Полиэтилен

Содержание:

1. Технические характеристики и свойства полиэтилена
2. Особенности производства
3. Области применения полиэтилена
4. Вопросы экологии и повторного использования
5. Основные виды полиэтилена
6. Виды листового полиэтилена
7. Маркировка
8. Сходства и различия с пропиленом

Популярность полиэтилена не снижается, несмотря на появление более экологичных альтернатив. Эта разновидность пластика широко применяется в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве. Представить повседневную жизнь без недорогих универсальных полимеров практически невозможно. Пластиковые пакеты, полиэтиленовые мешки и другие виды упаковки стали обычной бытовой составляющей.

Технические характеристики и свойства

Полиэтилен – химическое соединение, которое относят к органическим видам. Есть несколько основных сокращений, принятых в обозначении полиэтилена – ПЭ, РЕ. Характеристики и обозначения зависят от способов производства, сшива. Есть общие нюансы, касающиеся материала в целом:

• кристаллизуется при низких температурах;
• в чистом виде белого цвета или не имеет оттенка в тонком состоянии;
• прозрачность приобретается только при определенной плотности;
• отсутствие аромата;
• разная степень плотности, этот показатель зависит от типа и производства;
• морозоустойчивость, свойства сохраняются в температурном интервале от -60°С до -120°С;
• температура плавления начинается от 103°С.

Прочность, жесткость, стойкость к внешнему воздействию, другие подобные характеристики зависят от уровня плотности, вида полиэтилена.

Свойства полиэтилена

Благодаря свойствам полиэтилена его используют в разных сферах – бытовой, производственной. Показатели свойств меняются в зависимости от типа материала, методов получения.

Что отличает ПЭ:

• хороший уровень электроизоляции;
• влагостойкость;
• устойчивость к влиянию агрессивных веществ: кислот, щелочей;
• эластичность при относительной крепости;
• ударопрочность;
• неподверженность коррозии;
• долговечность;
• инертность к грибку.

Полимеры разных видов отличаются по свойствам и качеству.

Особенности производства полиэтилена

Несмотря на отличия получения разных видов полимеров, основной принцип один. Материал изготавливают из этиленового газа способом полимеризации. В процессе исходник приобретает форму порошка, гранул. Созданное на специальном оборудовании сырье перерабатывают окончательно.

ПЭ высокого давления достаточно гибкий и эластичный, поэтому не слишком плотный. Его часто используют для создания упаковочных материалов. ПВД производят в жидкой форме, затем гранулируют и обрабатывают. Для процедуры необходим реактор, кислород, интервал давления в пределах 150-500 МПа, температура от 200°С.

ПЭ среднего давления создают с помощью катализирующей смеси при температуре от 100°С, показателях давления 3-4 МПа. В этом формате сырье ПСД получается по типу хлопьев, которые поступают на многоступенчатую переработку.

ПЭ низкого давления тоже требует применения катализаторов. Показатели температуры и давления начинаются от 120°С и 2 МПа соответственно. В результате процессов получается ПЭНД в виде суспензии. Выбранная технология влияет на качество итоговых значений, разброс показателей может быть весьма большим.

Область применения полиэтилена

Сфер использования полимерной продукции много, полиэтилен производится в промышленных масштабах, находит применение во всем мире. Отрасль понесла серьезные репутационные издержки в связи с экологической повесткой. Однако это не только не снизило обороты производства, но и не затормозило их. Разнообразные альтернативы пока не способны поколебать устойчивое положение ПВД, ПНД и других видов продукта.

Где используется:

1. В медицине. ПЭ используют для создания медицинских инструментов, разнообразного оборудования. Также его применяют для изготовления герметичной, гигиеничной упаковки.
2. В промышленности. Из ПЭ делают разные виды труб, изоляционные слои, кабели, фитинги, емкости, коробки, другие изделия.
3. В строительстве. Сырье служит для производства пленки, контейнеров, сеток, профилей, изоляционных материалов.
4. В сельском хозяйстве. Пленочные укрытия, тару для хранения и перевозки продукции, дренажные системы, упаковку делают в основном из ПЭ.
5. В быту. Тысячи изделий из ПВД, ПНД используются ежедневно. Это одноразовая посуда, мебель, разные емкости, коврики.

Полиэтилен активно применяется в создании разнообразной упаковки, в том числе и в пищевой промышленности.

Вопросы экологии и повторного использования

Вторичная переработка полимеров – один из перспективных вопросов современного производства. Это связано с низкой экологичностью всех видов ПЭ. На окружающую среду полиэтилен оказывает негативное влияние. Это связано с активным потреблением относительно дешевого, популярного пластика, а также ошибками утилизации. Для защиты экологии разрабатываются специальные программы по переработке уже использованных изделий.

