Πολυαιθυλένιο - τι είναι; Εφαρμογή πολυαιθυλενίου

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Τι είναι το πολυαιθυλένιο; Ποια είναι τα χαρακτηριστικά του; Πώς παράγεται το πολυαιθυλένιο; Αυτές είναι πολύ ενδιαφέρουσες ερωτήσεις που σίγουρα θα απαντηθούν σε αυτό το άρθρο.

Γενικές πληροφορίες

Το πολυαιθυλένιο είναι μια χημική ουσία που είναι μια αλυσίδα ατόμων άνθρακα, καθένα από τα οποία έχει δύο μόρια υδρογόνου συνδεδεμένα σε αυτό. Παρά την παρουσία της ίδιας σύνθεσης, εξακολουθούν να υπάρχουν δύο τροποποιήσεις. Διαφέρουν ως προς τη δομή και, κατά συνέπεια, τις ιδιότητες τους. Η πρώτη είναι μια γραμμική αλυσίδα στην οποία ο βαθμός πολυμερισμού υπερβαίνει τον αριθμό των πέντε χιλιάδων. Η δεύτερη δομή είναι ένας κλάδος 4-6 ατόμων άνθρακα που συνδέονται με την κύρια αλυσίδα με αυθαίρετο τρόπο. Πώς λαμβάνεται γενικά το γραμμικό πολυαιθυλένιο; Αυτό επιτυγχάνεται με τη χρήση ειδικών καταλυτών που επηρεάζουν τις πολυολεφίνες σε μέτρια θερμοκρασία (έως 150 βαθμούς Κελσίου) και πίεση (έως 20 ατμόσφαιρες). Τι αντιπροσωπεύει όμως; Γνωρίζουμε τις χημικές του ιδιότητες, αλλά ποιες είναι οι φυσικές του ιδιότητες;

Τι είναι;

Το πολυαιθυλένιο είναι ένα θερμοπλαστικό πολυμερές στο οποίο η διαδικασία κρυστάλλωσηςπραγματοποιείται σε θερμοκρασίες κάτω των μείον 60 βαθμών Κελσίου. Δεν είναι διαφανές σε παχύ στρώμα, δεν βρέχεται από νερό, οι οργανικοί διαλύτες σε θερμοκρασία δωματίου δεν το επηρεάζουν. Εάν η θερμοκρασία υπερβαίνει τους συν 80 βαθμούς Κελσίου, τότε εμφανίζεται πρώτα διόγκωση και στη συνέχεια αποσύνθεση σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες και παράγωγα αλογόνου. Το πολυαιθυλένιο είναι μια ουσία που αντιστέκεται με επιτυχία στις αρνητικές επιπτώσεις των διαλυμάτων οξέων, αλάτων και αλκαλίων. Αν όμως η θερμοκρασία ξεπεράσει τους 60 βαθμούς Κελσίου, τότε τα νιτρικά και θειικά οξέα μπορούν γρήγορα να την καταστρέψουν. Για τη συγκόλληση προϊόντων πολυαιθυλενίου, μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία με οξειδωτικά μέσα, ακολουθούμενη από την εφαρμογή των απαραίτητων ουσιών.

Πώς παράγεται το πολυαιθυλένιο;

Χρήση για αυτό:

• Μέθοδος υψηλής πίεσης (χαμηλής πυκνότητας). Το πολυαιθυλένιο δημιουργείται σε υψηλή πίεση, η οποία κυμαίνεται από 1.000 έως 3.000 ατμόσφαιρες σε θερμοκρασία 180 βαθμών Κελσίου. Το οξυγόνο δρα ως εκκινητής.
• Μέθοδος χαμηλής πίεσης (υψηλής πυκνότητας). Σε αυτή την περίπτωση, το πολυαιθυλένιο δημιουργείται σε πίεση τουλάχιστον πέντε ατμοσφαιρών και θερμοκρασία 80 βαθμών Κελσίου χρησιμοποιώντας οργανικό διαλύτη και καταλύτες Ziegler-Natta.
• Και υπάρχει ένας ξεχωριστός κύκλος παραγωγής γραμμικού πολυαιθυλενίου, ο οποίος αναφέρθηκε παραπάνω. Είναι ενδιάμεσο μεταξύ του δεύτερου και του πρώτου σημείου.

