Polyeteeni - mitä se on? Polyeteenin käyttö

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Mikä on polyeteeni? Mitkä ovat sen ominaisuudet? Miten polyeteeniä valmistetaan? Nämä ovat erittäin mielenkiintoisia kysymyksiä, joita käsitellään ehdottomasti tässä artikkelissa.

Yleistä tietoa

Polyeteeni on kemiallinen aine, joka on hiiliatomien ketju, joista jokaiseen on kiinnittynyt kaksi vetymolekyyliä. Huolimatta samasta koostumuksesta, on edelleen kaksi muutosta. Ne eroavat rakenteeltaan ja vastaavasti ominaisuuksiltaan. Ensimmäinen on lineaarinen ketju, jossa polymeroitumisaste ylittää luvun viisi tuhatta. Toinen rakenne on 4-6 hiiliatomin haara, joka on kiinnittynyt pääketjuun mieliv altaisella tavalla. Miten lineaarista polyeteeniä saadaan yleisesti? Tämä saavutetaan käyttämällä erityisiä katalyyttejä, jotka vaikuttavat polyolefiineihin kohtuullisessa lämpötilassa (jopa 150 celsiusastetta) ja paineessa (jopa 20 ilmakehää). Mutta mitä hän edustaa? Tiedämme sen kemialliset ominaisuudet, mutta mitkä ovat sen fysikaaliset ominaisuudet?

Mikä se on?

Polyeteeni on termoplastinen polymeeri, jossa kiteytysprosessisuoritetaan alle -60 celsiusasteen lämpötiloissa. Se ei ole läpinäkyvä paksussa kerroksessa, sitä ei kostuta vesi, orgaaniset liuottimet huoneenlämpötilassa eivät vaikuta siihen. Jos lämpötila ylittää plus 80 astetta, tapahtuu ensin turvotusta ja sitten hajoamista aromaattisiksi hiilivedyiksi ja halogeenijohdannaisiksi. Polyeteeni on aine, joka vastustaa menestyksekkäästi happojen, suolojen ja emästen liuosten negatiivisia vaikutuksia. Mutta jos lämpötila ylittää 60 astetta, typpi- ja rikkihapot voivat tuhota sen nopeasti. Polyeteenituotteiden liimaamista varten ne voidaan käsitellä hapettimilla, minkä jälkeen levitetään tarvittavat aineet.

Miten polyeteeni valmistetaan?

Käytä tähän:

• Korkean paineen (pieni tiheys) menetelmä. Polyeteeni syntyy korkeassa paineessa, joka on 1000 - 3000 ilmakehän lämpötilassa 180 celsiusastetta. Happi toimii aloitteentekijänä.
• Matalapainemenetelmä (korkea tiheys). Tässä tapauksessa polyeteeniä luodaan vähintään viiden ilmakehän paineessa ja 80 celsiusasteen lämpötilassa käyttämällä orgaanista liuotinta ja Ziegler-Natta-katalyyttejä.
• Ja on olemassa erillinen lineaarisen polyeteenin tuotantosykli, joka mainittiin edellä. Se on toisen ja ensimmäisen pisteen välissä.

Huomaa, että nämä eivät ole ainoita käytettyjä teknologioita. Niin,Metalloseenikatalyyttien käyttö on myös melko yleistä. Tämän tekniikan merkitys on siinä, että sen avulla saavutetaan merkittävä massa polymeeriä samalla, kun tuotteen lujuus kasvaa. Riippuen siitä, mitä rakennetta ja ominaisuuksia tarvitaan yhtä monomeeriä käytettäessä, tapahtuu valmistusmenetelmän valinta. Siihen voivat myös vaikuttaa sulamislämpötila-, lujuus-, kovuus- ja tiheysvaatimukset.

Miksi ero on niin suuri?

