Предел текучести полиэтилена при растяжении

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД - аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. Также может называться как полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), так как имеет сравнительно слабые внутримолекулярные связи и, следовательно, более низкую плотность, чем полимеры других видов. Также для его обозначения применяется сокращение LDPE – английский эквивалент ПЭНП.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается так же, как полиэтилен высокого давления (ПЭВД).

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД. 

Особенности ПВД (ПНП)

Химические и физические характеристики

Полиэтилен высокого давления (ПВД) изготавливается в виде гранул ПВД. Имеет плотность 900-930 кг/м3, температуру плавления 100-115 0С и температуру хрупкости до -120 0С, а также малое водопоглощение (около 0,02 % за месяц) и высокую пластичность. Эти физико-химические характеристики ПВД как вещества объясняют следующие свойства изготовленных из него предметов и материалов:

• Мягкость и гибкость изделий из полиэтилена низкой плотности,
• Возможность создания из гранул ПВД особенно гладких и блестящих поверхностей,
• Устойчивость предметов из ПВД к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия,
• Высокую прочность ПВД (пэнп) при воздействии низких температур,
• Влаго- и воздухонепроницаемость ПЭНП -изделий,
• Устойчивость ПЭВД к воздействию света, в частности к солнечному излучению.

ВАЖНО! Использование полиэтилена высокого давления (ПВД) абсолютно безопасно как для человека, так и для состояния окружающей среды, так как он не выделяет никаких токсичных веществ. Именно поэтому ПЭВД может использоваться даже для контакта с продуктами питания и при изготовлении детских товаров.

Отличие ПВД от других полимеров

Полиэтилены (ПВД, ПНД и др.) – это материалы, которые изготавливаются из одного мономера, но могут быть различной плотности в зависимости от особенностей изготовления. Этот показатель сильно влияет на свойства полиэтилена: увеличение плотности ведет к повышению жесткости, твердости, прочности изделий и их химической стойкости. Но при этом падают другие показатели: ударопрочность, возможность растяжения при разрыве, проницаемость для жидкостей и газов. Так, ПВД имеет существенные отличия от других подобных полимеров:

• ПВД и ПНД. Полиэтилен высокого давления не зря называется еще и полиэтиленом низкой плотности (ПНП или ПЭНП). По сравнению с ним такие твердые полимеры, как ПНД (полиэтилен низкого давления), быстрее поддаются разрывам под действием удара, чаще ломаются на морозе и растрескиваются при увеличении нагрузки, хотя и обладают большей стойкостью к воздействию радиации, щелочей и кислот. Гранулы ПВД и изделия из них гораздо лучше переносят ультрафиолетовое излучение, а также имеют более красивую глянцевую поверхность.
• ПВД и ЛПНП.Другой полимер – ЛПНП (линейный полиэтилен), как и ПНД, имеет жесткую структуру, но по своим техническим характеристикам находится между ПВД и ПНД. Он более стоек к химически агрессивным средам, чем ПЭНП, и имеет большую устойчивость к проколу и растрескиванию, чем ПНД.

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена, приведены в таблице.

Таблица. Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена

Показатель	ПЭВД	ПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода:	21,6	5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода:	4,5	2
Этильные ответвления	14,4	1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода	0,4—0,6	0,4—0,7
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=Ch3), %	17	43
винилиденовых двойных связей , %	71	32
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R'), %	12	25
Степень кристалличности, %	50-65	75-85
Плотность, г/см3	0,91-0,93	0,95-0,96

Структура молекулы ПЭНП влияет на свойства иначе, чем на плотность. Одно из важнейших свойств полимеров - кристалличность. Большая длина полимерных цепей приводит к образованию некоторого количества переплетений, что препятствует формированию плотных кристаллических образований при охлаждении, и таким образом между кристаллитами возникают неупорядоченные области.

Участки, где цепи параллельны и плотно упакованы, в значительной степени кристалличны, в то время как неупорядоченные области являются аморфными. Кристаллические области известны как кристаллиты.

Когда расплав полимера медленно охлаждают, кристаллиты могут образовывать сферолиты, состоящие из сферически симметричных образований кристаллитов и аморфного полимера.

Молекулы укладываются одна на другую параллельно с образованием ламелей. Кристаллизация распространяется, когда другие молекулы выстраиваются в том же порядке и складываются. Сферолиты, упомянутые ранее, образуются из-за нерегулярностей в структуре молекулы, которые ведут к росту кристаллитов в нескольких направлениях. Наличие боковых ответвлений приводит к уменьшению возможности упорядоченного расположения и, таким образом, снижает кристалличность.

Кристалличность ПЭНП обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭВП).

Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Тот факт, что цепи не могут приблизиться плотно друг к другу, означает, что силы притяжения между ними ослабевают и тепловая энергия, необходимая для их перемещения относительно друг друга, т. е. течения, уменьшаются.

Точка размягчения ПЭНП немного ниже точки кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации.

Таблица. Физико-химические свойства ПЭВД при 20°

Параметр	Значение
Плотность, г/см2	0,918-0,930
Разрушающее напряжение, кгс/см2
при растяжении	100-170
при статическом изгибе	120-170
при срезе	140-170
относительное удлинение при разрыве, %	500-600
модуль упругости при изгибе, кгс/см2	1200-2600
предел текучести при растяжении, кгс/см2	90-160
относительное удлинение в начале течения, %	15-20
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм2	1,4-2,5

Виды полиэтиленов ПЭНП

Дополнительная обработка полиэтилена высокого давления дает качественно новые материалы, различающиеся по химическим и физическим свойствам. В частности, существуют модификации ПЭВД с улучшенной адгезией к краскам и другим материалам (напр., к металлу) и с пониженной горючестью. На данный момент различают полиэтилены:

• вспененный ПВД,
• сшитый ПВД,
• сополимеры полиэтилена низкой плотности (ПНП) с другими мономерами либо с полиэтиленом другого вида.

