Полипропилен против полиэтилена: чем они отличаются?

Хотя в последние несколько лет пластмассы стали непопулярными (и на то есть веские причины), нет сомнений в том, что современное общество по-прежнему очень сильно от них зависит. Совершенно очевидно, что пластик по-прежнему присутствует повсюду, от упаковки продуктов и обычных предметов домашнего обихода до автомобилей и промышленных предприятий, несмотря на усилия по разработке более экологичных альтернатив.

В области пластмасс, используемых для производства товары народного потребления, два вида гораздо более популярны, чем другие: полипропилен (PP) и полиэтилен (PE). Как и во многих других вещах, одно необязательно лучше другого. Однако есть приложения, в которых полипропилен или полиэтилен являются более подходящим вариантом. Чем отличаются ПП и ПЭ?

Полипропилен

Полипропилен (ПП) — это полимер, изготовленный из мономера пропилена. Это термопласт, который по темпам мирового производства уступает только полиэтилену. Почти у каждого, вероятно, есть что-то из пропилена в семье. Только в США в 2017 году было произведено 7,3 миллиарда фунтов пропилена, что на 7,7% больше, чем в предыдущем году. Эксперты прогнозируют, что к 2020 году мировой спрос на пропилен достигнет 62 миллионов тонн, хотя на это все еще может сильно повлиять изменение отношения потребителей.

Промышленное производство полипропилена начинается с пропиленового сырья. . Наиболее распространенный метод создания твердого полипропилена — пропускание пропена через псевдоожиженный слой из твердых катализаторов, который затем запускает процесс полимеризации с ростом цепи. В результате получается полипропилен в виде белого порошка, который затем плавится и превращается в гранулы для распределения.

Варианты

Основной полипропилен, называемый гомополимером полипропилена, до сих пор остается наиболее широко используемой формой, и ее можно найти в упаковке, текстиле, а также в автомобильной и электротехнической промышленности. Он более жесткий и прочный, чем все другие варианты полипропилена, но при этом сохраняет хорошую химическую стойкость.

Часть этена может быть смешана с пропеном во время полимеризации, что приводит к получению сополимера полипропилена. Эта модификация делает ПП намного более гибким и улучшает его оптические свойства. Таким образом, сополимер ПП подходит для применений, требующих прозрачности и хорошего внешнего вида.

Большая часть этена может быть добавлена ​​во время процесса полимеризации для дальнейшего улучшения гибкости ПП. При содержании от 45 до 65% этилена может быть получен вариант, называемый ударопрочным сополимером ПП. Этот продукт обладает превосходной ударопрочностью и предпочтителен для изготовления посуды и труб, а также в электрических и автомобильных областях.

Преимущества

Как и многие потребительские пластмассы , основная причина широкого использования полипропилена в том, что он очень дешев в производстве. Несмотря на это, полипропилен — отличный упаковочный материал.. Обладает отличной влагостойкостью и устойчивостью к широкому спектру кислот и оснований. Он также обладает хорошим сочетанием гибкости, прочности, ударопрочности и сопротивления усталости. Этот изолятор выше среднего, что делает его хорошим компонентом для электрических применений.

ПП обладает сверхъестественной способностью сохранять свои механические и электрические свойства даже в экстремальных условиях, таких как высокая температура и влажность. Упаковка из полипропилена устойчива к размножению микробов, но при необходимости может выдерживать стерилизацию паром.

Ограничения

Хотя полипропилен демонстрирует хорошую устойчивость к большинству кислот и щелочей, он легко разлагается. при воздействии различных углеводородов и окислителей. Это также очень легковоспламеняющийся материал. ПП становится хрупким при температуре ниже -20 ° C и начинает терять структурную целостность примерно при 120 ° C. Воздействие ультрафиолета также делает полипропилен хрупким. Кроме того, полипропилен имеет плохую адгезию к краске, что затрудняет печать этикеток на упаковке продукта.

Области применения

1. Упаковка продукта

ПП — один из наиболее предпочтительных недорогих вариантов упаковки продукта. Из него изготавливают термоусадочную пленку, пластиковые ящики для электроники и вкладки для одноразовых подгузников. Поскольку полипропилен безопасен для пищевых продуктов, он используется для производства как многоразовых, так и одноразовых пищевых контейнеров.

2. Ткани

PP также можно спрядить или экструдировать в волокна, которые затем используются для создания прочного и влагостойкого шпагата. Ткань из полипропиленовых волокон исключительно прочная и дешевая, что делает ее отличным вариантом для хранения и транспортировки пищевых продуктов, таких как зерно, фрукты и овощи.

3. Здравоохранение

Из-за устойчивости полипропилена к росту микробов и его устойчивости ко многим химическим соединениям, он использовался для производства шприцев, флаконов, устройств для внутривенного введения и флаконов для образцов для индустрии здравоохранения. Медицинский полипропилен также обладает дополнительным преимуществом, так как он может выдерживать стерилизацию паром.

4. Применение в автомобильной промышленности

Простота работы с полипропиленом делает его одним из наиболее широко используемых материалов для внутренних и внешних деталей автомобилей. ПП легко поддается формованию и имеет низкое тепловое расширение, что делает его отличным выбором для внутренней отделки и приборных панелей автомобилей, а также для бамперов и подкрылков.

