Полиэтилен низкого давления. ДОКЛАД ПЭНД. 1 разновидности полиэтилена
 Скачать 259.94 Kb.
|
|
1 РАЗНОВИДНОСТИ ПОЛИЭТИЛЕНА Существует несколько разновидностей полиэтилена в зависимости от методов его производства, самые популярные – ПВД (полиэтилен высокого давления) и ПНД (полиэтилен низкого давления). Существует и полиэтилен среднего давления. В качестве сырья для производства каждого этого вида пленки служат полиэтиленовые гранулы. Их изготавливают на нефтехимических заводах методом полимеризации этилена. Различия в способах выпуска и определяют разницу физических свойств. Аббревиатура ПЭНД значит полиэтилен низкого давления. Материал представляет собой пластмассу повышенной плотности. Его получают в ходе полимеризации этилена под пониженным давлением. Полимер в таких условиях получается жестким и твердым, относительно прозрачным. Молекулярные клетки этого материала имеют особое строение с повышенным уровнем межмолекулярных связей. Это делает ПНД более плотным, нежели полиэтилен других типов, потому он и получил название «полиэтилен высокой плотности» (ПВП, а англоязычной версии – HDPE). Шершавый на ощупь, матовый, шуршит. Полиэтилен высокого давления обычно гладкий, блестящий, эластичный, тянущийся. Полиэтилен среднего давления или смесовый полиэтилен - материал, представляющий собой композицию из ПВД, ПНД и иногда еще ряда добавок (для блеска, скольжения и т.п.) Смешивать ПВД и ПНД можно в различных пропорциях. Он может быть "ближе" к ПВД или к ПНД, или иметь средние между ними параметры. 2 СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА ВЫСОКОЙ ПЛОТНОСТИ Можно выделить следующие технико-эксплуатационные параметры полиэтилена низкого давления: абсолютная гидро- и паронепроницаемость; хорошая пластичность, растяжимость; пониженный показатель плотности (0,93-0,96 г/см3); плавление материала начинается при нагреве в 110-130 ℃; химинертность — устойчивость к техническим растворам и маслам; прочность межмолекулярных связей придает изделию особую износостойкость и устойчивость на разрыв; прозрачность; легковесность — даже самые массивные бочки и цистерны намного легче, чем аналоги из прочих полимеров; растворяется в среде ароматических углеводородов при нагреве до уровня 120 градусов и больше. Полиэтилен низкого давления является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность. Более высокую температуру плавления, меньшие водопоглощение и паропроницаемость, лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров. 3 ПРИМЕНЕНИЕ ПНД Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы этого полиэтилена становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов: Методом экструзии из ПЭНД производятся пленки – гладкие и пузырьковые, коммуникационные трубы, изоляции электрокабелей, листовые и сеточные материалы. Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п. Под давлением отливают товары бытового назначения (игрушки, посуду, инвентарь, изделия для кухни и ванной, крышки для банок, бутылочной тары и т.п.), швейную и мебельную фурнитуру, комплектующие для различной техники (авто, бытовые приборы и др.). 4 КАТАЛИЗАТОР И МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА Полиэтилен низкого давления (ПН) получают полимеризацией этилена под давлением 0,2–0,5 МПа (2–5 кгс / см2) и температуре 50–80℃ в присутствии комплексных катализаторов. Наиболее распространенными промышленными катализаторами являются катализаторы Циглера-Натта, состоящие из тетрахлорида титана (TiCl4) и алкилалюминия ((С2Н5)3Аl). Полимеризация этилена в присутствии таких катализаторов протекает по ионному механизму и относится к анионно-координационному типу.  Рисунок 1 – Ионный механизм полимеризации этилена Катализатор выполняет роль матрицы, на которой строится полимерная цепь. Это позволяет контролировать процесс в большей степени, чем в других видах полимеризации. 6 Применение ПЭВП имеет теплостойкость отдельных марок до 110 °С и допускает охлаждение до –80 °С. Температура плавления марок: 120–135 °С, а температура стеклования: около –20 °С. ПЭВП дает блестящую поверхность и характеризуется хорошей ударной прочностью и большей теплостойкостью по сравнению с ПЭНП. Свойства ПЭВП сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, проницаемость для газов и паров. У ПЭВП наблюдается высокая ползучесть при длительных нагрузках. Он имеет очень высокую химическую стойкость (больше, чем у ПЭНП) и обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Биологически инертен. Легко перерабатывается. Полиэтилен высокой плотности применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек). При этом стоит отметить, что по сравнению с другими областями, опережающими темпами растет использование ПЭВП для производства упаковочных пленок. ПЭВП находит также применение в производстве труб и деталей трубопроводов, где используются такие достоинства материала как долговечность (срок службы — 50 лет), простота стыковой сварки, дешевизна (в среднем на 30% ниже по сравнению с металлическими трубами). 7 ПРОИЗВОДСТВО ПЭВП В РОССИИ Производство ПЭВП в России реализовано в Татарстане «Нижнекамскнефтехим», «Казаньоргсинтез», в Башкортостане в «Газпром Нефтехим Салават», в Ставропольском крае «Ставролен». Наиболее широкий ассортимент полиэтилена предлагает «Нижнекамскнефтехим» - более 50 марок ПНД, в том числе для производства жесткой и стретч пленки, компаундов для труб, для наружного антикоррозийного покрытия стальных труб. «Казаньоргсинтез» выпускает широкий марочный ассортимент ПВД и кабельные композиции.  Рисунок 3 – Производство ПЭНД в России отличается высокой прочностью; имеет небольшое удлинение на разрыв; является биологически инертным материалом; надежно удерживает влагу; отличается высокими диэлектрическими характеристиками; при контакте с человеком или животным не оказывает на них вредного воздействия; готовые пакеты из ПНД при постоянной нагрузке и низких температурах могут изменять свой исходный размер. |