Λάβετε υπόψη ότι αυτές δεν είναι οι μόνες τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται. Ετσι,Η χρήση καταλυτών μεταλλοκενίου είναι επίσης αρκετά συνηθισμένη. Το νόημα αυτής της τεχνολογίας έγκειται στο γεγονός ότι μέσω αυτής επιτυγχάνεται σημαντική μάζα πολυμερούς, αυξάνοντας παράλληλα την αντοχή του προϊόντος. Ανάλογα με τη δομή και τις ιδιότητες που χρειάζονται κατά τη χρήση ενός μονομερούς, γίνεται η επιλογή μιας μεθόδου λήψης. Μπορεί επίσης να επηρεαστεί από τις απαιτήσεις θερμοκρασίας τήξης, αντοχής, σκληρότητας και πυκνότητας.

Γιατί υπάρχει τόσο μεγάλη διαφορά;

Ο κύριος λόγος για τη διαφορά στις ιδιότητες είναι η διακλάδωση των μακρομορίων. Άρα, όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο λιγότερη κρυσταλλικότητα και μεγαλύτερη ελαστικότητα του πολυμερούς. Γιατί είναι σημαντικό? Το γεγονός είναι ότι οι μηχανικές ιδιότητες του πολυαιθυλενίου αυξάνονται μαζί με την πυκνότητα και το μοριακό του βάρος. Ας δούμε ένα μικρό παράδειγμα. Το φύλλο πολυαιθυλενίου έχει σημαντική ακαμψία και αδιαφάνεια. Αν όμως χρησιμοποιηθεί μέθοδος χαμηλής πυκνότητας, τότε το υλικό που προκύπτει θα έχει σχετικά καλή ευκαμψία και σχετική ορατότητα μέσω αυτού. Γιατί υπάρχει τόσο μεγάλη ποικιλία προϊόντων; λόγω διαφορετικών συνθηκών λειτουργίας. Έτσι, το πολυαιθυλένιο αντιμετωπίζει καλά τα φορτία κρούσης. Ανέχεται επίσης καλά τον παγετό. Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας αυτού του υλικού είναι από -70 έως +60 Κελσίου. Αν και μεμονωμένες μάρκες είναι προσαρμοσμένες για μια ελαφρώς διαφορετική κλίση - από -120 έως +100. Αυτό επηρεάζεται από την πυκνότητα του πολυαιθυλενίου και τη δομή του σε μοριακό επίπεδο.

Στοιχεία υλικού

Θα πρέπει να σημειωθεί ένα σημαντικό μειονέκτημα - η ταχεία γήρανση του πολυαιθυλενίου. Αλλά αυτό διορθώνεται. Η αύξηση της διάρκειας ζωής επιτυγχάνεται χάρη σε ειδικά αντιοξειδωτικά πρόσθετα, τα οποία μπορεί να είναι αιθάλη, φαινόλες ή αμίνες. Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι το υλικό χαμηλής πυκνότητας είναι πιο παχύρρευστο, επομένως μπορεί να μεταποιηθεί πιο εύκολα σε προϊόντα. Για να μην αναφέρουμε τις ηλεκτρικές ιδιότητες. Το πολυαιθυλένιο, λόγω του γεγονότος ότι είναι ένα μη πολικό πολυμερές, είναι ένα υψηλής ποιότητας διηλεκτρικό υψηλής συχνότητας. Λόγω αυτού, η διαπερατότητα και η εφαπτομένη απώλεια αλλάζουν ελάχιστα από τις αλλαγές στην υγρασία, τη θερμοκρασία (στην περιοχή από -80 έως +100) και τη συχνότητα του ηλεκτρικού πεδίου. Εδώ πρέπει να σημειωθεί ένα χαρακτηριστικό. Έτσι, εάν υπάρχουν υπολείμματα καταλύτη στο πολυαιθυλένιο, τότε αυτό συμβάλλει στην αύξηση της εφαπτομένης της διηλεκτρικής απώλειας, η οποία οδηγεί σε κάποια υποβάθμιση των μονωτικών ιδιοτήτων. Λοιπόν, τώρα εξετάσαμε τη γενική κατάσταση. Τώρα ας γίνουμε συγκεκριμένοι.