Pääsyy ominaisuuksien eroon on makromolekyylien haarautuminen. Joten mitä suurempi se on, sitä vähemmän kiteisyyttä ja sitä suurempi on polymeerin elastisuus. Miksi se on tärkeää? Tosiasia on, että polyeteenin mekaaniset ominaisuudet kasvavat sen tiheyden ja molekyylipainon mukana. Katsotaanpa pientä esimerkkiä. Polyeteenilevyllä on merkittävä jäykkyys ja opasiteetti. Mutta jos käytetään matalatiheyksistä menetelmää, tuloksena olevalla materiaalilla on suhteellisen hyvä joustavuus ja suhteellinen näkyvyys sen läpi. Miksi on niin laaja valikoima tuotteita? erilaisten käyttöolosuhteiden vuoksi. Joten polyeteeni kestää hyvin iskukuormituksia. Se sietää myös pakkasta hyvin. Tämän materiaalin käyttölämpötila-alue on -70 - +60 Celsius. Vaikka yksittäiset merkit on mukautettu hieman erilaiseen gradienttiin - -120 - +100. Tähän vaikuttaa polyeteenin tiheys ja sen rakenne molekyylitasolla.

Materiaalin tiedot

On huomattava yksi merkittävä haittapuoli - polyeteenin nopea ikääntyminen. Mutta tämä on korjattavissa. Käyttöiän pidentyminen saavutetaan erityisten antioksidanttisten lisäaineiden ansiosta, jotka voivat olla nokimustaa, fenoleja tai amiineja. On myös huomattava, että matalatiheyksinen materiaali on viskoosimpaa, joten se voidaan helposti jalostaa tuotteiksi. Sähköisistä ominaisuuksista puhumattakaan. Polyeteeni, koska se on ei-polaarinen polymeeri, on korkealaatuinen korkeataajuinen dielektrinen aine. Tästä johtuen läpäisevyys ja häviötangentti muuttuvat vähän kosteuden, lämpötilan (välillä -80 - +100) ja sähkökentän taajuuden muutoksista. Tässä on syytä huomioida yksi ominaisuus. Joten jos polyeteenissä on katalyyttijäämiä, tämä lisää dielektrisen häviön tangenttia, mikä johtaa jonkin verran eristysominaisuuksien heikkenemiseen. No, nyt olemme pohtineet yleistä tilannetta. Tarkennetaan nyt.

Mikä on LDPE?

Tämä on joustava, kevyt, kiteytyvä materiaali, jonka lämmönkestävyys vaihtelee välillä -80 - +100 celsiusastetta. Siinä on kiiltävä pinta. Lasisiirtymä alkaa -20. Ja sulamispiste on välillä 120-135. Sille on ominaista hyvä iskunkestävyys ja lämmönkestävyys. Polyeteenin tiheys vaikuttaa merkittävästi saatuihin ominaisuuksiin. Joten sen mukana lujuus, jäykkyys, kovuus ja kemiallinen kestävyys kasvavat. Mutta samalla taipumus venyä ja läpäisevyys vähenee.höyryille ja kaasuille. On mahdotonta olla huomaamatta virumista, joka havaitaan pitkäaikaisen kuormituksen aikana. Tällainen polyeteeni on biologisesti inerttiä ja voidaan helposti kierrättää. Mikä on erittäin hyödyllistä nykyaikaisissa olosuhteissa. Polyeteenin käytöstä puhuttaessa on huomattava, että sitä käytetään pakkausten ja säiliöiden valmistukseen. Noin kolmasosa tuotannosta menee siis puhallusmuovausastioiden valmistukseen, joita käytetään elintarviketeollisuudessa, kosmetiikassa, autoteollisuudessa, kotitalouksissa, energiassa ja kalvoissa. Mutta voit myös kohdata sen luodessasi putkia ja putkien osia. Tämän materiaalin tärkeä etu on sen kestävyys, alhaiset kustannukset ja hitsauksen helppous.

