Що таке поліетилен

Що таке поліетилен

Поліетилен (PE, PE) – один з найперших з великотоннажних та найпоширеніший полімерний матеріал. Не буде перебільшенням сказати, що поліетилен відомий практично всім людям і саме це поняття в побуті є синонімом пластмаси, як такої. Не фахівці часто називають поліетиленом багато матеріалів, які нічого спільного з ним не мають.

ПЕ є найпростішим з поліолефінів, його хімічна формула (–CH2–)n, де n – ступінь полімеризації. Основними різновидами ПЕ є поліетилен низького тиску (ПЕНД, ПНД), він же поліетилен високої щільності (ПВП, PEHD, HDPE) і поліетилен високого тиску (ПЕВТ, ПВД), він же поліетилен низької щільності (ПНП, PELD, LDPE).

Поліетилен – синтетичний полімер, його отримують за допомогою полімеризації етилену (хімічна назва – этен) по вільно-радикальному механізму.

Історія ПЕ

Поліетилену вже більше 100 років. Вперше його отримав інженер з Німеччини Ганс фон Пехманн в 1899 році, з тих пір він вважається винахідником цього полімеру. Але, як часто буває, важливе відкриття відразу не знайшло застосування. Воно прийшло лише до кінця 1920-х років, а в 1930-ті роки виробництво поліетилену було остаточно налагоджено, в чому зіграли велику роль інженери Ерік Фосетт і Реджинальд Гібсон. Спочатку вони синтезували низькомолекулярний парафіновий продукт, який можна назвати поліетиленовим олігомери. В результаті великої роботи, в 1936 році вишукування інженерів по розробці установки високого тиску закінчилися отриманням патенту на ПЕНЩ (ПЕВТ). У 1938 році виробництво товарного поліетилену стартувало. Спочатку він призначався для виробництва оболонок телефонних кабелів і дещо пізніше – для випуску упаковки.

Технологію виробництва поліетилену високої щільності (ПЕНД) почали розробляти також в 1920-х роках. Велику роль у виробництві цього матеріалу зіграв Карл Циглер – відомий в середовищі пластмас винахідник каталізаторів іонно-координаційної полімеризації, найважливішим з яких пізніше було присвоєно ім'я Циглера-Натта. Остаточно процес отримання ПЕНД був повністю описаний лише в 1954 році і тоді ж на неї був виданий патент. Промислове виробництво нового поліетилену з більш високими, ніж ПЕВТ властивостями стартувало дещо пізніше.

1. ПЕ низького тиску (PE-HD)

Молекулярна маса ПЕНД коливається від 50 000 до 1 000 000 атомних одиниць.

ПТР у залежності від марки варіюється від 0,1 до 20 г/10 хвилин..

Ступінь кристалічності ПНД становить від 70 до 90 відсотків.

Температура склування дорівнює 120 градусів С.

Температура плавлення марок матеріалу від 130 до 140 градусів С.

Щільність близько 950 кг/куб. м3.

Технологічна усадка при переробці від 1,5 до 2,0 відсотків.

1. Загальні властивості поліетиленів

Хімічні властивості.

ПЕ має низьку газопроникність. Його хімстійкість залежить від молекулярної маси і від щільності полімеру. ПЕ інертний до розбавлених і концентрованих підстав, розчинів всіх солей, деяких найсильнішим кислот, органічних розчинників, олив і мастил. Поліетилен не стійкий до 50-відсоткової азотній кислоті і галогенам, наприклад чистому хлору і брому. Причому бром і йод маю властивість дифузії крізь поліетилен.

Фізичні характеристики.

Поліетилен є еластичним досить твердим матеріалом (ПЕВТ – істотно м'якше, ПЕНД – жорсткіше). Морозостійкість виробів з поліетилену – до мінус 70 градусів С. Висока ударна в'язкість, міцність, добрі діелектричні характеристики. Водо - і паропоглощение у полімеру невисока. З точки зору фізіології та екології ПЕ є нейтральним інертною речовиною, без запаху і смаку.

Експлуатаційні властивості поліетилену.

Деструкция ПЭ в атмосфере начинается с температуры 80 градусов С. Полиэтилен без специальных добавок не стоек к солнечной радиации и больше всего к ультрафиолету, легко подвергается фотодеструкции. Для уменьшения этого эффекта в композиции ПЭ добавляют стабилизаторы, например сажу для светостабилизации. Полиэтилен не выделяет вредные для здоровья и природы химикаты в окружающую среду, при этом он самостоятельно разлагается очень медленно – процесс занимает десятилетия. ПЭ довольно пожароопасен и поддерживает горение, этот факт нужно учитывать при его использовании.

Применение полиэтилена

Полиэтилен является самым популярным полимером в мире. Он неприхотлив в переработке и отлично поддается повторному использованию. Получить изделия из полиэтилена можно практически всеми разработанными на сегодняшний день методами переработки пластмасс. Он не требователен к качеству и конструкции оборудования и оснастке, ПЭ не нуждается в специальной подготовке перед переработкой, например сушке. Индустрией концентратов и добавок к полимерам производится огромное количество суперконцентратов пигментов для ПЭ и на основе полиэтилена. Во многих случаях они применимы для окраски в массе изделий не только из других полиолефинов, но и прочих полимеров.