Поліэтылен - гэта што такое? прымяненне поліэтылену

Што сабой уяўляе поліэтылен? Якія ў яго характарыстыкі? Як адбываецца атрыманне поліэтылену? Гэта вельмі цікавыя пытанні, якія абавязкова будуць разгледжаныя ў гэтым артыкуле.

Агульная інфармацыя

Поліэтылен - гэта хімічнае рэчыва, якое ўяўляе сабой ланцужок атамаў вугляроду, да кожнага з іх пры гэтым далучана дзве малекулы вадароду. Нягледзячы на наяўнасць аднолькавага складу, усё ж існуе дзве мадыфікацыі. Адрозніваюцца яны па сваёй структуры і, адпаведна, уласцівасцях. Першая ўяўляецца сабой лінейную ланцуг, у якой ступень полімерызацыі перавышае паказчык у пяць тысяч. Другая структура - гэта разгалінаванне з 4-6 атамаў вугляроду, што далучаюцца да асноўнай ланцугу адвольным спосабам. Як жа ў агульных рысах атрымліваецца лінейны поліэтылен? Гэта дасягаецца дзякуючы выкарыстанню асаблівых каталізатараў, што ўплываюць на полиолефины пры ўмеранай тэмпературы (да 150 градусаў па Цэльсіі) і ціску (да 20 атмасфер). Але што ж ён сабой уяўляе? Мы ведаем яго хімічныя ўласцівасці, а якія тады фізічныя?

Што ён сабой уяўляе?

Поліэтылен - гэта термопластичный палімер, у якім працэс крышталізацыі ажыццяўляецца пры тэмпературы менш мінус 60 градусаў па Цэльсіі. Ён не празрысты у тоўстым пласце, ня змочваецца вадой, арганічныя растваральнікі пры пакаёвай тэмпературы на яго не ўплываюць. Калі тэмпература перавысіць плюс 80 градусаў па Цэльсіі, то спачатку ажыццяўляецца набраканне, а потым распад на араматычныя вуглевадароды і галогенопроизводные. Поліэтылен - гэта рэчыва, якое паспяхова супрацьстаіць негатыўнаму ўплыву раствораў кіслот, соляў і шчолачаў. Але калі тэмпература перавышае 60 градусаў цяпла па Цэльсіі, то яго даволі хутка могуць разбурыць азотная і серная кіслаты. Для злепвання вырабаў з поліэтылену яны могуць апрацоўвацца акісляльнікамі, з наступным нанясеннем неабходных рэчываў.

Як ажыццяўляецца атрыманне поліэтылену?

Для гэтага выкарыстоўваюць:

• Метад высокага ціску (нізкай шчыльнасці). Поліэтылен ствараецца пры высокім ціску, якое знаходзіцца ў дыяпазоне ад 1 000 да 3 000 атмасфер пры тэмпературы ў 180 градусаў цяпла па Цэльсіі. У якасці ініцыятара выступае кісларод.
• Метад нізкага ціску (высокай шчыльнасці). У гэтым выпадку поліэтылен ствараецца пры ціску, якое складае не менш за пяць атмасфер і тэмпературы ў 80 градусаў Цэльсія з выкарыстаннем арганічнага растваральніка і каталізатараў Циглера-Натта.
• І асобна знаходзіцца цыкл вытворчасці лінейнага поліэтылену, пра які гаварылася вышэй. Ён з'яўляецца прамежкавым паміж другім і першым пунктамі.

Варта адзначыць, што гэта не адзіныя тэхналогіі, якія прымяняюцца. Так, даволі распаўсюджаным яшчэ з'яўляецца і выкарыстанне металлоценовых каталізатараў. Сэнс дадзенай тэхналогіі заключаецца ў тым, што з дапамогай яе дамагаюцца значнай масы палімера, павялічваючы пры гэтым трываласць вырабы. У залежнасці ад таго, якая структура і ўласцівасці неабходныя пры выкарыстанні аднаго мономера, і адбываецца выбар метаду атрымання. Таксама на гэта могуць паўплываць патрабаванні да тэмпературы плаўлення, трываласці, цвёрдасці і шчыльнасці.

Чаму ж назіраецца моцная розніца?