Проблемы экосистемы:

• даже небольшие остатки сырья очень долго разлагаются, требуются сотни лет для их исчезновения;
• в процессе разложения ПЭ переходит в состояние микрочастиц, которые попадают в организм животных, воду, грунт;
• происходит загрязнение водоемов от неправильно утилизированного мусора;
• в процессе получения сырья производство тратит массу энергии, происходят выбросы углекислого газа, ядовитых веществ.

Чтобы минимизировать риски, развивают повторное использование переработанного материала. Пока ученые заняты созданием разлагаемых альтернатив, важно грамотно утилизировать отходы, выбирать многоразовые варианты.

Основные виды полиэтилена

В основу классификации положены разные критерии: метод изготовления, свойства, другие нюансы. Есть виды более распространенные, достаточно редкие. Базовая классификация включает варианты по разной степени плотности, молекулярной массы, способах сшивки.

Полиэтилен сверхнизкой плотности

Эту разновидность выделяют высокая степень эластичности. Материал гибкий, но устойчивый к деформационным изменениями. Свойства обеспечивает особая молекулярная структура.

Характеристики полиэтилена:

• эластичность удерживается даже при сниженных температурах;
• не боится трещин, устойчив к механическим нагрузкам;
• агрессивная химия не оказывает негативного действия, инертен к щелочам, кислоте, растворителям, маслам;
• обладает небольшим весом из-за низкой плотности.

Используется для изготовления морозоустойчивой изоляции для проводов, кабелей. Из ULDPE делают пищевую и медицинскую пленку, защитную одежду, детали парашютов, законцовки авиационных конструкций. Его активно применяют в производстве спортивных аксессуаров.

В медицине этот вид пользуется повышенной популярностью, так как обладает хорошей биосовместимостью, гипоаллергенен. Он служит сырьем для кап, имплантов, перчаток.

ПВД, ПЭНП или LDPE представляют собой прозрачный вид материала, очень гибкий, мягкий на ощупь. Его получают путем полимеризации мономера под высоким давлением. Сначала образуются небольшие округлые шары белого цвета, которые подвергаются постобработке. Материал не имеет аромата, плотность зависит от поставленных задач. Отличается термоустойчивостью, неплохой электроизоляцией.

Другие характеристики:

• пластичность;
• стабильность химического плана;
• прочный, плохо разрывается;
• отлично перерабатывается.

Среди недостатков отмечают низкую воздухо- и влагонепроницаемость. Также ПВД нельзя назвать стойким по отношению к растворителям. Чаще всего используется для изготовления разных видов пленок, тары в сельском хозяйстве, пищевой промышленности. Реже – в медицине и фармацевтике.

Линейный полиэтилен низкой плотности

Линейная структура ЛПЭНП, дополненная укороченными ветвями, легла в основу названия материала. Разбег колебания плотности небольшой – от 0,915 до 0,935 г/см. Получают сырье комбинированной полимеризацией при низком давлении. Прочность этого полиэтилена достойная, он жесткий, хорошо переносит морозы, высокие температуры.

Положительные свойства:

• очень гибкий, пластичный;
• не боится механического воздействия;
• стойкость к химии;
• не растрескивается.

Нашел широкое применение у производителей пленочной, упаковочной продукции, товаров первой необходимости. Также из LLDPE делают мембрану, разнообразные покрытия, баки, оборудование, детские игрушки. Для формования используют литье под давлением.

Полиэтилен средней плотности

MDPE по свойствам располагается между ПНД и ПВД. Для производства задействуют катализаторы Циглера. В результате полимеризации октена с этиленом получается гибкое, но жесткое сырье. Оно не боится влаги, других воздействий.

Характеристики и свойства:

• расцветка белая;
• не деформируется в морозы;
• не боится химических составов;
• высокие изоляционные качества;
• не растрескивается, очень прочный;
• плотность от 0,926 г/см.

Служит сырьем для создания пленочного материала, пакетов, упаковки. Из ПЭСП делают тару для агрессивных веществ, садовую мебель, сантехнические принадлежности, оборудование. Даже долгое воздействие влаги не портит поверхность и основу изделий.

Полиэтилен высокой плотности

Термопластичный вид полимерных материалов, который практически не пропускает, не впитывает воду. Это сырье не полностью прозрачное, имеет матовый финиш, тактильно напоминает воск.

