Polietilén – mi az? Polietilén alkalmazása

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

Mi az a polietilén? Mik a jellemzői? Hogyan készül a polietilén? Ezek nagyon érdekes kérdések, amelyekre ez a cikk minden bizonnyal szó lesz.

Általános információ

A polietilén egy kémiai anyag, amely szénatomok lánca, amelyek mindegyikéhez két hidrogénmolekula kapcsolódik. Az azonos összetétel jelenléte ellenére még mindig van két módosítás. Szerkezetükben és ennek megfelelően tulajdonságaikban különböznek. Az első egy lineáris lánc, amelyben a polimerizáció mértéke meghaladja az ötezret. A második szerkezet egy 4-6 szénatomos ág, amely tetszőleges módon kapcsolódik a főlánchoz. Hogyan nyerhető a lineáris polietilén általában? Ezt speciális katalizátorok használatával érik el, amelyek mérsékelt hőmérsékleten (150 Celsius fokig) és nyomáson (20 atmoszféráig) befolyásolják a poliolefineket. De mit is képvisel? Ismerjük a kémiai tulajdonságait, de mik a fizikai tulajdonságai?

Mi az?

A polietilén egy hőre lágyuló polimer, amelyben a kristályosodási folyamatmínusz 60 Celsius fok alatti hőmérsékleten végezzük. Vastag rétegben nem átlátszó, víz nem nedvesíti, a szerves oldószerek szobahőmérsékleten nem befolyásolják. Ha a hőmérséklet meghaladja a plusz 80 Celsius fokot, akkor először duzzadás következik be, majd aromás szénhidrogénekre és halogénszármazékokra bomlik. A polietilén olyan anyag, amely sikeresen ellenáll a savak, sók és lúgok oldatainak negatív hatásainak. De ha a hőmérséklet meghaladja a 60 Celsius fokot, akkor a salétromsav és a kénsav gyorsan elpusztíthatja. A polietilén termékek ragasztásához oxidálószerekkel kezelhetők, majd a szükséges anyagok felhordása következik.

Hogyan állítják elő a polietilént?

Használja erre:

• Magas nyomású (alacsony sűrűségű) módszer. A polietilén nagy nyomáson jön létre, amely 1000 és 3000 atmoszféra közötti tartományba esik 180 Celsius fokos hőmérsékleten. Az oxigén iniciátorként működik.
• Alacsony nyomású (nagy sűrűségű) módszer. Ebben az esetben a polietilént legalább öt atmoszféra nyomáson és 80 Celsius-fok hőmérsékleten állítják elő szerves oldószer és Ziegler-Natta katalizátorok segítségével.
• És van egy külön gyártási ciklus a lineáris polietilénnek, amit fentebb említettünk. A második és az első pont között van.

Ne feledje, hogy nem csak ezeket a technológiákat használják. Így,A metallocén katalizátorok használata is meglehetősen gyakori. Ennek a technológiának a jelentése abban rejlik, hogy ezáltal jelentős polimer tömeg érhető el, miközben növeli a termék szilárdságát. Attól függően, hogy egy monomer használatakor milyen szerkezetre és tulajdonságokra van szükség, meg kell választani a beszerzési módszert. Az olvadási hőmérséklet, a szilárdság, a keménység és a sűrűség követelményei is befolyásolhatják.

Miért van ekkora különbség?

A tulajdonságok különbségének fő oka a makromolekulák elágazása. Tehát minél nagyobb, annál kisebb a polimer kristályossága és annál nagyobb a rugalmassága. Miért fontos? A helyzet az, hogy a polietilén mechanikai tulajdonságai a sűrűségével és molekulatömegével együtt nőnek. Nézzünk egy kis példát. A polietilén lemez jelentős merevséggel és átlátszatlansággal rendelkezik. De ha alacsony sűrűségű módszert alkalmazunk, akkor a kapott anyag viszonylag jó rugalmassággal és viszonylag jó láthatósággal rendelkezik rajta. Miért van ilyen sokféle termék? eltérő működési feltételek miatt. Tehát a polietilén jól megbirkózik az ütési terhelésekkel. A fagyot is jól tűri. Ennek az anyagnak az üzemi hőmérsékleti tartománya -70 és +60 Celsius között van. Bár az egyes márkák kissé eltérő gradienshez vannak igazítva - -120 és +100 között. Ezt befolyásolja a polietilén sűrűsége és molekuláris szintű szerkezete.

Anyagspecifikációk

Meg kell jegyezni egy jelentős hátrányt – a polietilén gyors öregedését. De ez javítható. Az élettartam növekedését speciális antioxidáns adalékanyagoknak köszönhetjük, amelyek lehetnek korom, fenolok vagy aminok. Azt is figyelembe kell venni, hogy az alacsony sűrűségű anyag viszkózusabb, így könnyebben feldolgozható termékké. Az elektromos tulajdonságokról nem is beszélve. A polietilén, mivel nem poláris polimer, kiváló minőségű, nagyfrekvenciás dielektrikum. Emiatt a permeabilitás és a veszteségtangens keveset változik a páratartalom, a hőmérséklet (-80 és +100 tartományban) és az elektromos tér frekvenciájának változásaitól. Itt meg kell jegyezni egy jellemzőt. Tehát, ha a polietilénben katalizátormaradványok vannak, akkor ez hozzájárul a dielektromos veszteség érintőjének növekedéséhez, ami a szigetelési tulajdonságok bizonyos romlásához vezet. Nos, most megvizsgáltuk az általános helyzetet. Most lássuk a konkrétumot.