Основные группы марок полиэтилена и сополимеров этилена, выпускаемые на сегодняшний день:

Полиэтилен

HDPE - Полиэтилен высокой плотности (полиэтилен низкого давления)LDPE - Полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления)LLDPE - Линейный полиэтилен низкой плотностиmLLDPE, MPE - Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотностиMDPE - Полиэтилен средней плотностиHMWPE, VHMWPE - Высокомолекулярный полиэтиленUHMWPE - Сверхвысокомолекулярный полиэтиленEPE - Вспенивающийся полиэтиленPEC - Хлорированный полиэтилен Cополимеры этилена

EAA - Сополимер этилена и акриловой кислоты

EBA, E/BA, EBAC - Сополимер этилена и бутилакрилатаEEA - Сополимер этилена и этилакрилатаEMA - Сополимер этилена и метилакрилатаEMAA - Сополимер этилена и метакриловой кислоты, Сополимер этилена и метилметилакрилатаEMMA - Сополимер этилена и метил метакриловой кислотыEVA, E/VA, E/VAC, EVAC - Сополимер этилена и винилацетатаEVOH, EVAL, E/VAL - Сополимер этилена и винилового спиртаPOP, POE - Полиолефиновые пластомерыEthylene terpolymer - Тройные сополимеры этилена

Таблица 1: Основные физико-механические свойства ПЭВД

Наименование показателя	Значение для ПЭВД
Температура стеклования, °С	-25
Температура плавления, °С	103-115
Температура хрупкости, °С	-45…-120
Температура размягчения по Вика, °С	80-90
Температура длительной эксплуатации, °С	50
Степень кристалличности,%	50-65
Плотность, кг/м3	910-930
Показатель текучести расплава,г/10 мин	0,2-20
Морозостойкость, °С	-70
Теплостойкость по Мартену, °С	—
Верхний предел рабочих температур, °С	60-70
Нижний предел рабочих температур, °С	-120…-45
Предел текучести при растяжении, МПа	6,8-13,7
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	7-16
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа	12-20
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа	12
Модуль упругости при растяжении, МПа	147-245
Модуль упругости при изгибе, МПа	118-225
Модуль упругости при сжатиии, МПа	—
Относительное удлинение при разрыве, %	150-1000
Твердость по Бринелю, МПа	14-25
Ударная вязкость по Шарпи, кДЖ/м2 без надреза/с надрезом	Не разр./ не разр.
Коэффициент терния по стали	0,58
Объемное удельное электрическое сопротивление, Омм	(0,1-1)×1015
Поверхностное удельное электрическое сопротивление, Ом	1014-1015
Водопоглощение за 24 часа при 23°С,%	0,01
Удельная теплоемкость, кДж/(кгК)	2,1-2,8
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)	0,2-0,36
Температурный коэффициент линейного расширения, град-1	(22-55)×10-5
Коэффициент температуропроводности, м2/с	1,4×10-7

Таблица 2: Торговые названия ПЭВД в различных странах

Торговое название ПЭВД	Страна
полиэтилен высокого давления; полиэтилен низкой плотности;	РФ
	США
	Великобритания
луполен; хостален LD; стафлен;	Япония
	Италия

Обозначение базовых марок полиэтилена высокого давления ПЭВД:

• первая цифра (1) – процесс полимеризации протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах с применением инициаторов радикального типа;
• вторая и третья цифры – порядковый номер базовой марки;
• четвертая цифра– способ гомогенизации (0 – без гомогенизации в расплаве;1 – гомогенизация в расплаве);
• пятая цифра – условная группа плотности (3 – 917–921 кг/м3; 4 – 922–926 кг/м3);
• последние три цифры(написанные через дефис) указывают десятикратное значение показателя текучести расплава.

Композиции на основе базовых марок полиэтиленов обозначаются иначе: название термопласта, первые три цифры показывают базовую марку (без расшифровки), а цифры после тире – номер рецептуры добавки, далее через запятую – цвет и рецептура окрашивания, сорт и стандарт.

ПЭВДперерабатываются всеми известными способами и применяются для изготовления технических изделий и товаров народного потребления.

Область примененияПЭВД

ПЭВД был впервые использован в электротехнической промышленности, главным образом в качестве изоляционного материала для подводных кабелей и позднее - для радаров. Кристалличность ПЭВД обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭНД).

Сферами применения ПЭВД являются:

- экструзия пленок;

- производство кабеля;

- литье пластмасс под давлением;

- производство выдувных изделий.

Применение ПЭВД

Области применения ПЭВД зависят от:

• марок полимеров,
• способа стабилизации
• введенных добавок.

Области применения, способы и параметры переработки представлены в табл.3

Благодаря удачному набору химических и физических свойств, гранулы ПВД находят применение в изготовлении:

• пленок ПЭНП, открытых и в виде рукава ПВД для мешков и пакетов,
• пластмасс ПЭНП путем литья под действием давления (полимерные трубы, технические детали и др.),
• выдувных изделий (бутылки, канистры и т.п.),
• теплоизоляционных материалов из вспененного пэнп,
• электроизоляционных материалов (оболочки кабелей и пр.),
• термоклея ПВД в виде порошка, приготовленного дроблением гранул ПВД.

ИНТЕРЕСНО! ПВД был первым полимером, который стал использоваться как изоляционный материал в электротехнической промышленности для изоляции подводных кабелей и позже - для радаров.

Получают полиэтилен методом радикальной полимеризации этилена в реакторах трубчатого и автоклавного типов при давлении от 160 до 210 МПа в соответствии сГОСТ 16336–93.

На предприятии Полимирпроизводят:

базовые марки ПЭВД:

10204-003;

10803-020;

16204-020;

15803-020;

11503-070;

17703-010;

и композиции на их основе:

для кабельной промышленности(107-01К, 102-01К, 107-02К, 102-02К, 107-10К, 102-10К, 107-61К);

пленочные(162-132, 175-132, 175-209, 175-353, 177-353, 108 черный 901, 158 черный 901);

трубные(полиэтилен 102-14).

Таблица 3: Характерные свойства, области применения и способы переработки ПЭВД

Характерные свойства	Ограничения	Рекомендации по применению и способам переработки
Температура эксплуатации без нагрузки до 60 °С, гибкий (в т.ч. при низких температурах), эластичный, высокая ударная прочность, морозостойкость до −(40–120)°С. Небольшой предел текучести при растяжении. Хорошие электроизоляционные свойства. Стойкость к агрессивным средам, незначительное влагопоглощение. Повышенная радиационная стойкость. Допущен для контакта с пищевыми продуктами и для деталей медицинского назначения. Хорошо окрашивается в массе. Гранулы размером (2–4)8 мм имеют насыпную плотность от 500 до 550 кг/м3	Не стоек к жирам, маслам, ультрафиолету. Невысокие температуры эксплуатации. Низкие механические показатели, не огнестойкий, за исключением специальных композиций. Снижение химической стойкости при напряженном состоянии. Значительное снижение механических свойств при повышении температуры до 60° С. Большая деформация под нагрузкой. Большой разброс размеров изделий	Трубы, пленки, листы, тара, профили, емкости, электроизоляционные и антифрикционные покрытия для защиты от коррозии, крупногабаритные конструкции, изоляция кабеля. Литье под давлением, экструзия, прессование, сварка и др.