Асноўная прычына адрозненні уласцівасцяў - гэта разгалінаванае макрамалекул. Так, чым яна больш, тым менш кристалличность і вышэй эластычнасць палімера. Чаму гэта важна? Справа ў тым, што механічныя паказчыкі поліэтылену растуць разам з яго шчыльнасцю і малекулярнай масай. Давайце разгледзім невялікі прыклад. Поліэтылен ліставай валодае значнай калянасцю і ня празрыстасцю. Але калі выкарыстоўваецца метад нізкай шчыльнасці, то атрыманы матэрыял будзе валодаць адносна нядрэнны гнуткасцю і адноснай бачнасцю праз яго. Чаму ж выпускаецца такі розны асартымент? З-за адрозненняў умоў эксплуатацыі. Так, поліэтылен нядрэнна спраўляецца з ўдарнымі нагрузкамі. Таксама ён добра пераносіць маразы. Дыяпазон працоўнай тэмпературы гэтага матэрыялу - ад -70 да +60 па Цэльсію. Хоць асобныя маркі прыстасаваныя і для некалькі іншага градыенту - ад -120 і да +100. На гэта ўплывае шчыльнасць поліэтылену і яго структура на малекулярным узроўні.

спецыфіка матэрыялу

Варта адзначыць адзін істотны недахоп - хуткае старэнне поліэтылену. Але гэта справа папраўнае. Павелічэнне тэрміну службы дасягаецца дзякуючы адмысловым дадаткам-противостарителям, у ролі якіх можа выступаць газавая сажа, фенолы ці ж аміны. Таксама варта адзначыць і тое, што матэрыял нізкай шчыльнасці больш ношак, дзякуючы чаму ён лягчэй можа быць перапрацаваны ў вырабы. Нельга не згадаць і электрычныя ўласцівасці. Поліэтылен дзякуючы таму, што ён Непалярныя палімер, з'яўляецца высакаякасным высокачашчынным дыэлектрыкам. Дзякуючы гэтаму пранікальнасць і тангенс кута страт слаба мяняюцца ад змен вільготнасці, тэмпературы (у дыяпазоне ад -80 да +100) і частоты электрычнага поля. Тут варта адзначыць адну асаблівасць. Так, калі ў поліэтылене маюцца рэшткі каталізатара, то гэта спрыяе павышэнню тангенса кута дыэлектрычных страт, што вядзе да некаторага пагаршэння ізаляцыйны уласцівасцяў. Што ж, цяпер намі была разгледжана агульная сітуацыя. А цяпер давайце нададзім увагу канкрэтыцы.

Што сабой уяўляе поліэтылен нізкага ціску?

Гэта эластычны лёгкі крышталізуецца матэрыял, цеплаўстойлівасць якога знаходзіцца ў дыяпазоне ад -80 да +100 градусаў па Цэльсіі. Валодае бліскучай паверхняй. Стеклование пачынаецца пры -20. А плаўленне - у дыяпазоне 120-135. Характэрным з'яўляецца добрая ўдарная трываласць і цеплаўстойлівасць. Шчыльнасць поліэтылену значна ўплывае на атрымоўваныя ўласцівасці. Так, разам з ёю расце трываласць, калянасць, цвёрдасць і хімічная ўстойлівасць. Але адначасова падае схільнасць да расцяжэння і пранікальнасць для пар і газаў. Нельга не адзначыць ползучесть, што назіраецца пры працяглай нагрузцы. Такі поліэтылен біялагічна інэртны, і яго лёгка можна перапрацаваць. Што вельмі карысна ў сучасных умовах. Кажучы пра прымяненне поліэтылену, неабходна адзначыць, што яго выкарыстоўваюць для вырабу упаковак і тары. Так, прыкладна траціна прадукцыі ідзе на тое, каб стварыць кантэйнеры выдувного фармавання, што выкарыстоўваюцца ў харчовай прамысловасці, касметыцы, аўтамабільнай, бытавой, энергетычнай галінах і плёнак. Але сустрэць яго можна і пры стварэнні труб і дэталяў трубаправодаў. Важнай перавагай такога матэрыялу з'яўляецца яго даўгавечнасць, таннасць і прастата зваркі.

