Все о полиэтилене (ПЭ) пластике

Полиэтилен или «PE» — это термопласт, который также является наиболее распространенным пластиком. На его долю приходится примерно 34% всего рынка пластмасс. Он обладает желательными физическими свойствами, такими как высокая пластичность, высокая ударная вязкость и очень высокая химическая стойкость. Существуют разные типы полиэтилена, которые используются в разных сферах. Полиэтилен высокой плотности является плотным и относительно более кристаллическим и используется в суровых условиях, например в строительстве. Полиэтилен низкой плотности используется в пластиковых пакетах и ​​упаковке.

Как правило, разные типы полиэтилена имеют различную кристаллическую структуру. Чем менее кристаллической является структура, тем больше она склонна к постепенному смягчению. Чем более кристаллической является структура, тем быстрее она переходит из твердой в жидкую форму. Полиэтилен является термопластичным материалом и имеет температуру плавления от 110 o C до 130 o C. Его можно нагреть до этой температуры, охладить, а затем снова нагреть без какого-либо значительного ухудшения качества. Способность полиэтилена к разжижению при температуре около 110 o C делает его подходящим для литья под давлением.

История полиэтилена

Самые ранние записи о создании полиэтилена относятся к 1898 году. На этот раз немецкий химик Ганс фон Пехманн случайно сделал полиэтилен, когда исследовал диазометан. Диазометан не был предпочтительным материалом для промышленного применения, поскольку было известно, что он очень нестабилен.

Однако примерно в 1933 году в лаборатории был открыт процесс синтеза полиэтилена, который можно использовать в промышленных условиях. Imperial Chemical Industries (ICI) Эрика Фосетта и Реджинальда Гибсона. Позже, в 1935 году, этот процесс был усовершенствован Майклом Перреном (химиком из ICI), и к 1939 году началось крупномасштабное производство полиэтилена низкой плотности.

В 1944 году компания под названием Bakelite Corporation (базирующаяся в Техасе) начала крупномасштабное коммерческое производство полиэтилена по лицензии Imperial Chemical Industries. Важная веха была пересечена в 1950-х годах, когда были обнаружены катализаторы, помогающие процессу полимеризации, который имеет жизненно важное значение для производства полиэтилена. Эти катализаторы привели к производству полиэтилена высокой плотности на протяжении 1950-х, 60-х и 70-х годов.

Сегодня ежегодно производится более 100 миллионов тонн полиэтиленовой смолы.

Производство полиэтилена

Полиэтилен производится в процессе полимеризации. Все начинается с перегонки углеводородного топлива на фракции или более легкие группы. Затем эти группы или мономеры приводят в контакт с катализатором, чтобы запустить процесс полимеризации. Реакция полимеризации является экзотермической реакцией.

В настоящее время координационная полимеризация является наиболее часто используемым процессом, в котором участвуют хлориды металлов и оксиды металлов.. Наиболее часто используемые катализаторы называются катализаторами Циглера-Натта и катализаторами Филлипса. Полиэтилен также иногда получают с использованием процесса радикальной полимеризации. Однако этот метод требует использования аппарата высокого давления.

После изготовления полиэтилена иногда возникают случаи, когда отдельные части полиэтилена необходимо соединить вместе, чтобы получить более крупный продукт. В таких случаях детали из полиэтилена соединяются следующими способами:

  • Лазерная сварка
  • Ультразвуковая сварка
  • Сварка горячим газом
  • Тепловая сварка
  • Тепловая сварка
  • Крепление

Различные марки полиэтилена

Доступны различные типы полиэтиленовых материалов. Они классифицируются по-разному в зависимости от их плотности и разветвленности. Эти два фактора существенно влияют на механические свойства. К различным типам полиэтилена относятся:

  • Полиэтилен высокой плотности
  • Полиэтилен низкой плотности
  • Линейный низко- Полиэтилен плотности
  • Полиэтилен очень низкой плотности
  • Полиэтилен средней плотности
  • Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы
  • Сшитый полиэтилен

Применение полиэтилена

Упаковка : полиэтилен высокой плотности ( HDPE) используется для изготовления ящиков, подносов и бутылок для общедоступных продуктов. Крышки для бутылок, банки и бочки также изготавливаются из полиэтилена высокой плотности. Высокая ударная вязкость HDPE делает его предпочтительным материалом для изготовления таких упаковочных изделий.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) используется для изготовления пленок, пластиковых пакетов, мешков для мусора и другой упаковки для пищевых продуктов. материал. Преимущество LDPE в том, что он дешев и обеспечивает хорошую физическую гибкость.

Трубы и фитинги : полиэтилен широко используется для производства различных труб. и фурнитура. HDPE используется в газовых и водопроводных трубах, канализационных трубах, а также в качестве покрытий на стальных трубах. HDPE обеспечивает отличную стойкость к химическим веществам и гидролизу, что делает его предпочтительным материалом для этих применений. LDPE, с другой стороны, используется для изготовления водопроводных труб и шлангов из-за его низкого водопоглощения и пластичности.