Параметры переработки ПЭВД

Литье под давлением: 160 ≤ Тл ≤ 260 °С, 60 ≤ pуд ≤ 120 МПа, 10 ≤ τр ≤ 30 с, 20 ≤ Тф ≤ 60 °С; экструзия в напорные трубы: экструзия в безнапорные трубы и профильные изделия: прессование: 130 ≤ Тп ≤ 170 °С, 3 ≤ pуд ≤ 7 МПа. Условия предварительной сушки до влажности ≤0,04%: при атмосферном давлении и температуре (75 ± 5) °С в течение 0,5–1 часа с толщиной слоя 1–3 см

Области применения и основные характеристики базовых марок ПЭВД и композиций на их основе приведены в таблице 4 и таблице 5, соответственно.

Таблица 4: Назначение базовых марок ПЭВД

Марка ПЭВД	Назначение
	Для изготовления напорных труб, фитингов, формования выдувных изделий большой вместимости, для пленок и пленочных изделий общего назначения
	Для изготовления профильно-погонажных изделий, литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, пленок общего назначения
	Для получения малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, термоусадочных, тонких пленок и пленок общего назначения
	Для ламинирования бумаги и ткани методом экструзии, для покрытия изделий методом напыления, в качестве заливочного компаунда для заполнения деталей электрооборудования, для изготовления литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий
	Для получения термоусадочных пленок и пленочных изделий общего назначения, литьевых, малогабаритных, а также профильно-погонажных изделий

Таблица 5: Технические характеристики базовых марок Полиэтилена высокого давления (ПЭВД)

Показатели	Базовые марки ПЭВД
10204-003	10803-020	15803-020	16204-020	11503-070	17703-010
Плотность, г/см3	0,9230	0,9185	0,9190	0,9230	0,9180	0,9190
Показатель текучести расплава,г/10мин	0,3	2,0	2,0	2,0	7,0	1,0
Стойкость к растрескиванию,ч, не менее	500	2	—	—	—	—
Предел текучести при растяжении, Мпа, не менее	11,3	9,3	9,3	10,8	9,3	9,8
Прочность при разрыве,Мпа, не менее	14,7	12,2	11,3	11,3	9,8	12,2
Относительное удлинение при разрыве,%, не менее	600	550	600	600	450	600

Для сравнения в таблицах 6 и 7 представлены технические характеристики ПЭВД и его композиций по данным зарубежных производителей.

Таблица 6: Нормативные показатели качества ПЭВД алкатен и алатон для различных марок

Показатель	Алкатен	Алатон
XDK10	WIG11	WNG14	XNF35	31	25	34	16	37
Показатель текучести расплава, г/10мин	0,3	2,0	7,0	9,0	0,6	2,0	3,0	4,0	12,0
Плотность, кг/м3	923	919	918	929	930	931	930	923	930
Относительное удлинение при разрыве, %	600	600	500	90	400	550	410	600	100
Предел текучести при растяжении, МПа	12,0	11,0	10,0	13,9	14,7	11,5	11,5	11,2	10,6
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	15,5	13,0	10,5	13,9	14,7	12,3	14,7	11,9	—
Модуль упругости при растяжении, МПа	166,0	149,0	—	346,0	—	2460	—	—	—
Водоплоглощение за 24 часа,%	—	—	—	—	0,01	—	0,01	0,015	0,01

Таблица 7: Нормативные показатели качестваПЭВД луполен и фертен для различных марок

Показатель	Луполен	Фертен
1820Н	6001L	6001H	6001F	ZD	Q	XX	LXX
Показатель текучести расплава, г/10мин	1,4-1,8	4-6	1,2-1,7	0,7-1	0,4	4,5	20	70
Плотность, кг/м3	926-928	959-961	959-961	958-960	—	—	—	—
Предел текучести при растяжении, МПа	8,5-9,0	26-28	26-28	26-28	—	—	—	—
Модуль упругости при растяжении, МПа	1300	11000	11000	1100	—	—	—	—
Относительное удлинение при разрыве, %	—	—	—	—	83	112	129	134
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	—	—	—	—	12,5	9,9	8,4	7,1
Разрушающее напряжение при срезе, МПа	—	—	—	—	15,2	12,0	10,2	8,4
Модуль упругости при изгибе, МПа	—	—	—	—	149	119	104	92

proplast.ru

Каталог товаров ООО «Полтавхим»

Полиэтилен (ПЭ) [–СН2-СН2–]n существует в двух основных модификациях, которые отличаются по структуре молекул полиэтилена, и, как следствие - по своим свойствам. Обе модификации получаются из этилена СН2=СН2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации (СП) обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150 0С) и давлениях (до 20 атм).

Оснвоные свойства и характеристики полиэтилена

Полиэтилен — термопластичный полимер, который:

• непрозрачен в толстом слое;
• кристаллизуется в диапазоне температур от -60 °С до -269 °С;
• не смачивается водой;
• при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях;
• при температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных;
• ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают;
• кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать.

Газообразный этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на:

ПЭВД полимеризуется радикальным способом под давлением от 1000 до 3000 атмосфер и при температуре 180 градусов. Инициатором служит кислород. ПЭНД полимеризуется при давлении не менее 5 атмосфер и температуре 80 градусов при помощи катализаторов Циглера-Натта и органического растворителя.

Линейный полиэтилен (есть еще название полиэтилен среднего давления) получают при 30-40 атмосферах и температуре около 150 градусов. Такой полиэтилен является как бы «промежуточным» продуктом между ПЭНД и ПЭВД, что касается свойств и качеств. Не так давно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые катализаторы. Смысл технологии заключается в том, что удается добиться более высокой молекулярной массы полимера, это, соответственно, увеличивает прочность изделия.

По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру.

Также отличия проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности.

Сравнительная характеристика полиэтилена высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД)

Тип полиэтилена	Мол. масса	Плотность, г/м3	Температура плавлени, °С	Модуль упругости, МПа	Vраст., МПа	Относ. удлинение, %
Низкой плотности (высокого давления)	50-800 тыс.	0,913-0,914	102-105	100-200	7-17	100-800
Высокой плотности (низкого давления)	50 тыс.-3*10^6	0,919-0,973	125-137	400-1250	15-45	100-1200

Основной причиной различий свойств ПЭ, является разветвленность структуры его макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Paзветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100 %; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП.

Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность.

Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Изделия из полиэтилена могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С.

Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение. Срок старения увеличивают за счет специальных добавок — противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).

Электричские свойства полиэтилена характерны для неполярного полимера, поэтому он относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от -80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.

