|
|
Продукция
Полиэтилен
Полиэтилен – синтетический полимер, получаемый в результате полимеризации этилена. Сфера его применения гораздо шире, чем упаковка, хотя именно в таком качестве мы привыкли его видеть. Используется полиэтилен и в пищевой промышленности, и в строительно-отделочных работах, и в легкой промышленности, и в быту.
Производство изделий из полиэтилена всегда будет выгодным, ведь спрос на них постоянно растет. И будет расти – ведь изделия из естественных материалов постепенно уступают место продукции из синтетических полимеров. Однако перед покупкой полиэтилена для своего предприятия необходимо хорошо изучить это сырье, чтобы получить нужные качества конечного продукта.
Начнем с классификации. В первую очередь данный полимер подразделяют по различиям в технологи производственного процесса. Существует полиэтилен высокого давления – ПВД, и полиэтилен низкого давления – ПНД. Есть также полиэтилен низкой плотности, первичный ПВД, сверхмолекулярный, линейный и бимодальный полиэтилен. Все многообразие сырья ПВД и сырья ПНД представлено в нашем каталоге.
На самом деле, покупка ПВД или ПНД – дело архисложное, особенно для того, кто новичок в данном вопросе. Ведь главное – купить ПНД или другой вид полиэтилена с нужными свойствами, в противном случае вам грозят огромные убытки. Здесь мы вплотную подошли к вопросу маркировки. Все марки полиэтилена представлены в нашем каталоге, а также на его страницах подробнейшим образом рассказывается, как разобраться в сложных буквенно-цифровых обозначениях.
Характеристики:
Современный синтетический материал, из группы полиолефинов являющейся продуктом полимеризации этилена называется полиэтилен. Это вещество выпускается в виде твердых белых шариков и подразделяется на полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокого давления. Первый получается путем суспензионной полимеризации исходного этилена при низком давлении. Второй вид полиэтилена образуется этим же методом, но при высоком давлении. При производстве ПНД используют металлоорганические катализаторы в состоянии суспензии, а также возможет метод газофазной полимеризации на комплексных катализаторах того же типа. ПВД получается при такой же полимеризации этилена, но в трубчатых реакторах. При этом могут использоваться реакторы с инициаторами радикального вида, со свободно перемещающимся устройством.
Научно-технический прогресс позволил создать еще несколько подвидов полиэтилена с различными характеристиками эксплуатации, которые отличаются от традиционных видов: ПНД, ПВД. К таким, можно отнести полиэтилен линейный, низкой плотности, сверх высокомолекулярный, бимодальный, а также получаемый с помощью металло-ценового катализатора. Как сырье, полиэтилен, сегодня выпускается в виде небольших гранул до пяти миллиметров в диаметре. Как правило, он не окрашен, но есть и гранулы различного цвета. Для отдельных видов производства, промышленность сегодня выпускает ПНД, ПВД и в виде порошковой массы.
Полиэтилен обозначается в СНГ буквами ПЭ, есть также обозначения РЕ, ПЭВД, ПЭНП, а также международное обозначение LDPE, PEBD и PELD. Обозначения ПЭ и РЕ – это просто полиэтилен. Следующие обозначения классифицируют полиэтилен высокого давления, но низкой плотности. Полиэтилен низкого давления и высокой плотности обозначается соответственно ПЭВП, ПЭНД, или в международном обозначении HDPE, PEHD.
Для обозначения полиэтилена средней плотности используется аббревиатура ПЭСП или PEMD. Сверх низкая плотность обозначается ULDPE, очень низкой плотности обозначается VLDPE, линейный, низкой плотности – ЛПЭНП или латинскими буквами LLDPE, PELLD.
LMDPE – это полиэтилен средней плотности линейный, HMWPE, PEHMW – высокомолекулярный полиэтилен, HMWNDRE – полиэтилен высокой плотности, высокомолекулярный. PEUHMW – это сверх-молекулярный, а UHMWHDRE – это полиэтилен высокой плотности, ультра-высокомолекулярной структуры.
REX, XLPE – сшитый полиэтилен, PEC, CPE – хлорированный., EPE – вспенивающийся.
MPE – это полиэтилен низкой плотности, металлоценовый, линейного типа.
