Поліэтылен: тэмпература плаўлення, спажывецкія ўласцівасці і прымяненне

Сёння чалавецтва не можа абыйсціся без штучных матэрыялаў. Яны валодаюць побач унікальных якасцяў, даступныя і значна патанняюць вытворчасць. Адным з такіх матэрыялаў выступае поліэтылен. Тэмпература плаўлення, а таксама іншыя яго тэхнічныя характарыстыкі заслугоўваюць падрабязнага разгляду. Бо гэта адзін з самых запатрабаваных сёння матэрыялаў. Больш за палову ўсяго этылену, выраблянага сусветнай хімічнай прамысловасцю, накіроўваецца для атрымання поліэтылену. Каб разумець, чаму ён так папулярны сёння, варта разгледзець яго характарыстыкі.

Што сабой уяўляе рэчыва

Структура малекулы поліэтылену досыць простая. Яна выглядае як ланцужок, якая складаецца з атамаў вугляроду. Да кожнага з іх далучаюцца 2 малекулы вадароду. У свеце існуе дзве мадыфікацыі гэтага рэчыва. Яны розныя па структуры. Гэта адбіваецца і на ўласцівасцях, якімі валодае поліэтылен (тэмпература плаўлення і кіпення, спажывецкія ўласцівасці). Аб'ядноўвае іх толькі паходжанне. Абедзве мадыфікацыі атрымліваюць з этылену.

Першая разнавіднасць поліэтылену складаецца з лінейных мономеров. Іх ступень полімерызацыі роўная 5000 і больш. Другая мадыфікацыя мае разгалінавання мономеров. Яны складаюцца з атамаў вугляроду (ад 4 да 6).

Каб стварыць лінейны поліэтылен, ужываюць адмысловыя каталізатары. Працэс полімерызацыі ідзе пры тэмпературы да 150 ° С.

характарыстыкі

Термопластичным палімераў, які характарызуецца непразрыстасцю пры тоўстым пласце, паўстае для нас поліэтылен. Тэмпература плаўлення, тэхнічныя асаблівасці матэрыялу робяць яго папулярным. Ён крышталізуецца ў дыяпазоне ад -60 да -269 ° С.

Асноўным яго станоўчым якасцю з'яўляецца адсутнасць змочвання поліэтылену вадой. У хатніх умовах ён не схільны ўздзеянню розных арганічных растваральнікаў. Таксама ён не ўступае ў рэакцыю пры пакаёвай тэмпературы з воднымі солевымі, кіслотнымі і шчолачнымі растворамі.

Пры павышэнні тэмпературы да 60 ° С, матэрыял становіцца уразлівы для сернай і азотнай кіслот. Ужываючы акісляльнікі для апрацоўкі паверхні поліэтылену, варта чакаць разбурэння павярхоўнага пласта. Матэрыял пачынае змочвацца вадой. Гэта якасць неабходна для склейвання поліэтылену.

спосабы полімерызацыі

У залежнасці ад спосабу полімерызацыі этылену, поліэтылен бывае 3 выглядаў: нізкага, высокага ціску і лінейны тып матэрыялу. Гэта вызначае, якімі якасцямі будзе валодаць поліэтылен. Тэмпература плаўлення, тэхнічныя ўласцівасці кожнай разнавіднасці розныя. Таму іх ужываюць практычна ў любой сферы чалавечай дзейнасці.

Поліэтылен, выраблены пад высокім ціскам, больш мяккі. Яго полимеризируют радыкальным метадам. Ціск пры гэта дасягае 1-3 тыс. Атм. Тэмпература роўная 180 ° С. Кісларод у гэтым выпадку ўдзельнічае як ініцыятар.

Поліэтылен нізкага ціску вырабляюць пры дапамозе каталізатараў Циглера-Натта. У гэтым працэсе таксама прымае ўдзел арганічны растваральнік. Працоўны ціск складае не менш за 5 атм., А тэмпература перавышае 80 ° С.