Поліэтылен высокага ціску

Гэта эластычны лёгкі крышталізуецца матэрыял, цеплаўстойлівасць якога (без нагрузкі) знаходзіцца ў дыяпазоне ад -120 да +90 градусаў па Цэльсіі. Ўласцівасці таксама моцна залежаць ад шчыльнасці атрыманага матэрыялу. Так адбываецца падвышэнне трываласці, цвёрдасці, калянасці і хімічнай стойкасці. Разам з гэтым таўшчыня поліэтылену негатыўна адбіваецца на ўдаратрываласці, падаўжэнні, стойкасці да расколін і пранікальнасці для пар і газаў. Да таго ж, ён не адрозніваецца стабільнасцю памераў і прыкметна негатыўны ўплыў пры адносна невялікіх нагрузках. Варта адзначыць сапраўды высокую хімічную стойкасць і выдатныя дыэлектрычныя характарыстыкі. З негатыву - на такі поліэтылен дрэнна ўплываюць тлушчы, алею і ультрафіялетавае выпраменьванне. Біялагічна інэртны, можна лёгка перапрацаваць. Таксама яшчэ можна ахарактарызаваць і як ўстойлівага да радыяцыі. Прымяненне поліэтылену высокага ціску больш за ўсё можна сустрэць пры стварэнні тэхнічных, харчовых і сельскагаспадарчых плёнак. Хоць, вядома, гэта не адзіны варыянт.

лінейны поліэтылен

Ён уяўляе сабой эластычны крышталізуецца матэрыял. Можа вытрымліваць тэмпературу да 118 градусаў цяпла па Цэльсіі. Таксама важным перавагай дадзенага матэрыялу з'яўляецца яго ўстойлівасць да парэпання, цеплаўстойлівасць і ўдарная трываласць. Прымяняецца для вырабу упаковак, ёмістасцяў і кантэйнераў. Што ж прапануе гэты поліэтылен? Характарыстыкі дадзенага матэрыялу вельмі высокія ў параўнанні з аналагам, якія атрымліваюцца спосабам нізкага ціску. Таму ў яго даволі нядрэнныя ўласцівасці. Але ўсё ж, як правіла, ён не можа раўняцца з поліэтыленам высокага ціску.

Як можа быць прадстаўлены матэрыял?

Такім чынам, мы ўжо разгледзелі асноўныя віды поліэтылену. У якім жа выглядзе ён ствараецца? Найбольш папулярныя - гэта поліэтылен ліставай і плёнкавы. Гэтыя формы могуць быць выраблены з матэрыялу любой шчыльнасці. Хаця ўсё ж ёсць і пэўныя перавагі. Так, для атрымання эластычных і тонкіх плёнак шырока выкарыстоўваюць падыход нізкага ціску. Шырыня атрыманага матэрыялу, як правіла, дасягае 1400 міліметраў, а даўжыня - 300 метраў. Лінейны і поліэтылен высокага ціску больш жорсткія, таму іх выкарыстоўваюць для канструкцый, якія не павінны падвяргацца ўплыву: тыя ж лісты, трубы, фармаваліся і ліццёвыя вырабы і іншае.

заключэнне

І напрыканцы нельга не згадаць рэгулююць дакументы, згодна з якімі і вырабляецца поліэтылен. ДАСТ 16338-85 адказвае за прадукцыю, якая ствараецца пры нізкім ціску. Ён дзейнічае яшчэ з 1985 года. ДАСТ 16337-77 рэгламентуе пытанні, звязаныя з поліэтыленам высокага ціску. Ён яшчэ больш стары і датуецца 1977 годам. Гэтыя нарматыўныя дакументы ўтрымліваюць у сабе інфармацыю пра патрабаванні да матэрыялаў, з якіх і вырабляюцца плёнкі, упакоўкі і іншая розная прадукцыя. Прычым варта адзначыць шырокі дыяпазон прымянення атрыманай прадукцыі і яе відавога разнастайнасці. Так, да прыкладу, вельмі распаўсюджаны армаваныя поліэтыленавыя плёнкі. Іх асаблівасцю з'яўляецца тое, што пры аднолькавай таўшчыні яны на галаву вышэй па сваіх уласцівасцях, чым звычайныя ўзоры прадукцыі. З тых жа самых армаваных поліэтыленавых плёнак робяць абрусы, мяшкі і шмат іншых карысных рэчаў. А іх ўласцівасці атрымліваюцца дзякуючы ўкараненню спецыяльных нітак з прыродных або сінтэтычных валокнаў.