Российская классификация полиэтилена низкого давления включает в себя условное обозначение, указывающее на полиэтилен, как материал, а также комбинация из восьми цифр, которая характеризует марку, стандарт полиэтилена. Если первая цифра 2, то это указывает на процесс полимеризации исходного этилена, с помощью металлоорганических катализаторов комплексного типа, при низком давлении. Вторая и третья цифра – это обозначение порядкового номера в базовой марке. Степень гомогенизации полиэтилена, характеризуется четвертой цифрой. Для полиэтилена низкого давления характерно холодное смешивание, на которое указывает цифра 0, а вот пятая цифра, характеризует плотность самого материала. Цифра 6 обозначает плотность в диапазоне от 0,931 до 0,939 Г/см3 цифра 7 на диапазон от 0,940 до 0,947 Г/см3. цифра 8 на диапазон от 0,948 до 0,959, а 9 от 0,960 до 0,970 Г/см3. Для определения группы плотности берется среднее значение плотности характерной для данной марки, и последующие цифры, указанные в маркировке через тире, характеризуют десятикратное усредненное значение текучести расплавленной массы, данной марки материала. Примером может служить обозначение полиэтилена 10 марки низкого давления суспензионного типа, усреднение которого получено холодным смешением, с плотностью 0,948-0,959 Г/см3, с показателем текучести 7,5 Г/10мин – полиэтилен 21008-075 ГОСТ 16338-85.
Полиэтилен низкого давления без красителей обозначается наименованием материала, после которых следуют три цифры, обозначающие марки, следом идут номера рецептур добавки, а через тире обозначается стандарт изготовления данной марки. Для примера приведем обозначение полиэтилена низкого давления суспензионного с рецептурными добавками 04 – это полиэтилен 210-04 ГОСТ 16338-85, базовая марка этого полиэтилена соответствует обозначению 21008-075. Обозначение полиэтилен 271-70 ГОСТ 16338-85 соответствует газофазному полиэтилену низкого давления, марка которого 271, а рецептура добавок 70. Если в полиэтилене низкого давления присутствуют красители, то в обозначении сначала маркируется материал, первые три цифры обозначают базовую марку, далее через тире следует номер рецептуры, запятая отделяет цвет трехзначным числом, которое соответствует рецептуре краски. И, замыкают цифры, обозначающие стандарт изготовления полиэтилена.
Для примера можно привести обозначения полиэтилена низкого давления, в основе которого лежит базовая марка 21008-075, с композицией – 210-04 красного цвета, изготовленного по рецептуре 101. Полиэтилен 210 красный рец.101 ГОСТ16338-85, полиэтилен 210-04 красный рец.101 ГОСТ16338-85.
201108-001, 20208-002, 20308-005, 20408-007, 20508-007, 20608-012, 20708-016, 20808-024, 20908-040 и 21008-075 обозначают базовые марки полиэтилены низкого давления суспензионного типа. Полиэтилен низкого давления газофазного типа, его базовые марки обозначаются следующим образом 271-70, 271-82, 271-83, 273-71, 273-73, 273-79, 273-80, 273-81, 276-73, 276-75, 276-83, 276-84, 276-85, 276-95, 277-73, 277-75, 277-83, 277-84, 277-85, 277-95.
Для обозначения полиэтилена высокого давления, также используют название полиэтилен, используют восемь цифр, обозначение сорта, стандарта изготовления и название самого материала. Цифра «1» вначале указывает на место протекания полимеризации этилена в трубчатых или снабженных устройством перемешивания радикального типа, с применением инициаторов, реакторах. Давление при производстве высокое.
Последующие две цифры соответствуют номеру базовой марки, а четвертая цифра – степень гомогенизации. Ноль обозначает отсутствие гомогенизации в расплаве, а 1 – ее присутствие. Пятая цифра характеризирует плотность в Г/см3. «1» – соответствует плотности в диапазоне 0,900 до 0,909. «2» – 0,910 до 0,916. «3» – 0,971 до 0,921, «4» – 0,922 до 0,926, «5» – 0,927 до 0,930, и «6» соответствует плотности в диапазоне от 0,931 до 0,939.