Τι είναι το LDPE;

Πρόκειται για ένα ελαστικό, ελαφρύ, κρυσταλλωτικό υλικό με αντοχή στη θερμότητα που κυμαίνεται από -80 έως +100 βαθμούς Κελσίου. Έχει γυαλιστερή επιφάνεια. Η γυάλινη μετάβαση ξεκινά από -20. Και η τήξη είναι στην περιοχή 120-135. Χαρακτηρίζεται από καλή αντοχή στην κρούση και αντοχή στη θερμότητα. Η πυκνότητα του πολυαιθυλενίου επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητες που λαμβάνονται. Έτσι, μαζί με αυτό, αυξάνονται η αντοχή, η ακαμψία, η σκληρότητα και η χημική αντοχή. Ταυτόχρονα όμως μειώνεται η τάση για τέντωμα και η διαπερατότητα.για ατμούς και αέρια. Είναι αδύνατο να μην σημειωθεί ο ερπυσμός που παρατηρείται κατά την παρατεταμένη φόρτωση. Ένα τέτοιο πολυαιθυλένιο είναι βιολογικά αδρανές και μπορεί εύκολα να ανακυκλωθεί. Το οποίο είναι πολύ χρήσιμο στις σύγχρονες συνθήκες. Μιλώντας για τη χρήση πολυαιθυλενίου, πρέπει να σημειωθεί ότι χρησιμοποιείται για την κατασκευή συσκευασιών και δοχείων. Έτσι, περίπου το ένα τρίτο της παραγωγής πηγαίνει στη δημιουργία δοχείων χύτευσης με εμφύσηση που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τροφίμων, καλλυντικών, αυτοκινήτων, οικιακής χρήσης, ενέργειας και μεμβρανών. Αλλά μπορείτε επίσης να το συναντήσετε κατά τη δημιουργία σωλήνων και εξαρτημάτων αγωγών. Ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτού του υλικού είναι η ανθεκτικότητά του, το χαμηλό κόστος και η ευκολία συγκόλλησης.

HDPE

Πρόκειται για ένα ελαστικό, ελαφρύ, κρυσταλλωτικό υλικό με αντοχή στη θερμότητα (χωρίς φορτίο) που κυμαίνεται από -120 έως +90 βαθμούς Κελσίου. Οι ιδιότητες εξαρτώνται επίσης σε μεγάλο βαθμό από την πυκνότητα του υλικού που προκύπτει. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αντοχής, της σκληρότητας, της ακαμψίας και της χημικής αντοχής. Ταυτόχρονα, το πάχος του πολυαιθυλενίου επηρεάζει αρνητικά την αντοχή στην κρούση, την επιμήκυνση, την αντίσταση στις ρωγμές και τη διαπερατότητα σε ατμούς και αέρια. Επιπλέον, δεν είναι διαστατικά σταθερό και έχει αισθητή αρνητική επίδραση σε σχετικά μικρά φορτία. Θα πρέπει να σημειωθεί η πραγματικά υψηλή χημική αντοχή και τα εξαιρετικά διηλεκτρικά χαρακτηριστικά. Από το αρνητικό - τέτοιο πολυαιθυλένιο επηρεάζεται άσχημα από λίπη, έλαια και υπεριώδη ακτινοβολία. Βιολογικά αδρανές, μπορεί εύκολα να ανακυκλωθεί. Είναι επίσης δυνατόνα χαρακτηρίζει και ως ανθεκτικό στην ακτινοβολία. Η χρήση πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας είναι πιο συνηθισμένη στη δημιουργία τεχνικών, τροφίμων και γεωργικών μεμβρανών. Αν και, φυσικά, αυτή δεν είναι η μόνη επιλογή.

