О полиэтиленовом пластике

ПЭ полиэтилен

(C2H4)n

PОлиэтилен представляет собой термопластичную смолу, полученную путем полимеризации этилена. В промышленности также используются сополимеры этилена с небольшими количествами альфа-олефинов. Полиэтилен без запаха, нетоксичный, на ощупь, как воск, с отличными низкотемпературными характеристиками (минимальная температура до -100 ~ -70 ° C), химической стабильностью, стойкостью к большинству кислотно-щелочной эрозии (непереносимость с окислением Природа кислоты). Нерастворим в обычных растворителях при комнатной температуре, водопоглощение, отличная электроизоляция.

ПЭ пластик

• Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

& quot; полиэтилен высокой плотности &; упоминаемый как" HDPE." HDPE - это неполярная термопластичная смола с высокой степенью кристалличности. Внешний вид исходного HDPE был молочно-белым.

HDPE - это термопластичный полиолефин, полученный путем сополимеризации этилена. Хотя HDPE был представлен в 1956 году, пластик еще не достиг уровня зрелости. Этот универсальный материал продолжает находить новые применения и находить новые рынки сбыта.

Основные особенности

HDPE - это неполярная термопластичная смола с высокой кристалличностью. Необработанный полиэтилен высокой плотности имеет молочно-белый цвет и несколько полупрозрачный на тонком срезе. PE имеет отличную стойкость к большинству жизненных и промышленных химикатов. Некоторые типы химикатов могут вызывать химическую коррозию, например, коррозионные окислители (концентрированная азотная кислота), ароматические углеводороды (ксилол) и галогенированные углеводороды (четыреххлористый углерод). Полимер негигроскопичен и обладает хорошей стойкостью к водяному пару для упаковочных материалов. Полиэтилен высокой плотности обладает хорошими электрическими свойствами, особенно высокой диэлектрической прочностью, что делает его пригодным для изготовления проводов и кабелей. Марки со средним и высоким молекулярным весом обладают отличной ударопрочностью как при температуре окружающей среды, так и даже при низких -40 ° F. Уникальные свойства HDPE - это правильное сочетание четырех основных переменных :. Различные плотности, молекулярные веса, молекулярно-массовые распределения и добавки используются для производства специальных полимеров на заказ. Эти переменные объединяются для производства сортов HDPE для различных применений; лучший баланс производительности.

Плотность

Это основная переменная, которая определяет характеристики HDPE, хотя четыре упомянутые переменные действительно влияют друг на друга. Этилен - основное сырье для полиэтилена. Некоторые другие сомономеры, такие как 1-бутен, 1-гексен или 1-октен, также часто используются для улучшения свойств полимеров. Для HDPE содержание этих нескольких мономеров обычно не превышает 1-2%. Добавление сомономера немного снижает кристалличность полимера. Это изменение обычно измеряется по плотности, плотность и скорость кристаллизации были линейными. Общая классификация США в соответствии с требованиями ASTM D1248, плотность HDPE 0,940 г /. C или более; полиэтилен средней плотности (MDPE) диапазон плотности 0,926 ~ 0,940 г / куб. Другие таксономии иногда классифицируют MDPE как HDPE или LLDPE. Гомополимеры имеют самую высокую плотность, максимальную жесткость, хорошую непроницаемость и самую высокую температуру плавления, но обычно имеют плохую ESCR. ESCR - это способность полиэтилена противостоять растрескиванию, вызванному механическим или химическим воздействием. Более высокие плотности обычно улучшают механическую прочность, такую ​​как предел прочности на разрыв, жесткость и твердость; тепловые свойства, такие как температура размягчения и температура теплового искажения; и непроницаемость, такая как воздухопроницаемость или проницаемость для водяного пара. Более низкая плотность улучшает его ударную вязкость и E-SCR. На плотность полимера в основном влияет добавка сомономера, но в меньшей степени - молекулярная масса. Высокий молекулярный вес дает небольшое снижение плотности. Например, гомополимеры имеют разную плотность в более широком диапазоне молекулярных масс.

