Полиэтилен

Сельское хозяйство

Востребованы полиолефины также в сельском хозяйстве. Отличный экономический эффект получают путем использования полиэтилена в овощеводстве при строительстве парников, теплиц. Получаемые сооружения имеют упрощенную конструкцию, поэтому их стоимость ниже стеклянных аналогов примерно в три раза.

Прозрачные полиолефиновые материалы отлично пропускают ультрафиолетовые лучи, в результате чего существенно сокращаются сроки созревания овощных культур. Полиэтиленовой пленкой укрывают бурты зерна и овощей при продолжительном хранении их в поле. Из данного материала изготавливают мешки, в которых хранят минеральные удобрения. Пленка нужна и для процесса силосования. Благодаря хранению в полиэтиленовых мешках силоса, нет необходимости строить дорогие башни, тратить средства и время на процедуры разгрузки и загрузки.

Полимерные пленки, изготовленные на основе полиэтилена, позволяют увеличивать урожайность плодово-ягодных культур, ограничивать испарение из почв влаги, а также тормозить рост сорных растений.

Примечание

1. ↑
2. ↑ Дж. Уайт, Д. Чой.// Полиэтилен, полипропилен и другие полиолефины. — СПб.: Профессия, 2007.
3. Vasile C., Pascu M. Practical Guide to Polyethylene. — Shawbury: Smithers Rapra Press, 2008.
4. ↑ Кулезнев В. Н. (ред.), Гусев В. К. (ред.)// Основы технологии переработки пластмасс. — М.: Химия, 2004.
5. ↑ Цветков Л. А. § 10. Понятие о высокомолекулярных соединениях // Органическая химия. Учебник для 10 класса. — 20-е изд. — М.: Просвещение, 1981. — С. 52—57. — 1 210 000 экз.
6. Шульпин Г. Эти разные полимеры // Наука и жизнь. — 1982. — № 3. — С. 80—83.
7.  (недоступная ссылка). Дата обращения 26 декабря 2009.
8. Русакова Е. . N+1 Интернет-издание (25 апреля 2017). Дата обращения 25 апреля 2017.

Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД)

Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) или низкой плотности — это эластичный мягкий материал с плотностью от 0.915 до 0.925 г/см 3 и повышенной долей молекулярных коротких ответвлений. ЛПВД получают самым сложным и особым методом, использующим полимеризацию со специальными катализаторами — металлоценовыми. Линейный полиэтилен низкой плотности достаточно устойчив к разрывам, ударам и проколам; имеет низкую плотность и высокую пластичность. Этим он напоминает ПНД. Из ЛПВД изготавливают пленку меньшей толщины, а это экономит материал и уменьшает нагрузку на окружающую среду. Хотя этот полимер пригоден для многих применений, но из-за хорошей прозрачности, гибкости и прочности его чаще всего применяется при производстве упаковочных пленок. Практически весь объем потребляемого в России ЛПВД идет на производство пленок (стретч-пленка, изготавливаемая методом раздува и на каст-линиях, многослойная термоусадочная пленка и пленка для ламинации). При этом, для производства мусорных мешков и пакетов линейный полиэтилен в нашей стране практически не используется. В ближайшее время, по мере создания более технологичного оборудования, ЛПВД будет все больше и больше вытеснять ПВД как из однослойных применений, так и в изготовлении многослойных пленок.

Свойства линейного полиэтилена низкой плотности — промежуточные между свойствами ПНП и свойствами ПВП. Но ЛПВД имеет, по сравнению с ПВД, более однородное распределение групп полимера по молекулярной массе. Основные преимущества линейного полиэтилена низкой плотности заключаются в: высокой химической стойкости; высоких эксплуатационных характеристиках, как при достаточно высоких, так и низких, температурах; большой устойчивости к растрескиванию; улучшенной стойкости к проколу.

Линейный полиэтилен обладает самыми высокими физико-химическими показателями.

