Полиэтилен высокой плотности
Полиэтилен высокой плотности ( ПЭВП ) или полиэтилен высокой плотности ( ПЭВД ) представляет собой термопластичный полимер, получаемый из мономера этилена . Его иногда называют «алкатеном» или « полиэтиленом », когда он используется для труб HDPE . [1] Благодаря высокому соотношению прочности и плотности HDPE используется в производстве пластиковых бутылок , устойчивых к коррозии труб, геомембран и пластиковых пиломатериалов . имеет цифру «2» ПЭВП обычно перерабатывается, и его идентификационный код смолы .
В 2008 году мировой рынок ПНД достиг объёма более 30 миллионов тонн. [2]
Характеристики
[ редактировать ]| Плотность | 961 кг/м 3 |
|---|---|
| Температура плавления | 131,8 ° С (269,24 ° F) |
| Температура кристаллизации | 121,9 ° С (251,42 ° F) |
| Скрытая теплота плавления | 188,6 кДж/кг. |
| Теплопроводность | 0,54 Вт/м°С. при °С. |
| Удельная теплоемкость | от 1331 до 2400 Дж/кг-К |
| Удельная теплоемкость (твердого тела) | 2,9 кДж/кг. °С. |
| Кристалличность | 61% |
HDPE известен своим высоким соотношением прочности и плотности. [4] Плотность ПНД колеблется от 930 до 970 кг/м. 3 . [5] Хотя плотность ПЭВП лишь незначительно выше, чем у полиэтилена низкой плотности , ПЭВП имеет небольшое разветвление , что придает ему более сильные межмолекулярные силы и прочность на разрыв (38 МПа против 21 МПа), чем ПЭВД. [6] Разница в прочности превышает разницу в плотности, что придает ПЭВП более высокую удельную прочность . [7] Он также более твердый и непрозрачный и может выдерживать несколько более высокие температуры (120 °C/248 °F в течение коротких периодов времени). Полиэтилен высокой плотности, в отличие от полипропилена , не выдерживает нормально необходимых условий автоклавирования . Отсутствие разветвлений обеспечивается соответствующим выбором катализатора (например, катализаторов Циглера-Натта ) и реакции условий .
ПЭВП устойчив ко многим различным растворителям , и его чрезвычайно сложно склеить; Соединения обычно выполняются сваркой.
Физические свойства ПЭВП могут различаться в зависимости от процесса формования, используемого для изготовления конкретного образца; в некоторой степени определяющим фактором являются международные стандартизированные методы испытаний, используемые для определения этих свойств для конкретного процесса. Например, при ротационном формовании для определения стойкости образца к растрескиванию под воздействием окружающей среды испытание на постоянную растягивающую нагрузку с надрезом (NCTL). используется [8]
Благодаря этим свойствам трубы из ПЭВП идеально подходят для питьевой воды. [9] и сточные воды (ливневые и канализационные). [10]
Приложения
[ редактировать ]-
Волокна HDPE можно сплести в веревку -
Одноразовые костюмы; нетканое полотно HDPE -
-
Пластиковые почтовые конверты -
Гибкие трубы ПНД -
Установка гофрированных труб HDPE в проекте ливневой канализации в Мексике -
Моноблочный стул -
Ящики для бутылок -
Игрушки и игровое оборудование -
Прозрачные пластиковые пакеты (на фото) изготовлены из ПЭВД; сумки для покупок с ручками, изготовленные методом выдувной пленки, теперь изготавливаются из полиэтилена высокой плотности (HDPE) -
ПЭВП используется для изготовления прочных бутылок, устойчивых к воздействию масел. Прозрачные бутылки обычно изготавливаются из других пластиков, например полиэтилентерефталата. -
Молочник -
из ПЭВП Канистры устойчивы к размягчению и набуханию от ароматических компонентов топлива. -
Ролик на входном коврике из полиэтилена высокой плотности
HDPE имеет широкий спектр применения; для применений, свойства которых соответствуют свойствам других полимеров, выбор в пользу использования ПЭВП обычно является экономичным:
- 3D printer filament
- Доска арены (доска для шайб) [11]
- Рюкзаковые рамы
- Баллистические пластины
- Баннеры
- Крышки для бутылок
- Лодки
- Химические контейнеры
- Химически стойкие трубопроводы
- коаксиального кабеля Внутренний изолятор
- Защита кабелепровода для электрических или коммуникационных кабелей
- Защита от коррозии стальных трубопроводов
- Электрические и сантехнические коробки
- дальнего ИК диапазона Линзы
- Фейерверк
- Складные стулья и столы
- Контейнеры для хранения продуктов
- Топливные баки для автомобилей
- Геомембрана для гидравлических применений (например, каналов и укреплений берегов)
- Геотермальные системы трубопроводов для теплопередачи
- Жаростойкие минометы для фейерверков
- Обертка для дома ( Тайвек )
- Судно на воздушной подушке : материал слишком тяжелый и плотный для такого судна, но все же иногда используется.