Mi az LDPE?

Ez egy rugalmas, könnyű, kristályosodó anyag, amelynek hőállósága -80 és +100 Celsius fok között van. Fényes felülettel rendelkezik. Az üvegátmenet -20-nál kezdődik. Az olvadás pedig a 120-135 °C tartományban van. Jó ütésállóság és hőállóság jellemzi. A polietilén sűrűsége jelentősen befolyásolja a kapott tulajdonságokat. Így ezzel együtt nő a szilárdság, a merevség, a keménység és a vegyszerállóság. Ugyanakkor csökken a nyúlási hajlam és az áteresztőképesség.gőzök és gázok számára. Lehetetlen figyelmen kívül hagyni a hosszan tartó terhelés során megfigyelhető kúszást. Az ilyen polietilén biológiailag inert és könnyen újrahasznosítható. Ami modern körülmények között nagyon hasznos. A polietilén használatáról szólva meg kell jegyezni, hogy azt csomagolások és tartályok gyártására használják. Tehát a termelés körülbelül egyharmada olyan fúvóformázó konténerek előállítására megy el, amelyeket az élelmiszeriparban, kozmetikában, autóiparban, háztartásban, energetikában és filmgyártásban használnak. De találkozhat vele csövek és csővezeték-alkatrészek létrehozásakor is. Ennek az anyagnak egy fontos előnye a tartóssága, az alacsony költsége és a könnyű hegesztés.

HDPE

Ez egy rugalmas, könnyű, kristályosodó anyag, hőállósága (terhelés nélkül) -120 és +90 Celsius fok között van. A tulajdonságok erősen függnek a kapott anyag sűrűségétől is. Ez növeli a szilárdságot, a keménységet, a merevséget és a vegyszerállóságot. Ugyanakkor a polietilén vastagsága negatívan befolyásolja az ütésállóságot, a nyúlást, a repedésállóságot és a gőzök és gázok áteresztő képességét. Ráadásul nem méretstabil, és viszonylag kis terhelésnél is érezhető negatív hatása van. Meg kell jegyezni az igazán nagy vegyszerállóságot és a kiváló dielektromos jellemzőket. A negatív oldalról - az ilyen polietilént rosszul érintik a zsírok, olajok és az ultraibolya sugárzás. Biológiailag inert, könnyen újrahasznosítható. Az is lehetségesjellemezni és sugárzásnak ellenállóként. A nagy sűrűségű polietilén alkalmazása leggyakrabban műszaki, élelmiszeripari és mezőgazdasági fóliák készítésénél jellemző. Bár természetesen nem ez az egyetlen lehetőség.

Lineáris polietilén

Elasztikus kristályosodó anyag. Akár 118 Celsius fokos hőmérsékletet is képes ellenállni. Szintén fontos előnye ennek az anyagnak a repedésállósága, hőállósága és ütésállósága. Csomagolások, kapacitások és tartályok gyártására alkalmazzák. Mit kínál ez a polietilén? Ennek az anyagnak a jellemzői nagyon magasak az alacsony nyomású módszerrel kapott analóghoz képest. Ezért meglehetősen jó tulajdonságokkal rendelkezik. De még mindig, mint szabály, nem lehet egyenlő a HDPE-vel.

Hogyan lehet bemutatni az anyagot?

Tehát, már megvizsgáltuk a polietilén fő típusait. Milyen formában jön létre? A legnépszerűbb a polietilén lemez és a fólia. Ezek a formák bármilyen sűrűségű anyagból készülhetnek. Bár még mindig vannak bizonyos preferenciák. Így az alacsony nyomású megközelítést széles körben alkalmazzák rugalmas és vékony filmek előállítására. A kapott anyag szélessége általában eléri az 1400 millimétert, a hossza pedig 300 méter. A lineáris és nagy sűrűségű polietilén merevebb, ezért olyan szerkezetekhez használják, amelyeket nem szabad érinteni: ugyanazok a lemezek, csövek, öntött és öntött termékek stb.

Következtetés

És végül nem szabad figyelmen kívül hagyni a szabályozási dokumentumokat, amelyek szerint a polietilént gyártják. A GOST 16338-85 felelős az alacsony nyomáson előállított termékekért. 1985 óta működik. A GOST 16337-77 szabályozza a nagynyomású polietilénnel kapcsolatos kérdéseket. Még régebbi, és 1977-ből származik. Ezek a szabályozási dokumentumok információkat tartalmaznak azokra az anyagokra vonatkozó követelményekről, amelyekből fóliákat, csomagolóanyagokat és különféle egyéb termékeket készítenek. Ezenkívül meg kell jegyezni a kapott termékek széles körű alkalmazási területét és faji sokféleségét. Így például a megerősített polietilén fóliák nagyon gyakoriak. Különlegességük, hogy azonos vastagságukkal tulajdonságaikban felülmúlják, mint a hagyományos termékminták. Ugyanabból a megerősített polietilén fóliából készülnek az aszt alterítők, táskák és sok más hasznos dolog. Tulajdonságaikat pedig természetes vagy szintetikus szálakból készült speciális szálak bevezetésével érik el.