HDPE

Tämä on joustava, kevyt, kiteytyvä materiaali, jonka lämmönkestävyys (ilman kuormitusta) on -120 - +90 celsiusastetta. Ominaisuudet riippuvat myös voimakkaasti tuloksena olevan materiaalin tiheydestä. Tämä lisää lujuutta, kovuutta, jäykkyyttä ja kemikaalien kestävyyttä. Samanaikaisesti polyeteenin paksuus vaikuttaa negatiivisesti iskunkestävyyteen, venymiseen, halkeamien kestävyyteen sekä höyryjen ja kaasujen läpäisevyyteen. Lisäksi se ei ole mitoiltaan vakaa ja sillä on huomattava negatiivinen vaikutus suhteellisen pienillä kuormilla. On syytä huomata todella korkea kemiallinen kestävyys ja erinomaiset dielektriset ominaisuudet. Negatiivista - rasvat, öljyt ja ultraviolettisäteily vaikuttavat huonosti tällaiseen polyeteeniin. Biologisesti inertti, voidaan helposti kierrättää. Se on myös mahdollistaluonnehtimaan ja säteilyä kestäväksi. Suuritiheyksisen polyeteenin käyttö on yleisintä teknisten, elintarvike- ja maatalouskalvojen luomisessa. Vaikka tämä ei tietenkään ole ainoa vaihtoehto.

Lineaarinen polyeteeni

Se on joustavaa kiteytyvää materiaalia. Kestää jopa 118 celsiusasteen lämpötiloja. Tämän materiaalin tärkeä etu on myös sen halkeilunkestävyys, lämmönkestävyys ja iskunkestävyys. Sitä käytetään pakkausten, kapasiteettien ja säiliöiden valmistukseen. Mitä tämä polyeteeni tarjoaa? Tämän materiaalin ominaisuudet ovat erittäin korkeat verrattuna matalapainemenetelmällä saatuun analogiin. Siksi sillä on melko hyvät ominaisuudet. Mutta silti se ei yleensä voi olla sama kuin HDPE.

Miten materiaali voidaan esittää?

Olemme siis jo tarkastelleet tärkeimpiä polyeteenin tyyppejä. Missä muodossa se on luotu? Suosituimmat ovat polyeteenilevyt ja -kalvot. Nämä muotit voidaan valmistaa mistä tahansa materiaalitiheydestä. Vaikka tiettyjä mieltymyksiä on edelleen olemassa. Näin ollen matalapaineista lähestymistapaa käytetään laaj alti elastisten ja ohuiden kalvojen saamiseksi. Tuloksena olevan materiaalin leveys on yleensä 1400 millimetriä ja pituus 300 metriä. Lineaarinen ja suuritiheyksinen polyeteeni ovat jäykempiä, joten niitä käytetään rakenteissa, joihin ei pitäisi vaikuttaa: samat levyt, putket, muovatut ja muovatut tuotteet jne.

Johtopäätös

Ja lopuksi, ei voi olla mainitsematta säädösasiakirjoja, joiden mukaan polyeteeniä valmistetaan. GOST 16338-85 vastaa tuotteista, jotka on luotu alhaisessa paineessa. Se on toiminut vuodesta 1985. GOST 16337-77 säätelee korkeapainepolyeteeniä koskevia kysymyksiä. Se on vielä vanhempi ja vuodelta 1977. Nämä säädösasiakirjat sisältävät tietoja vaatimuksista materiaaleille, joista kalvot, pakkaukset ja monet muut tuotteet valmistetaan. Lisäksi on huomattava, että tuloksena olevien tuotteiden laaja käyttöalue ja niiden lajien monimuotoisuus. Joten esimerkiksi vahvistetut polyeteenikalvot ovat hyvin yleisiä. Niiden erikoisuus on, että samalla paksuudella ne ovat ominaisuuksiltaan ylempänä kuin tavalliset tuotenäytteet. Pöytäliinat, laukut ja monet muut hyödylliset asiat valmistetaan samoista vahvistetuista polyeteenikalvoista. Ja niiden ominaisuudet saadaan ottamalla käyttöön luonnonkuiduista tai synteettisistä kuiduista valmistettuja erikoislankoja.