- от ионизирующего излучения Защитный экран [12] [13]
- Контейнеры для стирального порошка
- Багаж перевели из металла в Индии
- Держится за обувь
- Окна микроволнового телескопа
- Молочники
- природного газа Трубопроводные системы распределения [14]
- Трубопроводы для жидкостей, шламов и газа
- Пластиковые пакеты
- Пластиковые бутылки, пригодные как для переработки, так и для повторного использования.
- Пластическая хирургия (реконструкция скелета и лица) [15]
- Водопровод с питьевой водой [9]
- Корневой барьер
- Бутылки шампуня
- Канализационная сеть [10]
- для сноуборда Рейлинги и боксы
- Каменная бумага
- Навесы для хранения
- Установка бассейна
- Коврики для контроля трекаута
- Телекоммуникационные каналы [16]
- Водопроводные трубы для бытового водоснабжения и сельскохозяйственных процессов [9]
- Древесно-пластиковые композиты (с использованием переработанных полимеров )
ПЭВП также используется для изготовления вкладышей в США , подзаголовок D на санитарных свалках где большие листы ПЭВП либо свариваются экструзией , либо свариваются клином, образуя однородный химически стойкий барьер с целью предотвращения загрязнения почвы , и грунтовых вод жидкостью. составляющие твердых отходов .
HDPE был впервые использован в Индии в 1974-1976 годах компанией Aristocrat Bag, детищем Jal Engineer. Это было впервые в мире. Samsonite использует ABS с 1960 года и продолжает это делать. Но HDPE в качестве замены металлическим багажникам был начат компанией Aristocrat, затем багаж Safari появился как отколовшаяся от Aristocrat единица. Третьим отколовшимся партнером, который обучился ремеслу, затем вытеснил изобретателя, купил компанию и продержался долгое время, был VIP-багаж. Сегодня только сафари- и VIP-компании продолжают производство в меньших масштабах. Сейчас поколение хочет ньюэйдж и супербрендов и не понимает ценности долговечности и производства.
в качестве минометов HDPE предпочтительнее, В сфере пиротехники чем стальные или ПВХ- трубы, поскольку он более долговечен и безопасен: HDPE имеет тенденцию рваться или рваться в случае неисправности, а не разбиваться и превращаться в шрапнель, как другие материалы.
Молочные бутылки, кувшины и другие полые изделия, изготовленные методом выдувного формования, являются наиболее важной областью применения полиэтилена высокой плотности, на которую приходится треть мирового производства, или более 8 миллионов тонн.
Прежде всего, Китай, куда бутылки для напитков из полиэтилена высокой плотности были впервые импортированы в 2005 году, является растущим рынком жесткой упаковки из полиэтилена высокой плотности в результате повышения уровня жизни в стране . В Индии и других густонаселенных развивающихся странах расширение инфраструктуры включает внедрение труб и изоляции кабелей из полиэтилена высокой плотности. [2] Материал получил пользу от дискуссий о возможных проблемах со здоровьем и окружающей средой, вызванных ПВХ и поликарбонатным ( BPA бисфенолом А ), а также о его преимуществах перед стеклом, металлом и картоном.
Производство
[ редактировать ]Промышленное производство ПЭВП из этилена происходит посредством полимеризации Циглера-Натта или суспензионного процесса Филлипса. В методе Циглера-Натта используется комбинация катализаторов, включая тетрахлорид титана, в контакте с газообразным этиленом для осаждения полиэтилена высокой плотности. [17] Аналогичным образом, в суспензионном процессе Филлипса используются катализаторы на основе диоксида кремния в контакте с быстродвижущейся суспензией углеводородов и полиэтилена для осаждения полиэтилена высокой плотности. [18]
Обработка определит свойства HDPE. Метод, используемый для синтеза ПЭВП, имеет решающее значение, поскольку микроструктура ПЭВП будет различаться. Процесс Phillips Slurry позволяет получать полиэтилен высокой плотности с меньшим разветвлением и более точными молекулярными массами, чем процесс Циглера, но процесс Циглера обеспечивает большую гибкость в выборе типа производимого полиэтилена. [18]
Молекулярная масса ПЭВП относится к длине полиэтиленовых цепей и помогает определить такие свойства, как гибкость, предел текучести и температура плавления. После образования осадка температура, давление и время охлаждения во время обработки будут определять степень кристалличности, при этом более высокая степень кристалличности приводит к большей жесткости и химической стойкости. [19] В зависимости от применения метод и этапы обработки могут быть скорректированы для достижения идеального результата.