Характеристики полиэтилена низкого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С)	Значения для ненаполненных марок
Плотность	0,94-0,97 г/см3
Теплостойкость по Вика (в жидкой среде, 50°С/ч, 50Н)	18-32 МПа
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин)	10-19 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин)	610-1600 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин)	600-700 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом)	2-NB кДж/м2
Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30с)	38-59 МПа
Удельное поверхностное электрическое сопротивление	10^14-10^15 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%)	0,1 %

Полиэтилен высокого давления

Полиэтилен ПНД (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 ПЭНД для производства упаковочных пленок. ПЭНД 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).

Другие обозначения: PE-LD, PEBD (французское и испанское обозначение).

Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120°С).

Свойства ПЭВД 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, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. Склонен к растрескиванию при нагружении. Не отличается стабильностью размеров.

• Обладает отличными диэлектрическими характеристиками.
• Имеет очень высокую химическую стойкость.
• Не стоек к жирам, маслам.
• Не стоек к УФ-излучению.
• Отличается повышенной радиационной стойкостью.
• Биологически инертен.
• Легко перерабатывается.

Характеристики полиэтилена высокого давления (минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели (при 23°С)	Значения для ненаполненных марок
Плотность	0,91-0,925 г/см3
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин)	8-13 МПа
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин)	118-350 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50 мм/мин)	100-150 %
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом)	NB
Удельное поверхностное электрическое сопротивление	1014-1015 Ом
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%)	0,01 %

Структура потребления полиэтилена в различных секторах промышленности, %

Пленки и листы	60-70
Изоляция электрических проводов	5-9
Трубы и профилированные изделия	1-3
Изделия, полученные литьем под давлением	10-12
Изделия, полученные выдуванием	1-5
Экструзионные изделия	5-10
Прочие изделия	1-8

Изоляция электрических проводов из полиэтилена.

Высокие диэлектрические свойства полиэтилена и его смесей с полиизобутиленом, малая проницаемость для паров воды позволяют широко использовать его для изоляции электропроводов и изготовления кабелей, применяемых в различных средствах связи (телефонной, телеграфной), сигнальных устройствах, системах диспетчерского телеуправления, высокочастотных установках, для обмотки проводов двигателей, работающих в воде, а также для изоляции подводных и коаксиальных кабелей.

Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по сравнению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений.

В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами.

Пленки и листы из полиэтилена.

Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП. Листы ПЭ-пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м.

Кроме тонких пленок, выпускается полиэтилен в листах, толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования.

Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).

Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.

Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.

Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань.

Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок — мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.

На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм.

ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления.

Трубы и трубная продукция из полиэтилена

Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки.

Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.

Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.

Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60°С, а из ПЭВП — до 100°С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60°С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии.

Формование и литьевые изделия из полиэтилена.

Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С. Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п.

Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтилена объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.

Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена. С привлечением растворных технологий получают ЛПЭНД, для высококачественных упаковочных пленок, марки полиэтилена для изготовления изделий методами литья и ротационного формования. Газофазным методом производят марочный ассортимент полиэтилена, предназначенный для изготовления товаров народного потребления.

Советы по уходу за газоном

poltavhim.pl.ua

ТУ 2211-145-05766801-2008. Полиэтилен. Технические условия.

При проведении контроля качества допускается применение аналогичных приборов, посуды, аппаратуры, реактивов отечественного и импортного изготовления с техническими и метрологическими характеристиками, обеспечивающими точность измерений в соответствии с требованиями настоящих технических условий,

4.1 Образцы для испытаний изготавливают литьем под давлением из пробы, отобранной по 3.3.

Литьем под давлением образцы изготавливают при температуре цилиндра литьевой машины (210–250) °C и удельном давлении не менее 78,5 МПа (800 кгс/см2). Для испытания отбирают образны, изготовленные при установив­шемся режиме литья.

Образцы перед испытанием кондиционируют при (23±2) °C и относитель­ной влажности (50±5) % по ASTM D 618. Время кондиционирования указано в ме­тодах испытания. При серийном контроле допускается время кондиционирования не менее 24 часов.

4.2 Определение показателя текучести расплава

Показатель текучести расплава определяют но ASTM D 1238 на экструзионном пластомере с внутренним диаметром капилляра (2,095±0,005) мм при темпера­туре (230,0±0,2) °C и массе груза 2,16 кг.

4.3 Определение модуля упругости при изгибе

Модуль упругости при изгибе определяют по ASTM D 790 по методу А на об­разцах типа 1 по ASTM D 638 толщиной (3,2±0,2) мм.

Перед испытанием образцы кондиционируют при температуре (23±2) °C и относительной влажности (50+5) % в течение не менее 40 ч. Испытание проводят при тех же условиях и скорости движения наконечника 1,27 мм/мин.

4.4 Определение ударной вязкости по Изоду

Ударную вязкость по Изоду определяют по ASTM D 256, метод А, на образцах размером (63,5±2,0)x(12,7±0,2)x(3,2±0,1) мм.

Образцы для испытаний готовят в соответствии с 4.1. После кондиционирова­ния в течение не более 16 часов на образцы наносится надрез. Перед проведением испытаний изготовленные образцы кондиционируют при температуре (23±2) °C и относительной влажности (50±5) % не менее 40 часов. При температуре испытания, отличной от (23±2) °C, образцы кондиционируют при температуре (23±2) °C, а затем при температуре испытания не менее 1 часа и не более 5 часов перед испытанием.

4.5 Определение текучести при растяжении и относительного удлинения при разрыве

Предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяют по ASTM D 882.

Определение проводят на образцах типа 1 толщиной (3,2±0,2) мм, изготовлен­ных в соответствии с 4.1. Перед испытанием образцы кондиционируют при темпера­туре (23±2) °C и относительной влажности (50±5) % в течение не менее 40 ч. Ис­пытания проводят при тех же условиях и скорости раздвижения зажимов машины 50 мм/мин.

4.6 Определение гигиенических показателей проводят согласно приложению 2 ГН 2.3.3.972-00.

4.7 Определение запаха, привкуса модельных сред проводят согласно Инст­рукции по исследованию изделий из полимерных и других синтетических мате­риалов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами № 880-71.

4.8 Определение количества и размеров гелей

Метод заключается в оценке количества и размеров гелей на участке полиэтиленовой пленки, определенной длины, путем сопоставления размеров гелей, нахо­дящихся на спроецированном участке пленки с размерными линиями, нанесенными на белую настенную таблицу.