Производство и катализатор

Наиболее распространенный метод производства полиэтилена - суспензия или обработка в газовой фазе, а некоторые из них производятся путем обработки в фазе раствора. Все эти процессы представляют собой экзотермические реакции с участием мономеров этилена, мономеров альфа-олефинов, каталитических систем (которые могут состоять из более чем одного соединения) и различных типов углеводородных разбавителей. Для регулирования молекулярной массы используются водород и некоторые катализаторы. Суспензионные реакторы обычно представляют собой резервуары с мешалкой или более широко используемый большой петлевой реактор, в котором суспензия циркулирует и перемешивается. Когда этилен и сомономер (при необходимости) вступают в контакт с катализатором, образуются частицы полиэтилена. После удаления разбавителя гранулы или гранулы полиэтилена сушат и добавляют добавки для получения гранул. Модернизация большого реактора двухшнековым экструдером производит 400 000 фунтов полиэтилена в час и более. Разработка новых катализаторов способствовала улучшению характеристик новых марок HDPE. Два наиболее часто используемых типа катализаторов - это катализаторы на основе оксида хрома Phillips и катализаторы на основе моноалкилалюминия на основе соединения титана. HDPE, производимый катализаторами типа Philip, имеет молекулярно-массовое распределение средней ширины; катализатор на основе моноалкилалюминия имеет узкое молекулярно-массовое распределение. Катализаторы для производства узких полимеров MDW с использованием композитных реакторов также могут быть использованы для получения широких марок MDW. Например, два тандемных реактора, производящие продукты с существенно различающейся молекулярной массой, могут производить полимеры бимодальной молекулярной массы с распределением молекулярной массы по всей ширине.

Молекулярный вес

Более высокие молекулярные массы приводят к более высокой вязкости полимера, хотя вязкость также связана с температурой и скоростью сдвига, использованными для испытания. Молекулярная масса материала определяется реологическими измерениями или измерениями молекулярной массы. Марки полиэтилена высокой плотности обычно имеют диапазон молекулярной массы от 40 000 до 300 000. Средневесовая молекулярная масса примерно соответствует диапазону индекса расплава от 100 до 0,029/10. минут. Как правило, более высокий MW (более низкий индекс Melt Index MI) увеличивает прочность расплава, лучшую ударную вязкость и ESCR, но более высокий MW позволяет.

Обработка

Процесс сложнее и требует более высокого давления или температуры.

Молекулярно-массовое распределение (MWD): WD PE варьируется от узкого до широкого в зависимости от катализатора и используемого процесса.

Наиболее часто используемый показатель измерения MWD - это индекс однородности (HI), который равен средней молекулярной массе (MW), деленной на среднечисловую молекулярную массу (Mn). Диапазон значений этого индекса для всех марок HDPE составляет 4-30. Узкий MWD обеспечивает низкое коробление и высокую ударную нагрузку во время формования. MWD от среднего до широкого обеспечивает технологичность для большинства процессов экструзии. Широкий MWD также улучшает прочность расплава и сопротивление ползучести.

Добавка

Антиоксиданты добавляются для предотвращения разложения полимера во время обработки и предотвращения окисления готового продукта во время использования. Антистатические добавки используются во многих типах упаковки, чтобы уменьшить прилипание бутылок или упаковок к грязи и грязи. Для конкретных применений требуются специальные составы добавок, например, для проводов и кабелей, связанных с медными ингибиторами. Превосходная атмосферостойкость и устойчивость к ультрафиолетовому излучению (или дневному свету) могут быть добавлены путем добавления анти-УФ добавок. Без добавления анти-УФ или технического углерода PE, не рекомендуется продолжать использовать на открытом воздухе. Высококачественные пигменты сажи обеспечивают отличную стойкость к ультрафиолетовому излучению и могут часто использоваться на открытом воздухе, например, в проводах, кабелях, желобах или трубах.