Положительные свойства:

• не боится высоких и низких температур;
• стабильность в отношении химии;
• отличная жесткость;
• стоек в отношении механического воздействия;
• не имеет неприятных ароматов;
• не токсичен;
• сохраняет свойства под влиянием солнечного света;
• не деформируется в негативных погодных условиях.

Полипропиленовые показатели проигрывают ему по прочности. HDPE формуется, обрабатывается разными способами, поэтому применяется в разных сферах. Среди них упаковочная, автомобильная, газовая промышленность, система канализации, водоснабжения, строительство. Состав материала безопасен, его активно применяют для изготовления детских товаров.

Линейный полиэтилен высокого давления

ЛПВД выделяется относительной мягкостью, хорошей пластичностью. Максимальная плотность – 0,925 г/см3. Укороченных ответвлений в структуре много, что выгодно отличает его уровнем надежности, стойкости.

Характеристики:

• не рвется, не прокалывается;
• не подвержен деформации;
• подходит для использования на горячем производстве;
• инертен по отношению к агрессивной среде.

Сырье часто применяют для упаковочных процессов, например, при перевозке грузов. Оно подходит для продуктов питания, в том числе и горячих.

Сверхмолекулярный полиэтилен

Уникальный материал, свойства которого позволяют его применять даже в условиях экстремальных значений. Эксплуатационные качества обеспечивает удлиненный линейный тип структуры.

Положительные характеристики СВМПЭ:

• не реагирует на масляные, щелочные, кислотные составы;
• сохраняет прочность даже при очень низких и высоких температурах;
• не стирается;
• высокая износостойкость;
• не пропитывается влагой, не разбухает;
• очень легкий.

Потенциал материала еще не до конца освоен. Сверхвысокомолекулярный полимер востребован в разных областях промышленности. ВМПЭ используют на военном производстве, в машиностроении, кораблестроении, спортивной сфере, медицине.

Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности

MLLDPE создают с помощью комбинированной полимеризации на небольшом давлении. Масса отлично растягивается, не рвется, чем выгодно отличается от других разновидностей.

Характеристики МЛПНП:

• тянется, удлиняется;
• не боится проколов, разрезов, ударов;
• изолирует от влаги;
• термоусадочный;
• прозрачный;
• хорошо сваривается.

Из массы делают пленочные материалы с отличной светопроводностью. Ее применяют не только в сфере упаковки, но и в производстве красителей, пряжи, труб. Также его добавляют к другим видам ПЭ для улучшения их технологической ценности.

Виды листового полиэтилена

ПЭ этой группы создают разными способами, добавляя присадки. Это позволяет получить монолитные листы – прочные, термостойкие, легкие. Готовый продукт имеет белую расцветку.

Анкерные листы

Популярная разновидность, активно применяется для облицовочных слоев внутренних частей оборудования, различной тары. Они служат защитой от трения, износа, окислительных процессов. Используются в машиностроительной, медицинской, строительной сферах, в сельском хозяйстве, в быту.

Вспенивающийся полиэтилен

Выпускается не только в виде листов, но и рулонов, применяется в разных областях. Имеет пористую структуру, содержит углеводород. Теплопроводность сырья низкая, оно не устойчиво к воздействию теплых паров.

Есть несколько видов:

• несшитый – не слишком плотный, рыхлый, быстро восстанавливается;
• химически сшитый – более прочный, имеет мелкоячеистую текстуру;
• сшитый вспененный – эластичный, гладкий, мягкий, выдерживает большое напряжение, давление.

Вспенивающийся полиэтилен считается универсальным, его применяют в целях изоляции, защиты частей конструкций. Используется в строительстве, медицине, туризме, спортивном направлении.

Маркировка полиэтилена

Для идентификации многообразия видов ПЭ принято наносить специальные обозначения. С их помощью можно определить возможность переработки, уровень безопасности, назначение. Визуально знак напоминает треугольник, составленный из стрел. В середине располагают буквы, цифры от 1 до 19, по которым определяют вид полиэтилена. Четких требований к зоне нанесения маркировки нет, ее размещают на дне, стенах, крышах.

Сходства и различия полиэтилена с полипропиленом

Оба материала создают из газа путем полимеризации. ПП имеет сходство с ПЭ, но в то же время различия между характеристиками очевидны. Это отражается и на эксплуатационных качествах. Полипропилен прочнее, полиэтилен эластичнее.

Материал	Прочность кг на кв.см			Предел текучести	Удлинение, %
	Растяжение	Изгиб	Срез		Начало
ПВД	100-170	170-200	140-170	90-160	15-20
ПНД	180-450	200-400	200-360	250-350	10-12
Полипропилен	300-350	-	-	270-300	10-12