Для определения группы плотности высчитывается номинальное значение для данной марки. Последующие цифры, указанные после тире характеризуют десятикратное значение показателей текучести. Для примера приведем, полиэтилен высокого давления, с порядковым номером марки15. Гомогенизация в расплаве отсутствует, плотность соответствует показателю 0,917-0,921. Значение показателей тягучести 7Г/10 мин. Сорт полиэтилена – первый:
Полиэтилен11503-070, сорт1, ГОСТ16337-77. Композицию полиэтилена высокого давления обозначают исходя из названия материала – полиэтилен, в первых трех цифрах, обозначающих марку, затем следует номер рецептуры добавки, а после тире обозначается цвет, и рецептура окрашивания, сорт и стандарт изготовления, используемые для производства дано полиэтилена.
Полиэтилен 102-03, сорт 1, ГОСТ 16337-77 – это полиэтилен высокого давления, базовая марка которого 10204-003, добавки соответствуют рецептуре 03 и он первого сорта. При использовании окраски в обозначении композиций полиэтилена добавляется еще номер цвета и рецептура окраски, которая соответствует трехзначному числу. Полиэтилен 102, розовый 104, сорт 1, ГОСТ 16337-77, соответствует полиэтилену высокого давления, в производстве которого использована базовая марка 10204-03, он окрашен в розовый цвет в соответствии с рецептурой 104 и он первого сорта.
Полиэтилен высокого давления, который используют в изготовлении различных пленок и других предметов, которые контактируют с пищевыми продуктами, питьевой водой, лекарствами, косметическими препаратами, а также используемые для изготовления игрушек или подлежащий хранения чего-либо на длительный срок в обозначении вводятся дополнительные цифры, соответствующие области применения такого материала. Для обозначения базовых марок полиэтилена высокого давления, получаемого в реакторах снабженных перемешивающими устройствами, используются следующие символы: 10204-003, 10604-007, 10703-020, 10803-020, 11304-040, 11503-070, 12003-200, 12103-200. Базовые марки, которые получают в трубчатых реакторах, обозначают соответственно: 15003-002, 15303-003, 15503-004, 16305-005, 17603-006, 17504-006, 16005-008, 17703-010, 16603-011, 17803-015, 15803-020, 16204-020, 16405-020, 18003-030, 18103-035, 16904-040, 18203-055, 16803-070, 18303-120, 17403-200, 18404-200.
В кабельной промышленности используют композиции полиэтилена высокого давления базовые марки, которых 10204-003, 10703-020, 15303-003, 18703-015, 18003-030. Рецептура добавок соответствует 01, 02, 04, 09, 10, 93, 94, 95, 96, 97, 99, 100. В базовой марке под маркировкой 10703-020 рецептура добавок – 61. В этом же производстве используется полиэтилен низкого давления, выработанный суспензионным методом, базовой марки 20408-007, 20608-012, 20708-016 и 20808-024, с рецептурой добавок 07, 11, 12, 19, 57. Полиэтилен низкого давления, изготовленный газофазным методом с основной маркой 271 в порошке с соответственно рецептурой добавок 70, 82, 83. порошок марки 273 с рецептурой 71,81.
В обозначении композиции этого материала в производстве кабелей используют название материала, три цифры вначале для обозначения базовой марки, следом идет номер рецептуры добавки, а после тире буква «К» обозначает применение этой композиции в кабельной промышленности, следом стандарт, применяемый в изготовлении этого полиэтилена.
Полиэтилен 10209К ГОСТ 16336-77 обозначает полиэтилен высокого давления, композиции для кабельного производства с базовой маркой 10204-003 и рецептурой добавок 09.
Полиэтилен 20407К ГОСТ 16336-77 для примера обозначает полиэтилен низкого давления, применяемый в производстве кабелей с базовой маркой 20408-007, с рецептурой добавок 07. Заказывая полиэтилен, необходимо после марки указать сорт. Полиэтилен, который используют в производстве электромеханических изделий и предметов для пищевой промышленности, хранения питьевой воды, лекарств, предметов косметологии, игрушек и других предметов гигиенического назначения, связанных с длительным хранением дополнительно маркируется условным обозначением. Сегодня на рынке широко представлены другие марки полиэтилена различного давления.
Производители в основном используют собственные ТУ, в которых отражено динамичное развитие индустрии полимерных изделий и материалов. Система стандартизации в этой динамической отрасли просто не успевает за внедрением инноваций.