Метод обработки

Полиэтилен можно производить, используя широкий спектр различных методов обработки. Используя этилен в качестве основного сырья, пропилен, 1-бутен и гексен в качестве сополимеров, процесс суспензионной полимеризации или газофазной полимеризации проводят под действием катализатора, и полученный полимер подвергается быстрому испарению, разделяется, сушится и гранулируется и т. Д. получить однородный готовый продукт. В том числе экструзия листов, экструзия пленки, экструзия труб или профилей, выдувное формование, литье под давлением и ротационное формование.

Схема атомной структуры PE

▲ экструзия:. Марки, используемые для экструзии, обычно имеют индекс расплава менее 1 и широкий ММР. Низкое значение MI обеспечивает подходящую прочность расплава во время обработки. Марки MWD больше подходят для экструзии, потому что они имеют более высокие скорости производства, более низкое давление в фильере и меньшую тенденцию к растрескиванию при плавлении.

PE используется во многих областях экструзии, таких как провода, кабели, шланги, трубы и профили. Применение труб варьируется от желтых труб малого сечения для природного газа до толстостенных черных труб для труб диаметром 48 дюймов для промышленного и городского применения. Пустотелые трубы большого диаметра используются вместо бетонных дренажных труб и других канализационных трубопроводов, которые стремительно развиваются.

Лист и термоформование: термоформованные накладки для многих больших рефрижераторов для пикников сделаны из полиэтилена, что обеспечивает прочность, легкий вес и долговечность. Прочие листовые и термоформованные изделия включают крылья, облицовку резервуаров, корзины для посуды. Транспортные ящики и банки. Большое количество быстрорастущих применений листов - это мульча или дно пруда, которые изготовлены на основе MDPE из-за его прочности, химической стойкости и водонепроницаемости.

▲ выдувное формование: HDPE1 / 3, продаваемый в США для выдувного формования. Они варьируются от бутылок с отбеливателем, моторным маслом, моющими средствами, молоком и дистиллированной водой до больших холодильников, автомобильных топливных баков и картриджей. Такие свойства, как прочность расплава, ES-CR и ударная вязкость, аналогичны свойствам, используемым для листов и термоформования, поэтому можно использовать аналогичные марки.

Литье под давлением с раздувом часто используется для изготовления контейнеров меньшего размера (менее 16 унций). Преимущество этого процесса упаковки фармацевтических препаратов, шампуней и косметики заключается в том, что с бутылки автоматически удаляется заусенец без обычного выдувного формования. Хотя для улучшения качества поверхности используются некоторые узкие марки MWD, обычно используются марки от широкого до широкого MWD.

▲ Литье под давлением: существует бесчисленное множество применений HDPE, от многоразовых тонкостенных стаканчиков для напитков до банок 5-GSL, которые потребляют 1/5 от общего объема внутреннего производства HDPE с общим индексом расплава от 5 до 10, с индексом прочности. Марки с низкой текучестью и сорта с более высокой текучестью для удобоукладываемости включают тонкостенные товары для повседневных нужд и упаковку для пищевых продуктов; жесткие, прочные банки с едой и краской; высокая устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды, например, в топливных баках малых двигателей и в мусорных баках на 90 галлонов&# 39.

▲ Ротационное формование: материалы, которые обрабатываются с использованием этого метода, обычно измельчаются до порошкового материала, который плавится и течет при термоциклировании. Используются два типа полиэтилена. Универсальные и сшиваемые марки MDPE / HDPE общего назначения обычно имеют плотность от 0,935 до 0,945 г / куб.см с узким MWD, чтобы обеспечить высокую ударную вязкость и минимальное коробление продуктов с индексом расплава, как правило, в диапазоне 3-8. Более высокие марки MI обычно не подходят, потому что они не обладают требуемой стойкостью к растрескиванию под воздействием ударных нагрузок и окружающей среды для изделий, формованных вращением.

При высокопроизводительном ротационном формовании используются уникальные свойства их химически сшиваемых марок. Эти марки являются текучими на первой стадии цикла формования, а затем сшиваются, чтобы сформировать их превосходную стойкость к растрескиванию под воздействием окружающей среды и ударную вязкость. Устойчивость к истиранию и атмосферостойкость. Сшиваемый полиэтилен уникально подходит для больших контейнеров от 500 галлонов резервуаров для хранения химикатов до 20 000 галлонов сельскохозяйственных резервуаров.