Γραμμικό πολυαιθυλένιο

Είναι ένα ελαστικό κρυσταλλικό υλικό. Αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 118 βαθμούς Κελσίου. Επίσης ένα σημαντικό πλεονέκτημα αυτού του υλικού είναι η αντοχή του σε ρωγμές, η αντοχή στη θερμότητα και η αντοχή σε κρούση. Εφαρμόζεται στην παραγωγή συσκευασιών, χωρητικοτήτων και εμπορευματοκιβωτίων. Τι προσφέρει αυτό το πολυαιθυλένιο; Τα χαρακτηριστικά αυτού του υλικού είναι πολύ υψηλά σε σύγκριση με το ανάλογο που λαμβάνεται με τη μέθοδο χαμηλής πίεσης. Ως εκ τούτου, έχει αρκετά καλές ιδιότητες. Ωστόσο, κατά κανόνα, δεν μπορεί να είναι ίσο με HDPE.

Πώς μπορεί να παρουσιαστεί το υλικό;

Έχουμε ήδη εξετάσει τους κύριους τύπους πολυαιθυλενίου. Σε ποια μορφή δημιουργείται; Τα πιο δημοφιλή είναι το φύλλο και το φιλμ πολυαιθυλενίου. Αυτά τα καλούπια μπορούν να κατασκευαστούν από οποιαδήποτε πυκνότητα υλικού. Αν και εξακολουθούν να υπάρχουν ορισμένες προτιμήσεις. Έτσι, η προσέγγιση χαμηλής πίεσης χρησιμοποιείται ευρέως για τη λήψη ελαστικών και λεπτών μεμβρανών. Το πλάτος του προκύπτοντος υλικού, κατά κανόνα, φτάνει τα 1400 χιλιοστά και το μήκος είναι 300 μέτρα. Το γραμμικό και το υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλένιο είναι πιο άκαμπτο, επομένως χρησιμοποιούνται για κατασκευές που δεν πρέπει να επηρεάζονται: τα ίδια φύλλα, σωλήνες, χυτευμένα και χυτά προϊόντα κ.λπ.

Συμπέρασμα

Και τέλος, δεν μπορούμε να μην αναφέρουμε τα κανονιστικά έγγραφα, σύμφωνα με τα οποία παράγεται πολυαιθυλένιο. Το GOST 16338-85 είναι υπεύθυνο για προϊόντα που δημιουργούνται σε χαμηλή πίεση. Λειτουργεί από το 1985. Το GOST 16337-77 ρυθμίζει θέματα που σχετίζονται με το πολυαιθυλένιο υψηλής πίεσης. Είναι ακόμα πιο παλιό και χρονολογείται από το 1977. Αυτά τα κανονιστικά έγγραφα περιέχουν πληροφορίες σχετικά με τις απαιτήσεις για τα υλικά από τα οποία κατασκευάζονται οι μεμβράνες, οι συσκευασίες και διάφορα άλλα προϊόντα. Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ένα ευρύ φάσμα εφαρμογής των προϊόντων που προκύπτουν και η ποικιλομορφία των ειδών του. Έτσι, για παράδειγμα, οι ενισχυμένες μεμβράνες πολυαιθυλενίου είναι πολύ συνηθισμένες. Η ιδιαιτερότητά τους είναι ότι, με το ίδιο πάχος, είναι ένα κόψιμο πάνω στις ιδιότητές τους από τα συνηθισμένα δείγματα προϊόντων. Τραπεζομάντιλα, τσάντες και πολλά άλλα χρήσιμα πράγματα κατασκευάζονται από τις ίδιες ενισχυμένες μεμβράνες πολυαιθυλενίου. Και οι ιδιότητές τους λαμβάνονται μέσω της εισαγωγής ειδικών νημάτων από φυσικές ή συνθετικές ίνες.