ЛПНП отличается наиболее высокими значениями прочности при растяжении и удлинения при разрыве. Достаточно высокая температура плавления дает возможность применять литейный полиэтилен для фасовки горячих продуктов. Благодаря присутствию большого количества боковых коротких ответвлений, при деформации скользящих друг по другу и не развивающих при этом внутренних значительных напряжений, ЛПВД характеризуется отличной эластичностью расплава. Что позволяет получать достаточно тонкую пленку от шести до двадцати пяти мкм. Однако, из-за высокой кристалличности ЛПНП менее прозрачен, чем другие виды полиэтилена. Чтобы получить более прозрачный ЛПВД в него вводят оптические специальные добавки.

Физико—химические свойства линейного полиэтилена высокого давления (ЛПВД)

Линейный полиэтилен низкой плотности — это прочный, достаточно гибкий, немного упругий пластикат, легко поддающийся формованию и выдавливанию. Биологически пассивный. Дает большую стабильность размеров и меньшее коробление.

Основные свойства

Технические показатели

Полиэтилен низкого давления изготавливается по стандарту ГОСТ 16338-85, в соответствии с которым должен иметь следующие технические возможности:

• Плотность в диапазоне от 930 до 970 кг/м3;
• Температура плавления – +125-135 C;
• Нижний предел допустимых температур, при котором материал становится хрупким – -60 C;
• Прочность на разрыв растяжения достигает 1000 часов и более,
• Период естественного разложения – порядка 100 лет,
• Срок службы материала ПНД при соблюдении допустимых условий эксплуатации доходит до отметки в 50-70 лет и более.

ПНД базовых марок выпускают в порошковом виде, а их композиции поставляются в виде неокрашенных либо окрашенных гранул. Гранулированное сырье, идущее на изготовление широкого ассортимента продукции, регламентируется по линейным размерам частиц – в пределах от 2-х до 5-ти мм по диаметру и одинаковой формы. Могут быть разной сортности – высшей, первой и второй.

ИНТЕРЕСНО! Изделия из полиэтилена низкого давления очень твердые и жесткие. Даже при изготовлении из ПЭНД тончайших пленок это свойство обнаруживается внешне издаваемым ими шуршанием при прикосновении и смятии.

Преимущества

ПЭНД является наиболее плотным среди полиэтиленовых материалов, имеющих линейную структуру молекул. Именно поэтому он обладает наиболее высокой прочностью на разрыв и твердостью, уменьшающей его пластические свойства. При этом он имеет:

• Высокую стойкость к оцарапыванию и растрескиванию в пределах допустимых температур,
• Химическую и биологическую инертность, при которых ему не страшны воздействия микроорганизмов и химически активных веществ,
• Отличные диэлектрические показатели и даже стойкость к излучению радиации;
• Изоляционные свойства в отношении жидких и газообразных веществ,
• Полную безопасность использования и нетоксичность в отношении человека и среды.

ИНТЕРЕСНО! Благодаря высоким изоляционным свойствам полиэтиленовые материалы низкого давления применяются в гидроизоляционных целях, для изготовления газовых труб, а также накопителей для экологически вредных веществ.

Недостатки

ПНД – это один из полимеров-термопластов, которые при всей их прочности и стойкости к большим нагрузкам различного характера имеют следующие отрицательные свойства:

• Плавкость при повышении температур выше допустимой нормы,
• Старение под воздействием прямого солнечного света, богатого ультрафиолетом.

ВНИМАНИЕ! Последний недостаток может быть устраним с помощью специальных покрытий для полиэтиленовых продуктов (краски, напыления, твердые материалы), а также введение в структуру ПНД защитных веществ на этапе изготовления изделий

1.1. Молекулярная структура полиэтилена

Молекула
полиэтилена представляет собой длинную
цепь метиленовых групп, содержащую
некоторое количество боковых групп.
Чем больше боковых групп в цепочке
полимера и чем они длиннее (полимер
имеет разветвленную структуру), тем
ниже степень кристалличности. Обычно
в полиэтилене низкой плотности одна
метильная группа при­ходится на 30
атомов углерода, однако можно получить
полимеры, содержащие одну метильную
группу как на 10 атомов углерода, так и
на 1000 и более атомов углерода. Исследования
показывают, что метильные группы чаще
всего находятся на концах боковых цепей,
состоя­щих по крайней мере из четырех
атомов углерода:

Недостаточно
упорядоченные участки полимерных
молекул состав­ляют аморфные области.
Тот факт, что величина аморфных областей
возрастает пропорционально степени
разветвленности молекулы, позво­ляет
сделать вывод, что в аморфные области
входят части разветвлен­ных молекул.