Лінейны (сярэдні) поліэтылен з'яўляецца прамежкавым матэрыялам паміж разгледжанымі разнавіднасцямі. Гэта тычыцца яго якасцяў і ўласцівасцяў. Яго вырабляюць пры ціску 30-40 атм. Пры выкарыстанні металлоценовых каталізатараў ўдаецца атрымаць прадукт узмоцненай трываласці.

Прычына адрозненняў уласцівасцяў поліэтылену

Разгалінаванае структуры макрамалекул вызначае ўласцівасці, якімі валодае поліэтылен. Тэмпература плаўлення, шчыльнасць залежаць ад выгляду ланцуга. Чым больш разгалінаванняў яна мае, тым больш эластычны матэрыял з меншымі крышталічнымі ўласцівасцямі атрымліваецца на выхадзе.

Такая асаблівасць структуры абцяжарвае адукацыю больш шчыльнай ўпакоўкі макрамалекул, становіцца перашкодай 100% ўзроўню кристалличности. Матэрыял таксама мае атмасферную фазу. У ёй утрымліваюцца недастаткова спарадкаваныя ўчасткі малекул. Спосаб вытворчасці вызначае суадносіны крышталічнай і атмасфернай фаз. Менавіта гэтая асаблівасць ўплывае на ўласцівасці поліэтылену.

Таму плёнкі, якія вырабляюць пад нізкім ціскам, больш прапушчальныя, чым іх іншыя разнавіднасці. Чым больш кристалличность (малекулярная маса), тым вышэй механічныя паказчыкі. Таму ў выглядзе плёнкі матэрыял празрысты і эластычны. Але лісты з поліэтылену будуць жорсткімі і непразрыстымі.

ўздзеянне тэмпературы

Пад уздзеяннем навакольнага асяроддзя мяняюцца якасці, якімі надзелены поліэтылен. Тэмпература плаўлення гэтага рэчыва таксама залежыць ад спосабу вытворчасці. У агульным выглядзе пры нагрэве поліэтылен праходзіць некалькі стадый. Спачатку ён становіцца больш мяккім, эластычным. Ён лёгка паддаецца дэфармацыі пад уздзеяннем механічных уплываў.

Тэмпература далікатнасці, пры якой сярэдні поліэтылен губляе свае трывальныя характарыстыкі, складае 70 ° С. Пры далейшым яе павышэнні рэчыва размягчается яшчэ больш. Яно цалкам губляе ўласцівую раней форму пры нагрэве 120 ° С. У вадкую субстанцыю ён ператвараецца пры тэмпературы 130 ° С.

Акрамя тэмпературы нагрэву, неабходна ўлічваць ўздзеянне ультрафіялету. Калі матэрыял ўжываецца для вулічных вырабаў, неабходна выбіраць больш трывалыя разнавіднасці. Інакш мяккі, эластычны поліэтылен пасля года эксплуатацыі пад прамымі сонечнымі прамянямі стане цвёрдым і далікатным. Нават колер матэрыялу змяняецца з часам.

Поліэтылен нізкага ціску

У кожнай разнавіднасці матэрыялу існуюць асаблівыя якасці. Гэта пашырае спектр прымянення, якім валодае поліэтылен. Тэмпература плаўлення (высокая шчыльнасць) складае 120-135 ° С. У асобных марак цеплаўстойлівасць складае 110 ° С. Высокая малекулярная шчыльнасць спрыяе павышэнню цеплавой і ўдарнай стойкасці.

Акрамя пералічаных якасцяў, поліэтылен нізкага ціску менш схільны хімічных уздзеянняў. Аднак залішняя шчыльнасць малекул пры нізкіх тэмпературах робіць матэрыял далікатным, ён становіцца пранікае для пароў, газаў.

Гэтая разнавіднасць матэрыялу валодае добрымі дыэлектрычнымі характарыстыкамі. Ён біялагічна неактыўны, але лёгка перапрацоўваецца ў прамысловай вытворчасці.

Поліэтылен высокага ціску

Да гэтай групы адносяць эластычны, лёгкі поліэтылен. Тэмпература плаўлення, ўласцівасці крышталізацыі не дазваляюць выконваць з яго высокатрывалыя, ўстойлівыя да нагрэву вырабы. У залежнасці ад маркі можа мець розную шчыльнасць. Іх тэмпература плаўлення складае ад 60 да 90 ° С.