Химическая формула полиэтилена С2Н4. Это продукт полимеризации этилена, в результате которого происходит разрыв двойных связей этилена, образующие впоследствии полимерную цепь из элементарных звеньев, состоящих из двух углеродных и четырех водородных атомов.
Цепь в процессе полимеризации разветвляется, путем примыкания коротких полимерных групп к основной цепи. Разветвленности цепи препятствует плотность упаковки макромолекул, что и приводит к формированию структуры материала в рыхлом, амфорно-кристаллическом виде. Это является следствием уменьшения плотности самого материала и снижению его температуры размягчения.
Степень разветвления цепи полиэтилена как низкого, так и высокого давления определяет свойства полученного материала. Полиэтилен высокого давления характеризуется разветвленностью цепи, в количестве от 15 до 25 отдельных ответвлений, на каждую тысячу атомов углерода. А у полиэтилена низкого давления таких ответвлений три- шесть, на такое же количество углеродов. Это и определяет плотность температуры размягчения и плавления и степень кристалличности. ПВД еще называют – полиэтилен, имеющий разветвленную цепь, а ПНД – имеющий малоразветвленную цепь.
Свойства полиэтилена
Свойства полиэтилена напрямую зависят от способа его производства. По этому критерию данный синтетический полимер делится на две большие группы: полиэтилен высокого давления (ПВД) и полиэтилен низкого давления (ПНД). Вначале рассмотрим общие свойства полимера.
Основные характеристики
Полиэтилен – вещество без запаха. Химически нейтрален. Совершенно безопасен и для человека и для внешней среды. Хороший диэлектрик, обладает ударостойкостью, паро- и газонепроницаемостью. Хорошо выдерживает изгибы. Полиэтилен не вступает в реакции с солями и кислотами при любой их концентрации. Исключение – пятидесятипроцентная азотная кислота. Также нежелателен контакт полиэтилена с галогенами – хлором и фтором. При контакте с органическими растворителями полиэтилен набухает.
Температурный диапазон эксплуатации полиэтилена – от – 70 до + 80 градусов С. Солнечная радиация и ультрафиолетовое излучение вызывают фотодеструкцию. Для предотвращения этой неприятности в полиэтилен добавляют такие стабилизаторы как сажа и бензофеноны.
В конечные изделия полиэтилен перерабатывается с помощью всех известных способов, здесь нет каких-либо ограничений. С помощью сополимеризации и использования различных добавок производители улучшают его пользовательские качества. Свойства полиэтилена зависят от его молекулярной массы. Например, полиэтилен высокого давления более ударостоек, а полиэтилен низкого давления терпим к сжатию и растяжению.
Теперь давайте по отдельности рассмотрим свойства двух видов полиэтилена.
Полиэтилен с высокой молекулярной массой (ПНД)
Полиэтилен с молекулярной массой более 1 000 000 очень прочен. Его отличает хорошая износостойкость и небольшой коэффициент трения. Температурный диапазон для использования - от – 260 до + 120 градусов С.
Вот основные характеристики такого полиэтилена:
- плотность – 0,931-0,970 Г/см3
- температура плавления - 125-132 градусов С
- температура размягчения в обыкновенной среде - 120-124 градусов С
- плотность гранул при насыпании – 0,5 – 0,6 Г/см3, порошка - 0,20-0,25 Г/см3
- напряжение на изгиб - 19,0 – 35,0 МПа
- прочность на срезе - 19,0 – 35,0 МПа
- показатель твердости вдавливаемого шарика - 48,0 – 54,0 МПа
- удельное электрическое сопротивление на поверхности – 1014 Ом, объемное – 1016-1017 Ом
- водопоглощение за 30 суток - не более 0,03 – 0,04%
- тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1010Гц - 0,0002 – 0,0005
- диэлектрическая проницаемость при этой же частоте - 2,32-2,36
Свойства ПВД
ПВД, изготовленный по ГОСТу 16337-77, имеет такие характеристики:
- плотность - 0,900-0,939 г/см
- температура плавления – 103-110 градусов С
- плотность насыпания - 0,5-0,6 г/см
- твердость вдавливания «1,66-2,25»*105Па
- усадка при литье - 1,0-3,5%
- водопоглощение за 30 суток – 0,020%
- предел напряжения при изгибе – 120-200 кгс/см2
- объемное удельное электрическое сопротивление - 1016-1017 Ом*см
- поверхностное сопротивление - 1015 Ом
- тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1010Гц - 0,0002-0,0005
- диэлектрическая проницаемость при этой же частоте - 2,25-2,31
Сравнивая показатели, понимаем, что ПНД значительно прочнее, он лучше переносит воздействие высоких температур, но плохо выдерживает низкие температуры. И еще важный момент: ПНД нельзя использовать в пищевой промышленности. Это объясняется присутствием катализаторов, оставшихся от производственного процесса.