4.8.1 Средства измерения, вспомогательные устройства, материалы и реактивы

При выполнении измерений применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы:

• экструдер «Collin E 30 M», имеющий следующие характеристики:
  • диаметр шнека, мм, 30;
  • соотношение длина/диаметр (L/D), 25;
  • длина шнека, мм, 25D;
  • коэффициент сжатия, мм, 2,98;
  • длина зоны дозирования (гомогенизации), мм, 11D;
  • длина зоны плавления (сжатия), мм, 6D;
  • длина зоны питания (подачи), мм, 8D;
• индивидуальный привод для пленок марки «Collin», состоящий из:
  • установки валков длиной 230 мм, охлаждаемых водой с помощью термостата, включающей в себя два валка диаметром 144 мм, привода для регули­рования толщины пленки и резинового валка;
  • универсального узла наматывания рулонов длиной 230 мм, вклю­чающего в себя пять валков, два резиновых валка, намоточную машину и два инди­видуальных привода;
• проекционная установка QUADRA 400YES с лампой мощностью 400 Вт и объективом с линзами Vario;
• белая настенная таблица, на которую должны быть нанесены размерные линии («классы гелей»). Распределение гелей по классам в зависимости от их раз­мера и типа полимера приведено в таблице 2 (10.1);
• линейка измерительная;
• ножницы для обрезания пленки.

4.8.2 Подготовка к выполнению измерений

4.8.2.1 Установка проектора и таблицы

Устанавливают проектор так, чтобы на него не попадал солнечный свет. Рас­полагают таблицу на стене на таком расстоянии, чтобы получить минимальное увеличение 10:1 (примерно 1,5÷2 м от проектора). Требуемые фокусировку и увеличе­ние проверяют с помощью полоски бумаги, проектируемой на стену.

4.8.2.2 Подготовка экструдера

Подготовку экструдера проводят в соответствии с инструкцией по эксплуа­тации, прилагаемой к прибору. Режим работы устанавливают в зависимости от марки анализируемого полипропилена. Условия получения пленки для разных ма­рок полипропилена приведены в таблицах 5.1–5.4.

Перед началом выполнения измерений для очистки экструдера необходимо проэкструдировать полимер, не содержащий гелей и посторонних включений, в течение не менее 30 мин. Масса пробы полимера - 2,0÷З,0 кг.

Таблица 5.1 - Условия получения пленки из гомополимеров пропилена и блоксополимеровНаименование параметраПТР, г/10 мин (230 °C, 2,16 кг)Менее 3,03,0 – 15,0Более 15,0

Температура, °C:
1 зона	220	190	180
2 зона	240	210	200
3 зона	240	220	200
4 зона	260	240	210
5 зона	260	240	210
6 зона	260	240	210
7 зона	260	240	210
8 зона	260	240	210
9 зона	260	240	210
Температура экструзионной головки, °C	260	240	210
Температура охлажд. валков, °C	15–25	15–25	15–25
Толщина пленки, мм	0,05	0,05	0,05
Скорость перемещения пленки, м/мин	7	7	7

Таблица 5.2 - Условия получения полипропиленовой пленки из статистического сополимераНаименование параметраПТР, г/10 мин (230 °C, 2,16 кг)Менее 4,04,0 – 15,0Более 15,0

Температура, °C:
1 зона	220	220	200
2 зона	240	240	220
3 зона	280	240	220
4 зона	290	260	240
5 зона	290	260	240
6 зона	290	260	240
7 зона	290	260	240
8 зона	290	260	240
9 зона	290	260	240
Температура экструзионной головки, °C	290	260	240
Температура охлажд. валков, °C	15–25	15–25	15–25
Толщина пленки, мм	0,05	0,05	0,05
Скорость перемещения пленки, м/мин	7	7	7

Таблица 5.3 Условия получения пленки из бимодального полипропиленаНаименование параметраПТР, г/10 мин (230 °C, 2,16 кг)Менее 4,04,0 – 15,0Более 15,0

Температура, °C:
1 зона	230	220	200
2 зона	250	240	220
3 зона	270	240	220
4 зона	290	260	240
5 зона	290	260	240
6 зона	290	260	240
7 зона	290	260	240
8 зона	290	260	240
9 зона	290	260	240
Температура экструзионной головки, °C	290	260	240
Температура охлажд. валков, °C	15–25	15–25	15–25
Толщина пленки, мм	0,05	0,05	0,05
Скорость перемещения пленки, м/мин	7	7	7

Таблица 5.4 - Условия получения пленки из тройного сополимера (этилен, пропилен, бутен-1)Наименование параметраПТР, г/10 мин (230 °C, 2,16 кг)Менее 1,0Более 1,0

Температура, °C:
1 зона	210	190
2 зона	230	210
3 зона	250	230
4 зона	260	240
5 зона	260	240
6 зона	260	240
7 зона	260	240
8 зона	260	240
9 зона	260	240
Температура экструзионной головки, °C	260	235
Температура охлажд. цилиндров, °C	15–25	15–25
Толщина пленки, мм	0,05	0,05
Скорость перемещения пленки, м/мин	7	7

4.8.3 Выполнение измерений

4.8.3.1 Экструдирование анализируемой пробы полимера до начала анализа проводят в течение не менее 30 мин. Масса пробы полимера - 2,0÷3.0 кг.

4.8.3.2 Для анализа отбирают 10 проб пленки размером 130x7,5 см. Из десяти образцов пленки для анализа отбирают любых пять образцов.

4.8.3.3 На анализируемом образце пленки отмечают последовательно два участка - 25 см и 100 см.

4.8.3.4 Включают проектор, при необходимости проверяют и настраивают фокусировку.

4.8.3.5 Образец пленки с отметками устанавливают в проектор и просматри­вают спроецированное изображение пленки на настенной таблице.

На участке длиной 100 см определяют гели размером более 0,5 мм, на участ­ке длиной 25 ем определяют все гели размером 0,1 мм и более - для статистических сополимеров и 0,2 мм и более - для гомополимеров и блокеоподимеров.

Размеры гелей определяют, сравнивая их с размерными линиями, нанесен­ными на белую настенную таблицу.

Если гели имеют неправильную форму, то их учитывают по наибольшему размеру при условии, что наименьший размер 0,2 мм или более (включения мень­шего размера не учитывают). Определяют непосредственно размер геля, след от него не учитывают.

При определении размера геля с вытянутым «хвостом», учитывают и «хво­стовую» часть, имеющую толщину 0,2 мм и более.

Двойные включения рассматривают вместе, при условии, что каждое из них 0,2 мм и более (если менее, то учитывают только одно).

В сомнительных случаях при определении класса геля (для граничных зна­чений размеров) рассматриваемый гель включают в более низкий класс.

Царапины, пыль на пленке, включения, которые не движутся вместе с плен­кой (грязный проектор), дефекты по краю пленки и гели меньше 0,1 мм не учитыва­ют. Количество и размер гелей, включений записывают в отчет.

Примечание - При наличии следующих условий возможны неточности при оценке размеров гелей:

• использование негранулированных проб дает более высокое содержание гелей, чем в том же продукте после экструзии;
• недостаточная чистота экструдера;
• плохое качество пленки - царапины, метки на поверхности;
• грязный проектор;
• неправильная регулировка фокуса проектора и расстояния до таблицы;
• недостаточное освещение.

4.8.4 Обработка результатов измерений

4.8.4.1 Расчет количества гелей каждого класса

Количество гелей (N0, шт/м2), определенного класса, рассчитывают по фор­муле

\(N_0 = \frac{A}{S},\)

где

• А - общее количество гелей определенного размера на пяти кусках пленки длиной 1м, шт;
• S - общая площадь пяти кусков пленки, м2.

Классификация гелей в зависимости от типа полимера приведена в таблице 6.

Таблица 6 - Распределение гелей по классамТип полимераНомер класса гелейIIIIIIIV

Гомополимер, блоксополимер,	≥ 0,2 мм	0,7–1,5 мм	1,5–2,5 мм	> 2,5 мм
Статистический сополимер	≥ 0,1 мм	0,5–0,7 мм	0,7–1,5 мм	> 1,5 мм
Бимодальный полимер	≥ 0,2 мм	0,7–1,5 мм	1,5–2,5 мм	> 2,5 мм

4.8.4.2 Расчет содержания гелей

Общее количество гелей (N01, шт/м2) рассчитывают по формуле:

\(N_{01} = \frac{A_1}{S_1},\)

где

• А1 - общее количество гелей размером более 0,2 мм для гомо- и блоксополимеров и более 0,1 мм - для статистических сополимеров, подсчитанных на участке длиной 25 см на пяти кусках пленки, шт;
• S1 - общая площадь пяти испытываемых кусков пленки длиной 25 см, м2.

4.8.4.3 Фон пленки характеризуют как однородный, если пленка гомогенная, без полосок и разводов.

4.9 Определение показателя текучести расплава в пределах партии

Для определения разброса показателя текучести расплава в пределах партии отбирается не менее 5 точечных проб равномерно по партии при расфасовке всего количества продукта из одной партии. Определяют показатель текучести расплава каждой точечной пробы по 4.2.

Рассчитывают среднее арифметическое значение показателя текучести рас­плава (Xср), в г/10 мин по формуле:

\(X_{ср} = \frac{X_1 + X_2 + X_3 + \dots + X_{n-1} + X_n}{n},\)

где

• Х1, Х2, Х3, Хn-1, Хn - значение показателя текучести расплава точечных проб, г/10 мин;
• n - число точечных проб.

Разброс значений показателя текучести расплава (X), в % вычисляют по фор­муле:

\(X = \frac{\left( X_{max} - X_{min} \right) \cdot 100}{2 \cdot X_{ср}},\)

где

• Xmax - максимальное значение показателя текучести расплава, г/10 мин;
• Xmin - минимальное значение показателя текучести расплава, г/10 мин;
• Xср - среднее арифметическое значение показателя текучести расплава, г/10 мин.

elarum.ru

Полиэтилен

Полный классификатор марок и свойств полиэтилена Производители и цены Полиэтиленовые изделия и продукция Оборудование для получения и переработки полиэтилена Книги и журналы о полиэтилене

Фотографии

Видео Процесс производства полиэтилена Исторические факты Перспективы и прогнозы развития

Краткие характеристики и свойства:

ПОЛИЭТИЛЕН - термопластичный полимер, являющийся продуктом полимеризации этилена и представляющий собой полупрозрачный, химически инертный, малопластичный материал с высокими электроизоляционными свойствами [-Ch3-Ch3-]n. Полиэтилен - полимер, получаемый полимеризацией этилена:

nCh3=Ch3                 (-Ch3-Ch3)n Радикальную полимеризацию этилена проводят при высоком давлении (120-150МПа) и при 300-350 С. В качестве инициатора радикальной реакции используют кислород. Таким способом получают полиэтилен высокого давления (ПЭНП) или в отечественной номенклатуре  (ПЭВД) со степенью полимеризации примерно 50000. Полученный полимер имеет разветвленную структуру и низкую плотность. Плотность 910-935 кг/м3. Выпускают стабилизированным и в виде гранул.

Если  полимеризация провидится путем пропускания этилена через инертный растворитель, содержащий суспензию катализатора - TiCl4 и  Al(C2H5)3, то процесс протекает при температуре 60 С и под давлением порядка 500кПа. В этих условиях получают полиэтилен строго линейной структуры со степенью полимеризации до 300 000. Полученный полимер полиэтилен низкого давления (ПЭВП) или отечественная  номенклатура (ПЭНД) обладает большой плотностью, большой прозрачностью и растяжимостью. Полиэтилен - прозрачный материал, обладает высокой химической. Он термопластичен (температура размягчения 100-130 С), плохо проводит тепло. В настоящее время, кроме уже ставших традиционными ПЭНП и ПЭВП, производятся сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), высокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (ВМПЭВП), сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА), с пропиленом (СЭП) и ряд других марок.

Применение полиэтилена весьма широко - от труб диаметром до 1500мм до микронных капилляров, пленок толщиной от 3-5мкм до 200-500мкм и шириной полотна до 40м.На основе полиэтилена получают волокна с модулем упругости до 250 ГПа.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА

Свойства	ПЭНП	ПЭВП	СВМПЭ
	ПЭВП	ПЭНД	ПЭСД
Плотность, кг/м3	918-935	945-955	960-970	940
Температура плавления, С	105-115	130-135	130-135	125-135
Температура размягчения, С	60-65	80-90	80-100	110-120
Молекулярная масса промышленных марок, 10-4	2-5	7-35	4-7	350-600
Модуль упругости при изгибе, МПа	80-260	1000-1200	1070-1100	1070-1100
Разрушающее напряжение, МПа при: растяжении изгибе
10-16	22-32	25-38	28-32
12-17	20-35	25-40	30-40
Относительное удлинение, %	150-600	400-800	200-800	400-500
Ударная вязкость, кДж/м2	Образец не ломается
Твердость по Бринеллю, МПа	15-25	45-60	55-60	40-50
Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)	2,1-2,8	2,3-2,7	2,3-2,7	2,5-2,9
Коэффициент температуропроводности, Вт/(м*К)	0,2-0,3	0,27	0,27	0,28
Коэффициент линейного расширения, 104 град-1	2,2-2,5	2	2	2
Показатель текучести расплава, г/10 мин	0,2-20	0,1-15	0,2-10	0,2-0,3

При обозначении базовых марок ПЭВД (ПЭНП) первая цифра указывает на способ производства (1-высокое давление при полимеризации). Две последующие цифры обозначают метод производства базовой марки. При использовании автоклавного метода порядковые номера от 1 до 49,  при методе с использованием трубчатого реактора - от 50 до 99. Четвертая цифра указывает на способ усреднения полимера: холодным смешиванием - 0, в расплаве - 1. Пятая цифра обозначает группу плотности ПЭВД: 1 -900-909 кг/м3                 4 -922-926 кг/м3 2 -910-916 кг/м3                 5 -927-930 кг/м3 3 -917-921 кг/м3                 6 -931-939 кг/м3

Цифры, расположенные после тире, указывают на значение показателя текучести расплава (ПТР), увеличенное в 10 раз. Например, обозначение 10703-020 показывает, что это базовая марка  ПЭВД (1), полученная автоклавным  синтезом (07), усредненная холодным смешением гранул (0) и с плотностью третьей группы (3). ПТР этой марки составляет 2г/10 мин.

Композиции на основе базовых марок обозначается иначе. Первые три цифры показывают базовую марку (без ее расшифровки), а цифры после тире - номер рецептуры добавки. Например, 153-171 - композиция, приготовленная на основе базовой марки 153, т.е. ПЭВД (1), синтез в трубчатом реакторе (53), номер рецептуры добавки 171 (самозатухающая, стойкая к термофотоокислительному старению).

ПЭНД (ПЭВП) получают с использованием катализаторов ЦИГЛЕРА-НАТТА при сравнительно низком давлении (0,3-4,0 МПа), суспензионным, а также газофазным методом при среднем давлении. Последнее является основанием для обозначения этого продукта  «ПЭСД», что носит определенную путаницу в отечественную номенклатуру. Температура плавления 125-132 С, молекулярная масса = 70-350 тыс. плотность 945-975 кг/м3. Выпускается  стабилизированным в виде гранул или зернистого порошка.

Структурная особенность ПЭНД состоит в линейности его молекулярной организации. Поэтому содержание кристаллической фазы в ПЭНД достигает 80%,  она имеет развитую морфологию (пачки, фибриллы, ламели, сферолиты). ПЭНД  относится к кристаллизующим полимерам. Благодаря  большей, чем в аморфной фазе, плотности упаковки макромолекул  в кристаллитах повышается и физическая плотность ПЭНД, достигающая 970 кг/м3. Соответственно изменяются и характеристики. Возрастают деформационно - прочностные свойства, по значению которых ПЭНД  приближается к конструкционным пластмассам, увеличиваются температура размягчения и температура кристаллизации (плавление), растет модуль упругости и твердости. Введение  в ПЭНД  армирующих волокнистых наполнителей позволяет использовать этот материал для изготовления емкостей и оболочек, а также изделий ответственного назначения. Свойственная полиэтиленам высокая химическая стойкость позволяет использовать некоторые марки ПЭНД  в эндопротезировании,  в производстве изделий биотехнологической и пищевой промышленности. Маркировка базовых разновидностей суспензионного полиэтилена совпадает с рассмотренной ранее.. Первая цифра (2) указывает  на синтез при низком давлении, а значит с использованием металлоорганических катализаторов. Две последующие цифры обозначают номер базовой марки (1-10), четвертая и пятая цифры -способ усреднения и группу плотности, а цифры после  тире - десятикратно увеличенное  значение ПТР. Например, марка 203-23 представленна на основе суспензионного ПЭНД (2) и базовой  марки 03 с добавкой 23, придающей антикоррозионные свойства и стойкость к свето- и термоокислительной деструкции. Газофазный ПЭНД  обозначается базовыми марками 71-77, а композиции на его основе цифрами номеров после тире. Например, марка 273-81 означает композицию на основе газофазного ПЭНД (273) с термостабилизатором (81) черного цвета, обеспечивающим повышенную стойкость к старению при эксплуатации.

СЭП - сополимер этилена с пропиленом обладает повышенной устойчивостью к растрескиванию и эластичностью при большой механической прочности по сравнению с ПЭВД. СЭП применяется в кабельной промышленности для производства изделий литьем под давлением, экструзией и экструзионно - раздувным формованием (бутыли, флаконы, канистры, трубы).

СЭВ (СЭВИЛЕН) - сополимер этилена с винилацетатом, различающиеся содержанием винилацетата, который варьируется в диапазоне 10-60%. СЭВИЛЕН - характеризуется прозрачностью, нетоксичностью, устойчивостью к старению и стабильностью при переработке.

Механическая стойкость полиэтиленов к кислотам и растворителям:

Полиэтилены	Н2SO4 20-60%	HNO3 50%	HCl  до 37%	Ацетон	Этанол	Бензол	Фенол
ПЭВД (ПЭНП)	3	2	2 , 3	2 , 3	3	1	3
ПЭНД (ПЭВП)	3	1 , 2	3	2 , 3	3	2	3

Теплофизические свойства полиэтиленов:

Полиэтилены	Теплопроводность, λ, Вт/(м*К)	Теплоемкость, с, кДж/(кг*К)	Температуропроводность, a*107, м2/с	Средний КЛР (β*105),К-1
ПЭВД (ПЭНП)	0,32-0,36	1,8-2,5	1,3-1,5	21-55
ПЭНД (ПЭВП)	0,42-0,44	2,9-2,1	1,9	17-55

Диэлектрическая проницаемость полиэтиленов:

Полиэтилены	έ  при  v, Гц
50	103	106
ПЭВД (ПЭНП)	2,28	2,28	2,2
ПЭНД (ПЭВП)	2,3	2,3	2,3

Показатели пожароопасности полиэтиленов:

Полиэтилен	Температура, С	Теплота сгорания
	Тв	Тсв	МДж/кг
Полиэтилен	306	417	44-47

(Тв-температура воспламенения, Тсв-температура самовоспламенения)

Особенности горения полиэтиленов:

ПЭНД, ПЭВД - горит в пламени при удалении Окраска пламени - голубое, яркосветящееся с желтой верхушкой, середина пламени голубая. Характер горения - небольшое количестве копоти, без образования сажи, расплав капает, капли горят. Запах - горящего парафина (потухшей свечи) 

Основные предприятия-изготовители полиэтилена в России и СНГ

Полиэтилен	Торговая марка	Изготовитель
Полиэтилен высокого давления (полиэтилен низкой плотности)	ПЭВД, (ПЭНП), LDPE	Ангарский завод полимеров (Ангарск) Томский нефтехимический завод (Томск) Казаньоргсинтез (Казань) Завод композиционных материалов (Томск) Завод Сэвилен (Казань) Полимер (Новополоцк, Беларусь)
Полиэтилен низкого и среднего давления (полиэтилен высокой плотности)	ПЭНД, (ПЭВП), ПЭСД, HDPE, MDPE, Ставролен, Лукотен	Ставролен (Лукойл-Нефтехим) Томский нефтехимический з-д Казаньоргсинтез
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен	СВМПЭ, PE-UHMW	Томский нефтехимический завод опытное производство
Сэвилен	Сэвилен, EVA	Завод Сэвилен (Казань)