Полиэтилен

Полиэтилен (PE) в одном из самых дешевых, но самых универсальных пластмассы, поэтому неудивительно, что это самый распространенный пластик в мире. По состоянию на 2018 год прогнозируемый мировой спрос на продукцию из полиэтилена достиг 99,6 миллиона тонн, что эквивалентно стоимости в 164 миллиарда долларов. Лидирует Китай, на который приходится почти четверть мирового спроса. Индия и Вьетнам рассматриваются как два из самых быстрорастущих рынков полиэтиленовой продукции в ближайшие несколько лет..

Основным мономером, используемым для производства полиэтилена, является этилен, газообразный углеводород. Это очень стабильное соединение, поэтому полимеризация до полиэтилена может протекать только в присутствии катализатора, чаще всего хлорида титана. В большинстве промышленных процессов производства полиэтилена используется координационная полимеризация, которая требует присутствия солей металлов, таких как хлориды и оксиды.

Рост отрасли полиэтилена был обусловлен высокой степенью коммерциализации пластика, так как а также богатство источников этиленового сырья. Помимо угля, современные методы позволяют извлекать этилен из сланцевого газа и биоматериалов.

На физические свойства полиэтилена может сильно влиять присутствие разветвленных групп в полимерной цепи. Степень разветвления влияет на плотность полимера, а также на его прочность, гибкость и термическое сопротивление, среди других характеристик. Наиболее распространенными типами полиэтилена являются полиэтилен высокой плотности (HDPE), полиэтилен низкой плотности (LDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE).

Преимущества

Главное преимущество PE — его универсальность. Количество различных вариантов полиэтилена, безусловно, сыграло ключевую роль в его распространении во многих отраслях и сферах применения. Например, превосходная прозрачность LDPE делает его идеальным для упаковки пищевых продуктов. С другой стороны, HDPE очень непрозрачен, но имеет гораздо лучшую прочность на разрыв, что делает его более подходящим в качестве контейнеров для тяжелых веществ, таких как молоко или жидкие моющие средства.

Значение термостойкости также варьируется в зависимости от HDPE и ПВД. Температура плавления HDPE составляет от 120 до 180 ° C, что делает его отличным материалом для труб с горячей водой. LDPE имеет гораздо более низкую температуру плавления в диапазоне от 105 до 115 ° C.
Есть несколько параметров, которые являются общими для всех типов PE. По сравнению с полипропиленом, полиэтилен более гибкий, чем жесткий, что придает ему лучшую пластичность и ударную вязкость. Он также обладает хорошей влагостойкостью и является хорошим электрическим изолятором.

Ограничения

Подобно полипропилену, полиэтилен обладает плохой устойчивостью к УФ-излучению и легко воспламеняется. Несмотря на высокую влагостойкость, полиэтилен является плохим барьером для таких газов, как углекислый газ. Он также довольно быстро разлагается при воздействии углеводородных соединений и окислителей.

PE имеет гораздо более низкую жесткость по сравнению с PP. Хотя в некоторых случаях это может быть желательно, это также означает, что практически невозможно соединить компоненты из полипропилена с помощью сварки. ПП также имеет тенденцию к значительной усадке при использовании для литья под давлением.

Области применения

1. Упаковка продукта

Полиэтилен — отличный недорогой материал для широкого спектра потребностей в упаковке продуктов. При применении полиэтилена в качестве упаковки обычно используются преимущества превосходной гибкости материала, например, выжимаемые бутылки, термоусадочная пленка, крышки и укупорочные средства.. Высокая прочность на разрыв HDPE также делает его полезным для более жесткой упаковки, такой как ящики, лотки, бутылки для молока и сока и даже промышленные контейнеры для массовых грузов.

2. Волокна и текстиль

Благодаря превосходной прочности на разрыв HDPE, волокна из HDPE являются лучшим выбором для веревок и сетей, используемых для спорта, рыбалки и других сельскохозяйственных целей.

3. Потребительские товары

HDPE, в частности, можно найти во многих дешевых потребительских товарах, которые должны выдерживать умеренное количество ударов. Примеры включают ледяные ящики, мусорные баки и небольшие резервуары для воды. Большинство дешевых пластиковых игрушек, особенно гибких, производятся из полиэтилена низкой плотности.

4. Трубы и фитинги

Одно из основных применений HDPE — производство труб и фитингов для водоснабжения, канализации, газа и промышленности. Это связано с его превосходной устойчивостью к химическому разложению и поглощению влаги. Трубки из полиэтилена высокой плотности также использовались для защиты электрических проводов и телекоммуникационных кабелей. Более гибкий ПЭНП использовался для простых водопроводных труб и шлангов. LDPE также используется для материала оболочки кабелей, который обеспечивает как физическую защиту, так и изоляцию.

Заключительные мысли

Чтобы понять, почему современному обществу это так сложно Чтобы отказаться от пластмасс, нам нужно понять, почему они так полезны. Пластмассы дешевы, их легко производить в больших объемах, они прочные, влагостойкие и могут использоваться многократно. Хотя в идеале многие пластмассы, в том числе полиэтилен и полипропилен, должны быть переработаны, реальность далека от этого идеального видения.

Даже если производство полиэтилена и полипропилена демонстрирует признаки замедления, оно все еще продолжается. производятся в масштабе несколько миллионов тонн в год. Продукты из полиэтилена и полипропилена повсюду вокруг нас, поэтому трудно оспорить их ценность. Постепенно появляются жизнеспособные альтернативы. Тем не менее, чтобы отучить нас от пластика, потребуется от нескольких лет до нескольких десятилетий.

Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий