Polietylen - co to jest? Zastosowanie polietylenu

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Co to jest polietylen? Jakie są jego cechy? Jak powstaje polietylen? To bardzo ciekawe pytania, na które z pewnością odpowiemy w tym artykule.

Informacje ogólne

Polietylen jest substancją chemiczną, która jest łańcuchem atomów węgla, z których każdy ma dołączone dwie cząsteczki wodoru. Pomimo obecności tego samego składu, wciąż istnieją dwie modyfikacje. Różnią się one strukturą i odpowiednio właściwościami. Pierwszy to łańcuch liniowy, w którym stopień polimeryzacji przekracza liczbę pięciu tysięcy. Druga struktura to gałąź składająca się z 4-6 atomów węgla, które są arbitralnie przyłączone do głównego łańcucha. Jak ogólnie otrzymuje się polietylen liniowy? Osiąga się to dzięki zastosowaniu specjalnych katalizatorów, które oddziałują na poliolefiny w umiarkowanej temperaturze (do 150 stopni Celsjusza) i ciśnieniu (do 20 atmosfer). Ale co on reprezentuje? Znamy jego właściwości chemiczne, ale jakie są jego właściwości fizyczne?

Co to jest?

Polietylen to polimer termoplastyczny, w którym zachodzi proces krystalizacjiprzeprowadzane w temperaturach poniżej minus 60 stopni Celsjusza. Nie jest przezroczysty w grubej warstwie, nie jest zwilżany wodą, rozpuszczalniki organiczne w temperaturze pokojowej nie mają na nią wpływu. Jeśli temperatura przekroczy plus 80 stopni Celsjusza, najpierw następuje pęcznienie, a następnie rozkład na węglowodory aromatyczne i pochodne halogenów. Polietylen to substancja, która skutecznie opiera się negatywnym skutkom roztworów kwasów, soli i zasad. Ale jeśli temperatura przekroczy 60 stopni Celsjusza, kwas azotowy i siarkowy mogą ją szybko zniszczyć. Do klejenia produktów polietylenowych można je poddać działaniu środków utleniających, a następnie nałożyć niezbędne substancje.

Jak powstaje polietylen?

Użyj do tego:

• Metoda wysokiego ciśnienia (mała gęstość). Polietylen powstaje pod wysokim ciśnieniem, które mieści się w zakresie od 1000 do 3000 atmosfer w temperaturze 180 stopni Celsjusza. Tlen działa jako inicjator.
• Metoda niskiego ciśnienia (wysoka gęstość). W tym przypadku polietylen powstaje pod ciśnieniem co najmniej pięciu atmosfer i w temperaturze 80 stopni Celsjusza przy użyciu rozpuszczalnika organicznego i katalizatorów Zieglera-Natty.
• I istnieje oddzielny cykl produkcyjny polietylenu liniowego, o którym wspomniano powyżej. Jest pośredni między drugim a pierwszym punktem.

Pamiętaj, że nie są to jedyne używane technologie. Więc,Dość powszechne jest również stosowanie katalizatorów metalocenowych. Znaczenie tej technologii polega na tym, że dzięki niej uzyskuje się znaczną masę polimeru, przy jednoczesnym zwiększeniu wytrzymałości produktu. W zależności od tego, jaka struktura i właściwości są potrzebne przy zastosowaniu jednego monomeru, następuje wybór metody otrzymywania. Mogą na nią również wpływać wymagania dotyczące temperatury topnienia, wytrzymałości, twardości i gęstości.

Dlaczego jest tak duża różnica?

Głównym powodem różnic we właściwościach jest rozgałęzienie makrocząsteczek. Tak więc im jest większy, tym mniejsza krystaliczność i wyższa elastyczność polimeru. Dlaczego to jest ważne? Faktem jest, że wraz z gęstością i masą cząsteczkową wzrastają właściwości mechaniczne polietylenu. Spójrzmy na mały przykład. Arkusz polietylenowy ma znaczną sztywność i nieprzezroczystość. Ale jeśli zastosuje się metodę o niskiej gęstości, otrzymany materiał będzie miał stosunkowo dobrą elastyczność i względną widoczność przez niego. Dlaczego istnieje tak szeroka gama produktów? ze względu na różne warunki pracy. Tak więc polietylen dobrze radzi sobie z obciążeniami udarowymi. Dobrze znosi również mróz. Zakres temperatur pracy tego materiału wynosi od -70 do +60 stopni Celsjusza. Chociaż poszczególne marki są przystosowane do nieco innego gradientu - od -120 do +100. Wpływa na to gęstość polietylenu i jego struktura na poziomie molekularnym.

Specyfika materiału

Należy zauważyć jedną istotną wadę - szybkie starzenie się polietylenu. Ale to można naprawić. Wydłużenie żywotności uzyskuje się dzięki specjalnym dodatkom przeciwutleniającym, którymi mogą być sadza, fenole lub aminy. Należy również zauważyć, że materiał o niskiej gęstości jest bardziej lepki, dzięki czemu można go łatwiej przetwarzać na produkty. Nie wspominając o właściwościach elektrycznych. Polietylen, ze względu na to, że jest polimerem niepolarnym, jest wysokiej jakości dielektrykiem wysokiej częstotliwości. W związku z tym przepuszczalność i styczna strat ulegają niewielkim zmianom w zależności od zmian wilgotności, temperatury (w zakresie od -80 do +100) i częstotliwości pola elektrycznego. Należy tutaj zwrócić uwagę na jedną cechę. Tak więc, jeśli w polietylenie znajdują się pozostałości katalizatora, przyczynia się to do wzrostu tangensa strat dielektrycznych, co prowadzi do pewnego pogorszenia właściwości izolacyjnych. Cóż, teraz rozważyliśmy ogólną sytuację. Teraz przejdźmy do konkretów.

Co to jest LDPE?

Jest to elastyczny, lekki, krystalizujący materiał o odporności na ciepło w zakresie od -80 do +100 stopni Celsjusza. Posiada błyszczącą powierzchnię. Zeszklenie zaczyna się przy -20. A topnienie mieści się w zakresie 120-135. Charakteryzuje się dobrą udarnością i odpornością na ciepło. Gęstość polietylenu znacząco wpływa na uzyskiwane właściwości. Wraz z tym wzrasta więc wytrzymałość, sztywność, twardość i odporność chemiczna. Ale jednocześnie zmniejsza się tendencja do rozciągania i przepuszczalności.do oparów i gazów. Nie sposób nie zauważyć pełzania, które obserwuje się przy długotrwałym obciążeniu. Taki polietylen jest biologicznie obojętny i można go łatwo poddać recyklingowi. Co jest bardzo przydatne w nowoczesnych warunkach. Mówiąc o zastosowaniu polietylenu, należy zauważyć, że służy on do produkcji opakowań i pojemników. Tak więc około jedna trzecia produkcji trafia na tworzenie pojemników do formowania z rozdmuchem, które znajdują zastosowanie w przemyśle spożywczym, kosmetycznym, motoryzacyjnym, AGD, energetycznym i filmowym. Ale możesz go również spotkać podczas tworzenia rur i części rurociągów. Niewątpliwą zaletą tego materiału jest jego trwałość, niski koszt i łatwość spawania.

HDPE

Jest to elastyczny, lekki, krystalizujący materiał o odporności cieplnej (bez obciążenia) w zakresie od -120 do +90 stopni Celsjusza. Właściwości również silnie zależą od gęstości powstałego materiału. Powoduje to wzrost wytrzymałości, twardości, sztywności i odporności chemicznej. Jednocześnie grubość polietylenu negatywnie wpływa na udarność, wydłużenie, odporność na pękanie oraz przepuszczalność par i gazów. Ponadto nie jest stabilny wymiarowo i ma zauważalny negatywny wpływ przy stosunkowo niewielkich obciążeniach. Na uwagę zasługuje naprawdę wysoka odporność chemiczna oraz doskonałe właściwości dielektryczne. Z negatywu - na taki polietylen źle wpływają tłuszcze, oleje i promieniowanie ultrafioletowe. Biologicznie obojętny, łatwo poddający się recyklingowi. Jest to również możliwecharakteryzować i jako odporny na promieniowanie. Zastosowanie polietylenu o dużej gęstości jest najczęstsze przy tworzeniu folii technicznych, spożywczych i rolniczych. Chociaż oczywiście nie jest to jedyna opcja.

Liniowy polietylen

Jest to elastyczny materiał krystalizujący. Wytrzymuje temperatury do 118 stopni Celsjusza. Ważną zaletą tego materiału jest również jego odporność na pękanie, odporność na ciepło i udarność. Znajduje zastosowanie do produkcji opakowań, pojemności i pojemników. Co oferuje ten polietylen? Właściwości tego materiału są bardzo wysokie w porównaniu z analogiem otrzymanym metodą niskociśnieniową. W związku z tym ma całkiem dobre właściwości. Ale nadal z reguły nie może być równy HDPE.

Jak można zaprezentować materiał?

Tak więc rozważyliśmy już główne rodzaje polietylenu. W jakiej formie jest tworzony? Najbardziej popularne są arkusze i folie polietylenowe. Formy te mogą być wykonane z materiału o dowolnej gęstości. Chociaż nadal istnieją pewne preferencje. Tak więc podejście niskiego ciśnienia jest szeroko stosowane w celu uzyskania elastycznych i cienkich folii. Szerokość powstałego materiału z reguły sięga 1400 milimetrów, a długość 300 metrów. Polietylen liniowy i o dużej gęstości jest sztywniejszy, dlatego jest używany do konstrukcji, które nie powinny być naruszone: te same arkusze, rury, produkty formowane i formowane itp.

Wniosek

I na koniec nie można nie wspomnieć o dokumentach regulacyjnych, według których produkowany jest polietylen. GOST 16338-85 odpowiada za produkty tworzone pod niskim ciśnieniem. Działa od 1985 roku. GOST 16337-77 reguluje kwestie związane z polietylenem wysokociśnieniowym. Jest jeszcze starszy i pochodzi z 1977 roku. Te dokumenty regulacyjne zawierają informacje o wymaganiach dotyczących materiałów, z których wykonane są folie, opakowania i różne inne produkty. Ponadto należy zwrócić uwagę na szeroki zakres zastosowań powstałych produktów oraz ich różnorodność gatunkową. Na przykład wzmocnione folie polietylenowe są bardzo powszechne. Ich osobliwością jest to, że przy tej samej grubości są o wiele lepsze w swoich właściwościach niż zwykłe próbki produktów. Z tych samych wzmocnionych folii polietylenowych wykonane są obrusy, torby i wiele innych przydatnych rzeczy. A ich właściwości uzyskuje się poprzez wprowadzenie specjalnych nici z włókien naturalnych lub syntetycznych.