Производство полиэтилена
Полиэтилен в химической промышленности производится при высоком или при низком давлении. В основу классификации этого синтетического полимера положен именно способ производства: различают полиэтилен высокого давления – ПВД, и полиэтилен низкого давления – ПНД.
При синтезе ПНД в настоящее время чаще всего применяют металлорганические катализаторы. Используют и газофазную полимеризацию. Несколько отличается технология получения ПВД: для его синтеза используются трубчатые реакторы с инициаторами радикального типа. Как вариант – могут использоваться реакторы с перемешивающими устройствами.
Полиэтилен отлично модифицируется. Это позволяет управлять многими физическими и химическими свойствами данного синтетического полимера. Так, хлорирование, сульфирование, фторирование или бромирование позволяет улучшить теплостойкость, сделать его более устойчивым к агрессивным химическим средам. Эластичность полиэтилена можно повысить за счет его сополимеризации полярными мономерами и олефинами. А ударную вязкость поможет усилить смешивание с другими полимерами.
Готовый продукт, как правило, выпускается в виде гранул. Некоторые отрасли промышленности используют порошковый полиэтилен.
Предприятия-производители
ПНД производят:
«Ставролен»
«Казаньоргсинтез»
Шуртанский ГХК
ПВД производят:
«Казаньоргсинтез»
«Уфаоргсинтез»
«Томскнефтехим»
Применение полиэтилена
По объемам мирового производства полиэтилен уверенно держит пальму первенства среди прочих синтетических полимеров. Это, впрочем, и неудивительно: технология его производства достаточно проста, а физические и химические свойства позволяет использовать различные виды полиэтилена буквально во всех сферах нашей жизни. Важно и то, что конечные изделия из него можно производить любым способом, которые вообще применятся для переработки синтетических полимеров. Красители и добавки позволяют придать изделиям из полиэтилена практически любой цвет и форму, сделать их жесткими или пластичными, хрупкими или легко сгибаемыми.
Применение полиэтилена
Задумываемся ли мы о том, что из полиэтилена с помощью литья под давлением изготавливают многие канцелярские товары, детские игрушки, различные бытовые приборы? Вряд ли. А переработка полиэтиленового сырья методом экструзии позволяет получить трубы, кабели, листы, всевозможные пленки. Применение ротационного и экструзионно-вакуумного метода переработки дает нам различные емкости. Еще одна сфера применения полиэтилена – строительство. Здесь используется сверхмолекулярный, а также сшитый и вспененный полиэтилен. Пленка из полиэтилена применяется для покрытия парников и теплиц. И, наконец, самая общеизвестная область применения полиэтилена – упаковка. Помимо хорошо знакомых обывателю пакетов появляются и новые виды упаковок, где полиэтилен соединяется с картоном, бумагой, алюминием.
Вторичный полиэтилен
Полиэтилену, точно так же как и другим синтетическим полимерам, дают вторую жизнь. Предприятия закупают отходы, дробят их при помощи экструдирования, после чего материалу придается форма гранул. И – вторичный полиэтилен готов к использованию! Его можно применять везде, кроме пищевой промышленности: он не дотягивает до некоторых санитарно-гигиенических требований, обязательных для этой отрасли. Но для любого другого промышленного производства он не просто пригоден – очень выгоден!
Движение вперед
Новейшие разработки в области синтетических полимеров ошеломляют. Разве могли мы еще недавно представить втулки, шестерни, ролики, звездочки и валы НЕ из металла? А теперь это реальность: все вышеперечисленное делают из твердых марок полиэтилена. Но это еще не самое интересное. Из полиэтилена теперь можно делать протезы суставов и даже отдельные фрагменты костей. То есть – полиэтилен из внешней среды попадает уже внутрь человека. Кто знает, не представят ли нам ученые лет через двадцать образец живой ткани… изготовленной на основе синтетического полимера?
|