В
расплавленном состоянии полиэтилен
находится в аморфном со­стоянии.
Независимо от скорости охлаждения
расплава полиэтилен не получен полностью
в аморфном состоянии даже при моментальном
охлаждении тонких пленок жидким воздухом.
Быструю кристаллизацию полиэтилена
можно объяснить небольшой длиной
элементарных звеньев (2, 53 Å), соответствующей
одному зигзагу углеродной цепи, высокой
симметрией молекул и их расположением
в виде пачки. Пачки намного длиннее
макромолекул и состоят из многих рядов
цепей. Кристаллиза­ция начинается в
пачках и проходит последовательно либо
через обра­зование «лент», «лепестков»
и правильных кристаллов, либо через
воз­никновение «лент», «лепестков»
и сферолитных структур. Структу­ра
молекулы полиэтилена показана на рис.1

Рис.1
Структура молекулы полиэтилена

Скорость охлаждения
расплава полиэтилена определяет размеры
кристаллических участков и степень
кристалличности. Быстрое охла­ждение
(закалка) приводит к снижению процента
кристаллической фазы и увеличению
размеров кристаллических участков.

Между
кристалличностью и содержанием метильных
групп наблюдается ясно выраженная
связью Ниже показана зависимость
содержания аморфной фазы от концентрации
метильных групп в полиэтилене:

Число
CH3-групп
на 100 атомов С Содержание аморфной
фазы, %

Различие
в степени кристалличности обусловливает
плотность полимера. Так, полиэтилен
низкой плотности содержит 55-65%
кристаллической фазы, средней 66-73%, а
высокой 74-95%.

В
образцах полиэтилена с высокой степенью
разветвленности весовая доля
кристаллической фазы может достигать
40%.

С
повышением температуры снижается
степень кристалличности полимера:
снижение становится все более резким
по мере приближения к температуре
размягчения (рис. 2).

Рис 2. Изменение
доли кристаллической фазы в полиэтилене
с повышением температуры

Кристаллические
участки в полиэтилене имеют длину до
нескольких сот ангстрем и соответствуют
не целой молекуле, а небольшой части
ее, так что одна полимерная молекула
(длина ее достигает 1000 Å)
может
проходить через несколько кристаллических
областей.

Конфигурация
и упаковка линейных молекул полиэтилена
в кристаллитах такие же, как у молекул
нормальных олефинов. Об этом свидетельствуют
размеры прямоугольной элементарной
кристаллической ячейки: а
=
7,40
Å, b

=4.93
Å,
с =
2,534
Å.

Период
идентичности в 2,534 Å соответствует
повторяющемуся расстоянию зигзагообразной
углеродной цепи
между атомамиуглерода
С-С 1,54 Å и углу между углеродными связями
109 28″

Соседние
молекулы находятся на расстоянии 4,3 Å
друг от друга; атомы же водорода соседних
молекул так расположены по отношению
друг к другу так, что расстояние между
их центрами становится почти постоянной
величиной 2,5 Å , т. е. равно удвоенной
величине эффективного ван-дер-ваальсового
радиуса 1,25 Å. Кристалличность полимера
при обычных температурах влияет
посредственно на многие его свойства:
плотность, поверхностную твердость,
модуль упругости при изгибе, пределы
прочности и текучести, растворимость
и набухание в органических растворителях,
паро- и газопроницаемость.

В
присутствии катализаторов Циглера и
Филлипса можно провести сополимеризацию
этилена и α-олефинов и тем самым
контролировать число ответвлений. Так,
например, сополимер этилена и пропилена
(6,25% по весу пропилена) содержит 21
метильную группу на 1000 угле­родных
атомов и имеет кристалличность на 20%
меньше кристаллич­ности полиэтилена.
Сополимер этилена и 1-бутена (5,6% по весу
1-бутена) при наличии 14 этильных ответвлении
на 1000 углеродных атомов снижает
кристалличность на 20%, т. е. 1 этильная
группа эквивалентна 1,5 метильным группам
по влиянию на снижение степени
кристаллич­ности сополимеров.

Производство материала

Что касается применения линейного полиэтилена, то он очень часто используется в промышленности, так как его химическая стойкость очень высока. Чаще всего из этого материала изготавливают разные емкости. На сегодняшний день используется три вида производства ЛПНП.

• Первый метод называется суспензионной полимеризацией. В данном случае процесс изготовления проходит в определенного рода суспензии, в которую добавляют катализаторы. При этом необходимо постоянно размешивать состав. В данном случае можно получить состав, который будет иметь полностью однородную структуру, но при этом в ней будут находиться остатки стабилизатора.
• Второй тип — это полимеризация растворного типа. Особенностью данного метода стало то, что линейный полиэтилен изготавливается при поддержании определенной температуры, от 60 до 130 градусов по Цельсию. В результате можно получить материал, который будет отлично противостоять истиранию и обладать высокой пластичностью. Однако здесь имеется проблема, связанная с выбором катализатора, так как при повышенных температурах многие вещества начинают вступать в химические реакции.
• Третий тип — это самый старый метод производства, который называется газофазной полимеризацией с использованием диффузии. При использовании этого метода можно получить материал, который будет отличаться своей чистотой, но при этом он не будет иметь однородности состава, что вызовет различные реакции на разных участках, на один и тот же состав.

Стоит отметить, что при использовании любого метода ЛПНП получается в гранулах. Чтобы придать ему окончательную форму, используется термическая обработка материала.

Строительная отрасль

Полиолефины востребованы в судостроении, автомобилестроении, машиностроении. Их них изготавливают трубы и разнообразные санитарно-технические изделия. На базе полиэтилена получают разнообразные композиции, вводя в полимер наполнители и определенные добавки.

К примеру, композицию ПЭВД с канальной сажей применяют при покрытии кабелей. Полученный материал выдерживает высокие давления жидкости, движущейся по трубам.

Для производства арматуры, разнообразных жестких конструкций применяют ПЭСД и ПЭНД, а также используют полипропилен. Из них производят гальванические ванны, струйные насосы, вентиляционные установки, оросительные колонны.

Купить Полиэтилен высокого давления в гранулах

Наша компания занимается реализацией полиолефинов, в том числе и полиэтиленом высокого давления, который изготавливается в соответствии с существующими государственными стандартами на ведущих предприятиях России и зарубежья.

Полиэтилен высокого давления (ПВД) – это термопластичный полимер, который получают методом полимеризации углеводородного этилена под действием высоких температур с участием кислорода. Это прочный, легкий и эластичный материал, применяемый во многих сферах промышленности для изготовления различных изделий.

Полиэтилен высокого давления имеет ряд особенностей, которые влияют на качественные характеристики и области применения. Свойства и химико-физические характеристики ПВД:

• Изготавливается в виде гранул.
• Плотность 900-930 кг/м³.
• Температура плавления 100-115 °С.
• Температура хрупкости 120 °С.
• Малое водопоглощение 0,02 % за месяц.
• Высокая пластичность.

Преимущества изделий из ПВД

Благодаря высоким характеристикам изделия из ПВД обладают следующими преимуществами:

• Гибкость и мягкость.
• Устойчивость к механическим повреждениям.
• Возможность создания гладких и блестящих поверхностей.
• Устойчивость к деформациям при сжатии и растяжении.
• Высокая прочность.
• Устойчивость к низким температурам.
• Воздухонепроницаемость.
• Влагонепроницаемость.
• Устойчивость к воздействию прямых солнечных лучей.
• Экологическая безопасность для здоровья человека и окружающей среды.

Достоинства ПВД

Полиэтилен высокого давления изготавливается из одного мономера различной плотности, от которой зависят показатели плотности, твердости, жесткости и химической стойкости изделий. ПВД имеет следующие преимущества по сравнению с другими полимерами:

• Высокая ударопрочность.
• Возможность растяжения при разрыве.
• Хорошая проницаемость газов и жидкостей.
• Хорошая устойчивость к солнечным лучам.
• Высокие технические характеристики.
• Большая устойчивость к растрескиванию и проколу.
• Широкий спектр применения.
• Экологическая безопасность для здоровья человека и окружающей среды.

Виды ПВД

При дополнительной обработке ПВД появляются дополнительные качества материала, которые различаются по физическим и химическим свойствам. На сегодняшний день существуют следующие виды полиэтилена высокого давления:

• Сшитый.
• Вспененный.
• Сополимер полиэтилена низкой плотности с мономерами полиэтилена другого вида.

Применение

Полиэтилен высокого давления активно используется во многих областях промышленности, благодаря его химическим качественным характеристикам из него производят большое количество изделий:

• Различные пленки для пакетов и мешков.
• Технические детали.
• Полимерные трубы.
• Выдувные изделия, например, канистры и бутылки.
• Теплоизоляционные материалы.
• Электроизоляционные материалы.
• Термоклей.

Заказать полиэтилен высокого давления в нашей компании модно по телефону, или оставив заявку на сайте. Наши менеджеры свяжутся с Вами в кротчайшее время, помогут оформить заказ на любой объем и подберут для Вас оптимальный вариант оплаты и доставки. Мы работаем по всей территории России.

Химические свойства

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

Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой, но разрушается при действии 50%-й азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора. При реакции полиэтилена с галогенами образуется множество полезных для народного хозяйства продуктов, поэтому эта реакция может быть использована для переработки отходов полиэтилена. В отличие от непредельных углеводородов, не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия.

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

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

Технология получения материала

Для получения вспененного полиэтилена используют обработанный полиэтилен высокого давления, который подвергается физическому вспениванию или прямой экструзии. Технология производства материала включает в себя ряд этапов:

— на первом этапе гранулы термопластичного полиэтилена низкой плотности подаются в бункер литьевого оборудования, где и происходит их расплавление при температуре, превышающей температуру плавления полиэтилена — 115°С.

-после образования расплавленной массы, в камеру подается сжиженный газ (улекислый газ или азот). Он и является тем самым вспенивающим агентом, благодаря которому происходит формирование структуры будущего продукта. Создание газообразной среды осуществляется двумя способами: химическим или физическим.

Так, газообразователи химического типа – это различные вещества, которые способны выделять газ под воздействием высокой температуры. В зависимости от типа используемого материала и желаемых свойств получаемого на выходе полиэтилена, их соединения могут быть самыми разными. Применение химических вспенивателей возможно на стандартном оборудовании, при этом соблюдение специальных мер пожарной безопасности не требуется.

Физическими газообразователями являются жидкости, имеющие низкую температуры кипения – они выделяют газ в процессе испарения. Несмотря на то, что с экономической точки зрения, использование физических добавок является более выгодным, процесс получения вспененного полиэтилена становится взрыво-пожароопасным. Это, в свою очередь, требует строгого соблюдения предупредительных мер и использование специализированного оборудования.

— в результате непрерывного вращения бункера полимерная масса приобретает однородную структуру, в том числе и на молекулярном уровне. Текучесть расплава по сравнению с начальными показателями увеличивается почти в 2 раза, при этом температура текучести снижается. В зависимости от степени давления и температуры в камере происходит изменение размера ячеек материала.

— заключительный этап получения полиэтилена предполагает впрыскивание жидкой массы в литьевую форму и её последующее охлаждение. Это позволяет избежать усадки и возможного деформирования готового материала при извлечении из форм.

Пенополиэтилен чаще всего выпускается с односторонним или двусторонним покрытием, в качестве которого используют фольгу, металлизированную пленку или лавсан. Вспененный фольгированный полиэтилен, который обычно применяют для утепления, также называют отражающей изоляцией.

Форма выпуска изделий из вспененного полиэтилена может быть самой разной – листы, плиты, пленки, нити, трубки и т.д. Плотность таких изделий составляет от 5 до 800 кг/куб.м., а размер ячеек – от 0,05 до 15 мм.

Как правило, производство вспененного полиэтилена основано для использовании отходов полиэтилена, что удешевляет рабочий процесс и одновременно позволяет избежать серьезных проблем с экологией. Конечно, переработка вторичного сырья накладывает ряд ограничений на его использование. К примеру, если материал, созданный в результате первичной переработки, можно применять в качестве упаковки для различных товаров, то полиэтилен, прошедший несколько циклов переработки, может использоваться только как укрывная садовая пленка.