом алюминия).
  • неорганическое соединение, известное как катализатор типа Филлипса. Хорошо известным примером является оксид хрома (VI) на диоксиде кремния, который получают обжигом соединения хрома (III) при ~ 1000 К в кислороде с последующим хранением перед использованием в атмосфере азота.

ПНД производится тремя способами. Все работают при относительно низких давлениях (10-80 атм) в присутствии катализатора Циглера-Натта или неорганического катализатора. Типичный диапазон температур составляет 350-420 К. Во всех трех процессах водород смешивается с этиленом для регулирования длины цепи полимера.

(i) Суспензионный процесс (с использованием либо CSTR (реактор с непрерывным перемешиванием), либо петли)

Катализатор Циглера-Натта в виде гранул смешивают с жидким углеводородом (например, 2-метилпропаном (изобутаном) или гексаном), который просто действует как разбавитель. Смесь водорода и этена пропускают под давлением в суспензию, и этен полимеризуется в полиэтилен высокой плотности. Реакция протекает в большом петлевом реакторе при постоянном перемешивании смеси (рис. 4). При открытии клапана продукт высвобождается, а растворитель испаряется, оставляя полимер, все еще содержащий катализатор.Водяной пар, протекая с азотом через полимер, вступает в реакцию с каталитическими центрами, нарушая их активность. Остаток катализатора, оксиды титана (IV) и алюминия, в незначительных количествах остается смешанным в полимере.

Рис. 5 Суспензионный процесс с использованием петлевого реактора.
С любезного разрешения Total.


Рис. 4 Производство поли (этена) с использованием суспензионного процесса
в петлевом реакторе.

(ii) Процесс решения

Второй метод включает пропускание этилена и водорода под давлением в раствор катализатора Циглера-Натта в углеводороде (алкан C 10 или C 12 ). Полимер получают аналогично суспензионному способу.

(iii) Газофазный процесс

Рис. 6 Газофазный процесс низкого давления.

Смесь этена и водорода пропускают через катализатор Филлипса в реакторе с неподвижным слоем (рис. 6).

Этен полимеризуется с образованием зерен HDPE, взвешенных в текущем газе, которые выходят из реактора при открытии клапана.

На современных заводах иногда используются два или более отдельных реактора, включенных последовательно (например, два или более реакторов для суспензии или два газофазных реактора), каждый из которых находится в немного разных условиях, так что свойства различных продуктов из реакторов присутствуют в полученная смесь полимеров, приводящая к широкому или бимодальному молекулярно-массовому распределению.Это обеспечивает улучшенные механические свойства, такие как жесткость и ударная вязкость.

Рис. 7 Гранулы поли (этена), которые затем используются для изготовления пленки, экструзии в трубы или формования.
С любезного разрешения Total.

Порошок HDPE, выходящий из любого из описанных выше реакторов, отделяется от разбавителя или растворителя (если используется), экструдируется и измельчается на гранулы.

Этот метод дает линейные полимерные цепи с небольшим количеством разветвлений.Молекулы поли (этена) могут располагаться ближе друг к другу. Полимерные цепи можно представить так:

Это приводит к прочным межмолекулярным связям, что делает материал более прочным, плотным и жестким, чем LDPE. Полимер непрозрачный.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)

Поли (этен) низкой плотности имеет множество применений, но способ производства под высоким давлением, которым он производится, требует больших капитальных затрат. Однако была разработана элегантная технология, основанная как на катализаторах Циглера-Натта, так и на неорганических катализаторах для производства линейного полиэтилена низкой плотности LLDPE, который имеет даже улучшенные свойства по сравнению с LDPE.Если выбран катализатор Циглера-Натта, можно использовать любой из трех процессов: суспензию, раствор и газовую фазу. Когда используется неорганический катализатор, используется газофазный процесс.

В сырье добавляют небольшие количества сомономера, такого как бут-1-ен или гекс-1-ен. Мономеры полимеризованы случайным образом, и есть небольшие ответвления, состоящие из нескольких атомов углерода, вдоль линейных цепей.

Например, для бут-1-ена, CH 3 CH 2 CH = CH 2 , структура полимера:

Боковые цепи известны как боковые группы или разветвления с короткой цепью.Молекулу можно представить как:

Структура по существу линейная, но из-за короткоцепочечного разветвления имеет низкую плотность. Структура придает материалу гораздо лучшую упругость, прочность на разрыв и гибкость без использования пластификаторов. Это делает линейный полиэтилен низкой плотности (этен) идеальным материалом для производства пленочных продуктов, например, используемых в упаковке.

Свойства полимера и, следовательно, его применение можно варьировать, варьируя пропорцию этена и сомономера и используя различные сомономеры.Все это можно сделать без остановки завода, что является огромным преимуществом.

Металлоцен линейный полиэтилен низкой плотности (mLLDPE)

Рис. 8 Полиэтиленовая пленка широко используется для упаковки пищевых продуктов.
С любезного разрешения BP.

Этот поли (этен), известный как mLLDPE, производится с помощью нового семейства катализаторов - металлоценов. Другое название этого семейства - каталитический нейтрализатор .Преимущество состоит в том, что mLLDPE намного более гомогенный с точки зрения молекулярной структуры, чем классический LLDPE, производимый катализаторами Циглера-Натта. Каждый катализатор представляет собой катализатор с одним центром полимеризации, который дает одну и ту же цепь PE. Химики сравнили структуру металлоценов со структурой сэндвича. Между слоями органических соединений есть переходный металл (часто цирконий или титан).

Катализаторы даже более специфичны, чем оригинальные катализаторы Циглера-Натта, и можно контролировать молекулярную массу полимера, а также его конфигурацию.Обычно используются процессы навозной жижи или раствора.

Поли (этен), полученный с использованием металлоцена, можно использовать в виде очень тонкой пленки, которая имеет превосходные оптические свойства и герметизирующие свойства, что делает их очень эффективными для упаковки пищевых продуктов. Настоящим плюсом металлоценовых катализаторов являются улучшенные механические свойства пленок из mLLDPE.

Сополимеры

Этен образует сополимеры с пропеном, которые обладают очень полезными свойствами.

Дата последнего изменения: 27 апреля 2017 г.

.
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *