Polietilen - što je to? Primjena polietilena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Što je polietilen? Koje su njegove karakteristike? Kako se proizvodi polietilen? Ovo su vrlo zanimljiva pitanja koja će svakako biti obrađena u ovom članku.

Opće informacije

Polietilen je kemijska tvar koja je lanac ugljikovih atoma, od kojih svaki ima dvije molekule vodika vezane za njega. Unatoč prisutnosti istog sastava, još uvijek postoje dvije modifikacije. Razlikuju se po svojoj strukturi i, sukladno tome, svojstvima. Prvi je linearni lanac u kojem stupanj polimerizacije prelazi brojku od pet tisuća. Druga struktura je grana od 4-6 ugljikovih atoma koji su vezani na glavni lanac na proizvoljan način. Kako se općenito dobiva linearni polietilen? To se postiže korištenjem posebnih katalizatora koji djeluju na poliolefine pri umjerenoj temperaturi (do 150 stupnjeva Celzija) i tlaku (do 20 atmosfera). Ali što on predstavlja? Znamo njegova kemijska svojstva, ali koja su fizička svojstva?

Što je to?

Polietilen je termoplastični polimer u kojem je proces kristalizacijeprovodi se na temperaturama ispod minus 60 stupnjeva Celzija. Nije proziran u debelom sloju, ne vlaži se vodom, organska otapala na sobnoj temperaturi ne utječu na njega. Ako temperatura prijeđe plus 80 stupnjeva Celzija, tada prvo dolazi do bubrenja, a zatim razlaganja na aromatične ugljikovodike i halogene derivate. Polietilen je tvar koja se uspješno odupire negativnim učincima otopina kiselina, soli i lužina. Ali ako temperatura prijeđe 60 stupnjeva Celzija, tada je dušična i sumporna kiselina mogu brzo uništiti. Za lijepljenje polietilenskih proizvoda mogu se tretirati oksidirajućim sredstvima, nakon čega slijedi nanošenje potrebnih tvari.

Kako se proizvodi polietilen?

Upotrijebite za ovo:

• Metoda visokog pritiska (niske gustoće). Polietilen se stvara pod visokim tlakom, koji je u rasponu od 1.000 do 3.000 atmosfera na temperaturi od 180 stupnjeva Celzija. Kisik djeluje kao inicijator.
• Metoda niskog pritiska (visoke gustoće). U ovom slučaju, polietilen se stvara pri tlaku od najmanje pet atmosfera i temperaturi od 80 stupnjeva Celzija korištenjem organskog otapala i Ziegler-Natta katalizatora.
• I postoji zaseban proizvodni ciklus linearnog polietilena, koji je gore spomenut. To je između druge i prve točke.

Napominjemo da ovo nisu jedine tehnologije koje se koriste. Tako,Upotreba metalocenskih katalizatora također je prilično česta. Smisao ove tehnologije leži u činjenici da se njome postiže značajna masa polimera, uz povećanje čvrstoće proizvoda. Ovisno o tome koja struktura i svojstva su potrebna pri korištenju jednog monomera, dolazi do izbora metode dobivanja. Na njega također mogu utjecati temperatura topljenja, čvrstoća, tvrdoća i zahtjevi za gustoćom.

Zašto postoji tako velika razlika?

Glavni razlog za razliku u svojstvima je grananje makromolekula. Dakle, što je veći, to je manja kristalnost i veća je elastičnost polimera. Zašto je to važno? Činjenica je da mehanička svojstva polietilena rastu zajedno s njegovom gustoćom i molekularnom težinom. Pogledajmo mali primjer. Polietilenski list ima značajnu krutost i neprozirnost. Ali ako se koristi metoda niske gustoće, tada će rezultirajući materijal imati relativno dobru fleksibilnost i relativnu vidljivost kroz njega. Zašto postoji tako širok izbor proizvoda? zbog različitih uvjeta rada. Dakle, polietilen se dobro nosi s udarnim opterećenjima. Također dobro podnosi mraz. Raspon radne temperature ovog materijala je od -70 do +60 Celzijusa. Iako su pojedine marke prilagođene za nešto drugačiji gradijent - od -120 do +100. Na to utječe gustoća polietilena i njegova struktura na molekularnoj razini.

Specifičnosti materijala

Treba napomenuti jedan značajan nedostatak - brzo starenje polietilena. Ali ovo je popravljivo. Produljenje vijeka trajanja postiže se zahvaljujući posebnim antioksidativnim aditivima, koji mogu biti čađa, fenoli ili amini. Također treba napomenuti da je materijal niske gustoće viskozniji, pa se može lakše prerađivati u proizvode. Da ne spominjemo električna svojstva. Polietilen je, zbog činjenice da je nepolarni polimer, visokokvalitetni visokofrekventni dielektrik. Zbog toga se propusnost i tangenta gubitka malo mijenjaju od promjena vlažnosti, temperature (u rasponu od -80 do +100) i frekvencije električnog polja. Ovdje treba napomenuti jednu značajku. Dakle, ako u polietilenu postoje ostaci katalizatora, onda to doprinosi povećanju tangenta dielektričnog gubitka, što dovodi do određenog pogoršanja izolacijskih svojstava. Pa, sada smo razmotrili opću situaciju. Hajdemo sada biti konkretni.

Što je LDPE?

Ovo je elastičan, lagan, kristalizirajući materijal s otpornošću na toplinu u rasponu od -80 do +100 stupnjeva Celzija. Ima sjajnu površinu. Stakleni prijelaz počinje na -20. A taljenje je u rasponu od 120-135. Karakterizira ga dobra udarna čvrstoća i otpornost na toplinu. Gustoća polietilena značajno utječe na dobivena svojstva. Dakle, zajedno s njim povećavaju se čvrstoća, krutost, tvrdoća i kemijska otpornost. Ali u isto vrijeme, sklonost rastezanju i propusnost se smanjuje.za pare i plinove. Nemoguće je ne primijetiti puzanje koje se opaža tijekom duljeg opterećenja. Takav polietilen je biološki inertan i može se lako reciklirati. Što je vrlo korisno u modernim uvjetima. Govoreći o upotrebi polietilena, valja napomenuti da se koristi za proizvodnju ambalaže i spremnika. Dakle, otprilike trećina proizvodnje odlazi na izradu spremnika za puhanje koji se koriste u prehrambenoj industriji, kozmetici, automobilskoj industriji, kućanstvu, energetici i filmovima. Ali možete ga također susresti prilikom izrade cijevi i dijelova cjevovoda. Važna prednost ovog materijala je njegova trajnost, niska cijena i jednostavnost zavarivanja.

HDPE

Ovo je elastičan, lagan, kristalizirajući materijal s otpornošću na toplinu (bez opterećenja) u rasponu od -120 do +90 stupnjeva Celzija. Svojstva također jako ovise o gustoći dobivenog materijala. To rezultira povećanjem čvrstoće, tvrdoće, krutosti i kemijske otpornosti. Istodobno, debljina polietilena negativno utječe na otpornost na udar, produljenje, otpornost na pukotine i propusnost para i plinova. Osim toga, nije dimenzijski stabilan i ima primjetan negativan učinak pri relativno malim opterećenjima. Treba napomenuti stvarno visoku kemijsku otpornost i izvrsne dielektrične karakteristike. Od negativnog - na takav polietilen loše utječu masti, ulja i ultraljubičasto zračenje. Biološki inertan, lako se može reciklirati. Također je mogućekarakterizirati i kao otporan na zračenje. Upotreba polietilena visoke gustoće najčešća je u izradi tehničkih, prehrambenih i poljoprivrednih filmova. Iako, naravno, ovo nije jedina opcija.

Linearni polietilen

To je elastičan kristalizirajući materijal. Može izdržati temperature do 118 stupnjeva Celzija. Također važna prednost ovog materijala je njegova otpornost na pucanje, otpornost na toplinu i udarnu čvrstoću. Primjenjuje se u proizvodnji ambalaže, kapaciteta i kontejnera. Što nudi ovaj polietilen? Karakteristike ovog materijala su vrlo visoke u usporedbi s analogom dobivenim metodom niskog tlaka. Stoga ima prilično dobra svojstva. Ali ipak, u pravilu, ne može biti jednak HDPE.

Kako se materijal može predstaviti?

Dakle, već smo razmotrili glavne vrste polietilena. U kojem obliku nastaje? Najpopularniji su polietilenski lim i film. Ovi kalupi se mogu izraditi od bilo koje gustoće materijala. Iako još uvijek postoje određene preferencije. Stoga se pristup niskog tlaka široko koristi za dobivanje elastičnih i tankih filmova. Širina dobivenog materijala u pravilu doseže 1400 milimetara, a duljina 300 metara. Linearni polietilen i polietilen visoke gustoće su tvrđi, pa se koriste za konstrukcije na koje ne treba utjecati: iste ploče, cijevi, lijevani i lijevani proizvodi, itd.

Zaključak

I na kraju, ne možemo ne spomenuti regulatorne dokumente prema kojima se proizvodi polietilen. GOST 16338-85 odgovoran je za proizvode koji se stvaraju pri niskom tlaku. Djeluje od 1985. godine. GOST 16337-77 regulira pitanja vezana uz polietilen visokog tlaka. Još je stariji i datira iz 1977. godine. Ovi regulatorni dokumenti sadrže podatke o zahtjevima za materijale od kojih se izrađuju folije, ambalaža i razni drugi proizvodi. Štoviše, treba istaknuti širok raspon primjene dobivenih proizvoda i njegovu raznolikost vrsta. Tako su, na primjer, pojačane polietilenske folije vrlo česte. Njihova je posebnost u tome što su, s istom debljinom, po svojim svojstvima malo iznad običnih uzoraka proizvoda. Od istih ojačanih polietilenskih filmova izrađeni su stolnjaci, torbe i mnoge druge korisne stvari. A njihova svojstva dobivaju se uvođenjem posebnih niti od prirodnih ili sintetičkih vlakana.