▲ Пленка: Обработка полиэтиленовой пленки обычно используется обычная обработка пленки с раздувом или экструзия, большая часть полиэтилена для пленки, доступен обычный полиэтилен низкой плотности (LDPE) или линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE). for Superior Растяжимость и отличная водонепроницаемость. Например, пленка HDPE обычно используется в товарных пакетах, пакетах для продуктов и упаковке пищевых продуктов.

Производительность продукта

Полиэтилен высокой плотности нетоксичный, безвкусный, без запаха белые частицы, температура плавления составляет около 130 ℃, относительная плотность 0,941 ~ 0,960. Он обладает хорошей термостойкостью и морозостойкостью, химической стабильностью, но также обладает высокой жесткостью и ударной вязкостью, хорошей механической прочностью. Диэлектрические свойства, сопротивление растрескиванию под воздействием окружающей среды также лучше.

Упаковка и хранение

Хранение должно быть вдали от огня, теплоизоляция, склад должен быть сухим, чистым, без примесей, без солнца, дождя. Транспортировку следует хранить в чистых, сухих, закрытых каютах или каютах без острых предметов, таких как гвозди. Смешанный режим работы с негорючими ароматическими углеводородами, галогенированными углеводородами и другими органическими растворителями.

переработка и повторное использование

HDPE - это самая быстрорастущая часть рынка вторичной переработки пластмасс. В основном это связано с простотой переработки, минимальной деградацией и широким использованием в упаковочных приложениях. Основная переработка - это использование 25% переработанных материалов, таких как расходные материалы после потребителя (PCR), с первичным HDPE для повторной обработки для изготовления бутылок, не контактирующих с пищевыми продуктами.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Пластиковый материал, который подходит для различных процессов формования при термоформовании. Технологичность формования, например, литье под давлением, экструзия, выдувное формование, ротационное формование, нанесение покрытий, вспененная технология, термоформование, сварка горячим воздухом, термическая сварка.

Главная цель

LDPE предназначен для пленочных продуктов, подходит для пленки, упаковочной пленки, изоляционных материалов для кабелей, изделий для литья под давлением и пенопласта.

Такие как сельскохозяйственная пленка, пленка для мульчирования, полиэтиленовая пленка, пленка для теплиц для овощей; упаковочная пленка, такая как упаковка конфет, овощей, замороженных пищевых продуктов; выдувная пленка для упаковки жидкостей (молоко, соевый соус, сок, тофу, соевое молоко) Пакеты, термоусадочная упаковочная пленка, эластичная пленка, пленка с подкладкой; Архитектурная пленка, общепромышленная упаковочная пленка и пакеты для пищевых продуктов. LDPE также используется в изделиях, изготовленных методом литья под давлением, таких как небольшие контейнеры, крышки, товары для дома, пластиковые цветы, формование пластиковых контейнеров с раздувом и вытяжкой. Медицинское оборудование, фармацевтические препараты и упаковочные материалы для пищевых продуктов, экструдированные трубы, листы, покрытия для проводов и кабелей, профили, термоформование и другие продукты; выдувное формование полых формованных изделий, таких как пищевые контейнеры с молочными продуктами и джемом, лекарства, косметика, химикаты. Контейнеры для продуктов, резервуары и многое другое.

производственный метод

Полиэтилен низкой плотности по способу полимеризации можно разделить на метод высокого и низкого давления. По типу реактор можно разделить на баковый и трубчатый. Этилен в качестве сырья, в реактор, под действием инициатора реакции полимеризации при сжатии под высоким давлением, материал из реактора, после удаления непрореагировавшего этилена сепаратором, гранулирование экструзии расплава, сушка, смешанные вместе, отправляются в упаковку .