Гэтак жа, як і папярэдні тып матэрыялу, поліэтылен высокага ціску бывае больш трывалым, калі малекулярная маса павялічваецца. Ён становіцца меней схільным хімічным, ультрафіялетавым уплывам. Але пры гэтым зніжаецца яго здольнасць вытрымліваць ўдары. На такім поліэтылене ў моцныя маразы з'яўляюцца расколіны, парывы. Ён становіцца пранікае для пар і газаў.

У такога матэрыялу таксама прысутнічаюць добрыя дыэлектрычныя якасці. Ён не праяўляе стойкасці да тлушчаў, масле. Затое гэты матэрыял здольны стрымліваць радыяцыйныя прамяні. Біялагічна гэты матэрыял таксама інэртны, але просты ў перапрацоўцы.

Прымяненне поліэтылену нізкага ціску

Уласцівыя матэрыялу якасці вызначаюць вобласць ужывання, якую мае поліэтылен. Тэмпература плаўлення (ужыванне гэтага паказчыка абавязкова пры выбары кожнага вырабы) дазваляе рабіць з такога рэчыва ўпакоўку і тару. Часцей за ўсё вырабляюць кантэйнера выдувного фармавання. Гэта могуць быць ёмістасці для касметыкі або духаў, харчовая тара.

Каністры і кантэйнера з поліэтылену нізкага ціску ўжываюць у аўтамабільнай і хімічнай прамысловасці, пры вырабе бочак і паліўных бакаў.

Набірае абаротаў вытворчасць ўпаковачных плёнак з падобнага матэрыялу. Яго шырока ўжываюць пры вытворчасці труб, фітынгаў. Гэта танны і даўгавечны матэрыял. Ён здольны выцесніць іншую канкурэнтную прадукцыю з рынку.

Прымяненне поліэтылену высокага ціску

Поліэтылен, тэмпература плаўлення якога ніжэй, чым у папярэдняй разнавіднасці, ўжываецца ў вытворчасці плёнак для сельскай гаспадаркі, харчовай прамысловасці і іншых тэхнічных мэтаў. Яго запатрабаванасць пастаянна расце.

Розныя плёнкі для сельскагаспадарчых мэтаў могуць мець дадатковую армоўку, іх колер таксама розны. Іх ужываюць у цяпліцах, на палях для павышэння якасці і аб'ёмаў ўраджаю.

Харчовыя плёнкі, пакеты ва ўсім свеце спажываюцца з кожным годам усё ў вялікіх маштабах. Гэты выгляд матэрыялу выцесніў з асноўных рынкавых сегментаў прадукцыю з іншых матэрыялаў.

структура спажывання

Поліэтылен, тэмпература плаўлення якога вызначае вобласць яго прымянення, ва ўсім свеце карыстаецца вялікім попытам. Структура спажывання матэрыялу даволі цікавая. 60-70% поліэтылену выкарыстоўваецца для вырабу лістоў і плёнак.

Таксама даволі вялікую частку ў агульным аб'ёме вытворчасці займаюць вырабы, атрыманыя ліццём пад ціскам або пры дапамозе экструзіі. Больш нязначна вытворчасць ізаляцыі для электрычных правадоў, труб і фітынгаў. Таксама поліэтылен ўжываецца для атрымання вырабаў шляхам выдзімання і іншага.

У вытворчасці лістоў і плёнак практычна заўсёды ўжываюць поліэтылен высокага ціску (нізкай шчыльнасці). Яны вырабляюцца рознымі спосабамі. Таўшчыня плёнак знаходзіцца ў межах 0,03-0,3 мм, а лістоў - 1-6 мм.

Акрамя ўпакоўкі, з такога матэрыялу могуць вырабляць мяшкі, сумкі, абліцоўвання для скрынь, скрынкі і іншую тару. Ўласцівасці, якімі павінна валодаць выраб, вызначаюць спосаб вытворчасці поліэтылену. У канцы вытворчасці кожнаму тыпу матэрыялу прысвойваецца марачнае. Яна дапамагае падабраць правільную разнавіднасць матэрыялу для любой галіны.