Электрооборудование : полиэтилен является хорошим изолятором и используется при изготовлении изоляции для коаксиальных кабелей и оболочки кабелей.

Медицинский : некоторые особые типы полиэтилена, такие как полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, обладают высокой прочностью и устойчива к порезам и износу. Он также химически устойчив. Таким образом, он используется для изготовления искусственных суставов, замены коленного сустава и замены тазобедренного сустава. Он также используется для изготовления определенных частей имплантатов.

Игрушки : одно из самых больших применений HDPE — игрушки. Фактически, треть всех игрушек производится из полиэтилена высокой плотности. Высокая прочность на разрыв — одно из полезных свойств ПНД..

Потребительские товары . Контейнеры для мусора, посуда, предметы домашнего обихода, ледяные коробки, миски, ведра, бутылки для кетчупа и т. д. производятся из полиэтилена.

Автомобильная промышленность : топливные баки в транспортных средствах изготовлены из полиэтилена (HDPE).

Прототипы полиэтилена с использованием ЧПУ, машин для литья под давлением и 3D-принтеров

Станки с ЧПУ

Полиэтилен — отличный материал для использования с станками с ЧПУ. Он выпускается в виде листового материала, стержня и многих других специальных форм благодаря своим вариантам, таким как HDPE и LDPE. Полиэтилен хорошо подходит для обработки на фрезерном или токарном станке. Он имеет желаемые свойства, такие как приличная ударная вязкость и ударная вязкость, которые обеспечивают отличную обрабатываемость. Полиэтилен, используемый в станках с ЧПУ, обычно черный или белый.

3D-печать

Полиэтилен в настоящее время недоступен для FDM или используется для любого процесса 3D-печати. Считается, что это сложный материал для изготовления прототипов, напечатанных на 3D-принтере. Следовательно, вы должны использовать станок с ЧПУ для изготовления прототипов полиэтилена.

Литье под давлением

Полиэтилен, будучи термопластом, может может использоваться в машине для литья под давлением, потому что ее можно повторно нагревать, плавить и охлаждать без серьезной деградации. Обычно полиэтилен подают в машину для литья под давлением и нагревают до температуры плавления. Затем жидкая форма впрыскивается в форму, чтобы принять желаемую форму. Основными преимуществами использования полиэтилена по сравнению с другими полимерами в процессе литья под давлением являются его низкая стоимость, простота переработки и высокая ударная вязкость, особенно при низких температурах.

Недостатки полиэтилена

  • Полиэтилен токсичен в жидком виде. Это может вызвать проблемы при вдыхании или попадании на кожу. Глаза также поражаются парами полиэтилена. Следовательно, чрезвычайно важно соблюдать все правила техники безопасности при обращении с жидким полиэтиленом.
  • Полиэтилен имеет тенденцию становиться хрупким при длительном воздействии солнечного света.
  • Полиэтилен не подвержен биологическому разложению. Следовательно, разложение на свалке занимает много времени и имеет тенденцию к накоплению.
  • Полиэтилен производится из углеводородов и ископаемого топлива. Следовательно, это не экологически устойчиво. При его производстве и сжигании выделяется углекислый газ, который является парниковым газом..

Свойства и характеристики

Тип свойства Подробности
Научное название Полиэтилен (PE)
Идентификационный код смолы 2 (HDPE), 4 (LDPE), 1 (PET)
Химическая формула (C 2 H 4 ) n
Прочность на разрыв 1000 фунтов на квадратный дюйм (ПЭНД), 2900 фунтов на квадратный дюйм (ПЭНД)
Диэлектрическая постоянная 2,25 при 20 o C
Удельный вес 0,92 (LDPE), 0,95 (HDPE)
Температура плавления 110 o C (LDPE), 130 o C (HDPE)
Прочность на изгиб 800 PSI (LDPE), 3000 PSI (HDPE)
Максимальное непрерывное us Использовать температуру 65 o C
Скорость усадки 0,02 — 0,05 дюйма/дюйм
Ударная вязкость по Изоду 1064 Дж/м (LDPE), 150 J/m (HDPE)
Удлинение при разрыве 150% (HDPE), 400% (LDPE)
Rockwell Твердость M10 (LDPE), M65 (HDPE)
Коэффициент Пуассона (v ) 0,46 (HDPE)
Температура теплового прогиба 85 o C при 67 PSI
Температура формы для литья под давлением (типичная ) 21 o C до 66 o C
Химический Сопротивление Уровень
Кислота (концентрированная) Хорошая
Кислота (разбавленная) Хорошо
Алкоголь Хорошо
Щелочи Хорошо
Ароматические углеводороды Плохо
Смазки и масла Плохо/Средне
Галогенированные углеводороды Плохо
Галогены Плохо
Кетоны Среднее/Плохое
Оцените статью
futurei.ru
Добавить комментарий