Производительность продукта

Полиэтилен низкой плотности представляет собой молочно-белые перламутровые частицы. Нетоксичный, безвкусный, без запаха, матовый. Плотность 0,916 ~ 0,930 г / куб. Сантиметр. Свойства более мягкие, с хорошей растяжимостью, электроизоляцией, химической стабильностью, обрабатываемостью и устойчивостью к низким температурам (стойкость до -70 ℃), но механическая прочность, барьер для влаги, газовый барьер и плохая стойкость к растворителям. Молекулярная структура нерегулярна, степень кристалличности (55% ~ 65%) низкая, температура плавления кристаллов (108 ~ 126 ℃) также низкая.

Упаковка и хранение

Продукт упакован в мешок из полиэтиленовой переупаковочной пленки, который может быть упакован в полипропиленовый тканый мешок в соответствии с требованиями пользователя' Продукт следует хранить в чистом и сухом складе, который можно транспортировать поездом, автомобилем или кораблем. При хранении и транспортировке следует обращать внимание на защиту от огня, воды, солнца, пыли и загрязнения. Транспортные средства должны быть чистыми и сухими. Не должно быть острых предметов, например, гвоздей,

• ЛПЭНП

(ЛПЭНП) представляет собой полимеризацию этилена при высоком или низком давлении с небольшим количеством высших альфа-олефинов (таких как бутен-1, гексен-1, октен-1, тетраметилпентен-1 и т. Д.) Под действием Плотность катализатора 0,915 ~ 0,940 г / кубический сантиметр. Однако, согласно ASTM D-1248-84, диапазон плотности 0,926 ~ 0,940 г / см3 соответствует полиэтилену средней плотности (MDPE). Новое поколение ЛПЭНП расширяет свою плотность до пластомеров (от 0,890 до 0,915 г / см3) и эластомеров (& lt; 0,890 г / см3). Однако SPI и APC назвали линейку LLDPE' Union Carbide и Dow Chemical Company только из-за их более ранних продаж пластомеров и эластомеров как полиэтилена очень низкой плотности (VLDPE) и полиэтилена сверхнизкой плотности (за исключением эластомера) ULDPE. ) смолы.

Молекулярная структура обычного ЛПЭНП характеризуется линейной основной цепью с небольшим количеством длинных ответвлений или без них, но с некоторыми короткими ответвлениями. Отсутствие длинноцепочечных разветвлений делает полимеры более кристаллическими.

В общем, смолы LLDPE характеризуются плотностью и индексом расплава. Плотность определяется концентрацией сомономера в полимерной цепи. Концентрация сомономера определяет количество коротких ответвлений в полимере. Длина короткоцепочечных ответвлений зависит от типа сомономера. Чем выше концентрация сомономера, тем ниже плотность смолы. Кроме того, индекс расплава является отражением средней молекулярной массы смолы и в основном определяется температурой реакции (метод раствора) и добавлением агента передачи цепи (метод газовой фазы). Средняя молекулярная масса не имеет ничего общего с молекулярно-массовым распределением, которое в основном зависит от типа катализатора.

Индустриализация ЛПЭНП компанией Union Carbide в 1970-х годах представляла собой крупную революцию в производстве полиэтиленовых катализаторов и технологических процессов, что привело к значительному расширению ассортимента полиэтиленовых продуктов. ЛПНП заменил радикальный инициатор координационным катализатором и был модифицирован с более низким значением The Стоимость газофазной полимеризации при низком давлении вместо реактора высокого давления при высоком давлении за относительно короткий период времени, с его превосходными характеристиками и более низкой стоимостью, заменила ПЭНП во многих областях. В настоящее время LLDPE проникает почти на все традиционные рынки полиэтилена, включая пленку, формованные изделия, трубы, провода и кабели.

Продукты LLDPE нетоксичные, безвкусные, без запаха, молочно-белые частицы. По сравнению с LDPE он имеет преимущества высокой прочности, хорошей ударной вязкости, высокой жесткости, термостойкости и морозостойкости. Он также обладает хорошей устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды, прочностью на разрыв и другими свойствами, а также кислотами, щелочами, органическими растворителями.