Основные зарубежные аналоги отечественных марок полиэтилена:

Полиэтилен	Торговая марка	Фирма
Полиэтилен низкой плотности ПЭНП(полиэтилен высокого давления ПЭВД) LDPE	Vordian Polyethyiene	Vordian
Tipolen	Tiszai Vegyi Kombinat (TVK)
Stamylan LD	SABJC Euro Petrochemicals
Riblene	Polimeri Europa
Noovapol	NOVA Chemicals
Lupolen	Basell
Indothene	Indian Petrochemicals
J-Rex LD	Japan Polyolefins
Halene-L	Haldia Petrochemicals
Escorene-LD	Exxon Mobil Chemia
Hostalene	Bayer
Полиэтилен высокой плотности ПЭВП (полиэтилен низкого давления ПЭНД) HDPE	ПЭВП	Zemid Du Pont
Iuclear	SK Chemicals
Xylox	Xylox Nort Americ
Thai-zex	Bangkok Polyethelene
Nihtlin	Tiszai Vegyi Kombinat (TVK)
Stamylan-HD	SABIC Ero-Petrochemicaks
Relene	Rtlinct Indastries
Pilene	NOCI
Lupolen	Basell
Indothene-HD	Indian Petrochemicals
J-Rex LD	Japan Polyolefins (JPO)
Halene-H	Haldia Petrochemical
Finathene	ATOFINA
Eraclent	Polymeri Eropa
Escorene-HD	Axxon Mobil Chemical
Eltex	BP Solvay Polyethylene
Alrathene	Lucite International, Qenos
Baylon	Bayer
СВМПЭ (LLDPE)	Alratuff	Qenos
Clearflex	Polymeri Europa
Dowlex	DOW
Excced	Exxon Mobil Chemical
Evolue	Mitsui Petrochemical
Formolene	Formosa Plastics
G-Lene	Gail
Harmorex LL; J-Rex LL	Japan Polyolefins
Innovex	BP Solvay Polyethylene
Ladene	SABIC
Marlex	Chevron Phillipc Chemical
Niprolon-L; Niprolon-Z	Tosoh
Reclair	Reliance Indactries
Rexell	Huntsman Chemical
Sclear	NOVA Chemicals
Stamylan LL	Sobic Euro Petrochemicals
Sumirathene-L	Sumitomo Chemical
Vitzex	Mutsui Petrochemical
Voridian HCP (HXP)	Voridian
СЭВА (EVA)	Ateva	AT Plastics
EBAC	Voridian
Elvax	Du Pont
Escorene	Exxon Mobil Chemical
Evaflex	Mitsui Petrochemical
Evatate	Sumitomo Chemical
Evateno	Politeno
GrRenflex	Polymeri Europa
Miravithen	Lenna
Nipiflex	Tosoh
Ultrathene	Equistar

Температурные характеристики полиэтилена:

Полиэтилен	Предел рабочих температур	Теплостойкость по Мартенсу, С	Температура плавления, С
верхний	нижний
Полиэтилен высокого давления ПЭВД (ПЭНП)	60-70	-45	-	100-108
Полиэтилен низкого давления ПЭНД (ПЭВП)	70-80	-60	-	120-135

Пределы изменений механических свойств полиэтиленов:

Наименование полиэтилена	Предел прочности, МПа	Относительное  удлинение, %	Модуль упругости, МПа	Твердость, МПа	Ударная вязкость, кДж/м2
σв	σсж	σи	ε	Ε*10-3	Εи*10-3	НВ	а	а1
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) (ПЭНП)	10-17	12	12-17	50-600	-	0,12-0,26	14-25	-	-
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) (ПЭВП)	18-35	20-36	20-38	250-1000	-	0,65-0,93	44-52	-	2-150

Краткое описание, методы переработки, основное назначение, качественная оценка свойств полиэтилена и специфические особенности

Полиэтилен высокого давления ПЭВД (низкой плотности)следующих марок:

15303-003, 15602-008, 15902-020, 16802-070*, 17602-006, 17702-010, 17802-015, 18002-030, 18102-035*, 18202-055, 18302-120*

Нейтральный материал кристалической структуры с низким водопоглощением, стабилен во влажной среде, невысокие показатели прочности, значитиельное удлинение при растяжении, эластичный материал, стойкий к растрескиванию, хорошие диэлектрические показатели. Химически стоек к агресивным средам и органическим растворителям за исключением бензина, бензола, хлороформа и четыреххлористого углерода, нетоксичен

Методы переработки: Литье под давлением. Центробежное литье. Экструзия. Раздувка. Пневматическое, вакуумное формование. Штамповка. Механическая обработка резанием, сверлением, фрезерованием и т.д. Сварка при расплавлении горячим воздухом. Пресование. Вихревое и другие виды напыления

Основное назначение: Заглушки, пробки, пленочные изделия, емкости, электроизоляционные материалы защитные антикорозионные и декоративные покрытия

Полиэтилен низкого давления ПЭНД (высокой плотности) следующих марок:

20106-001, 20206-002, 20306-005, 20406-007, 20506-007, 20606-012, 20706-016, 20806-024, 20906-040, 21006-075*

Нейтральный материал кристалической структуры, большее содержание кристалической фазы, выше плотность, механическая прочность и теплостойкость, чем у ПЭВД, хорошие диэлектрические свойства. Химически стоек, более стоек к бензину, бензолу, хлороформу, чем ПЭВД

Методы переработки: Литье под давлением. Центробежное литье. Экструзия. Раздувка. Пневматическое, вакуумное формование. Штамповка. Механическая обработка резанием, сверлением, фрезерованием и т.д. Сварка при расплавлении горячим воздухом. Пресование. Вихревое и другие виды напыления

Основное назначение: Детали машин, корпусные детали, приборостроение, трубы, фитинги, емкости, электроизоляционные материалы, пленки, покрытия.

Фотографии полиэтилена:

Фотография полиэтилена серого цвета

poliamid.ru

---

Смотрите также

• 
  Перелом ребра вред здоровью
• 
  Ушиб переносицы у ребенка последствия
• 
  Что делать при переломе ребра в домашних условиях
• 
  Растяжение ахилла сроки восстановления
• 
  Перелом головки лучевой кости
• 
  Дыхательная гимнастика при переломе ребер человека
• 
  Снятие гипса после перелома руки
• 
  Испытание бетона на растяжение
• 
  Перелом тазобедренной кости в пожилом возрасте последствия
• 
  Ушиб правого бока при падении
• 
  Компресс из лука при ушибе