После синтеза HDPE он готов к использованию в коммерческих продуктах. Методы промышленного производства изделий из полиэтилена высокой плотности включают литье под давлением для изготовления изделий сложной формы, например игрушек. Экструзионное формование используется для производства изделий постоянного профиля, таких как трубы и пленки. Выдувное формование предназначено для полых изделий, в частности бутылок и пластиковых пакетов. Ротационное формование используется для изготовления крупных бесшовных деталей, таких как химические бочки и каяки. [19] Метод, используемый во время обработки, зависит от требований к продукту, каждый из которых имеет свои преимущества для конкретного применения.
См. также
[ редактировать ]- Сшитый полиэтилен (PEX)
- Труба ПНД (ПНД)
- Полиэтилен низкой плотности (ПЭВД)
- Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)
- Полиэтилен средней плотности (MDPE)
- Филлипс Катастрофа
- Переработка пластика
- Полиэтилен (ПЭ)
- Идентификационный код смолы
- Стрейч-пленка
- Полиэтилен сверхвысокомолекулярного веса (СВМПЭ)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Материалы труб . level.org.nz
- ^ Перейти обратно: а б «Исследование рынка: полиэтилен ПНД» . Исследования Цересаны.
- ^ Араужо, младший; Уолдман, WR; Де Паоли, Массачусетс (1 октября 2008 г.). «Тепловые свойства композитов полиэтилена высокой плотности с натуральными волокнами: эффект связующего агента» . Деградация и стабильность полимеров . 93 (10): 1770–1775. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2008.07.021 . ISSN 0141-3910 .
- ^ Термоформование HDPE. Архивировано 5 февраля 2012 г. в Wayback Machine . Dermnet.org.nz
- ^ Типичные свойства полиэтилена (ПЭ) . Идес.com. Проверено 30 декабря 2011 г.
- ^ Ашкеланд, Дональд Р. (2016). Наука и инженерия материалов . Венделин Дж. Райт (7-е изд.). Бостон, Массачусетс. п. 594. ИСБН 978-1-305-07676-1 . OCLC 903959750 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ Сравните материалы: HDPE и LDPE . Makeitfrom.com. Проверено 30 декабря 2011 г.
- ^ www.rotomolding.org . Проверено 20 апреля 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Acu-Water | Водопроводные трубы из HDPE Blueline» . Системы трубопроводов Acu-Tech .
- ^ Перейти обратно: а б «Напорная труба для канализационных сетей» . Системы трубопроводов Acu-Tech .
- ^ «Пакетный картон (Листы ПНД)» . Профессиональный пластик . Проверено 24 декабря 2018 г.
- ^ АстроРад. Европейское космическое агентство . 25 января 2019 г.
- ^ Газа, Разван (14 июля 2018 г.). «Международная наука на борту Ориона EM-1: Полезная нагрузка радиационного эксперимента Matroshka AstroRad (MARE)» (PDF) . НАСА.gov . Проверено 27 августа 2019 г.
- ^ «Желтая труба высокого давления из полиэтилена высокой плотности Acu-Gas» . Системы трубопроводов Acu-Tech .
- ^ Dermnet.org.nz. Архивировано 12 апреля 2013 г. в Wayback Machine . Dermnet.org.nz (01.07.2011). Проверено 30 декабря 2011 г.
- ^ «Белый канал связи Acu-Comms» . Системы трубопроводов Acu-Tech .
- ^ «Катализатор Циглера-Натта | Полимеризация, олефины, алкилалюминии | Британника» . www.britanica.com . Проверено 16 ноября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Данн, А.С. (1990). «Принципы полимерных систем, 3-е изд. Фердинанд Родригес, Тейлор и Фрэнсис, Нью-Йорк, 1989. стр. xiv + 640, 35 фунтов стерлингов. isbn 0-89116-176-7» . Британский полимерный журнал . 23 (4): 361. doi : 10.1002/pi.1990.4980230411 . ISSN 0007-1641 .
- ^ Перейти обратно: а б Гассон, Питер К. (июнь 2011 г.). «Материаловедение и инженерия – восьмое издание. У. Д. Каллистер и Д. Г. Ретвиш, Джон Уайли и сыновья, Атриум, Южные ворота, Чичестер, Западный Суссекс, PO19 8SQ, Великобритания. 2010. 968 стр. Иллюстрировано. £ 47,99. ISBN 978-0-470 -50586-1" . Аэронавигационный журнал . 115 (1168): 388–389. дои : 10.1017/s0001924000005947 . ISSN 0001-9240 .
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
