Kas ir polietilēns? Kādas ir viņa īpašības? Kā tiek ražots polietilēns? Šie ir ļoti interesanti jautājumi, kas noteikti tiks aplūkoti šajā rakstā.
Vispārīga informācija
Polietilēns ir ķīmiska vielaapzīmē oglekļa atomu ķēdi, no kurām katrai ir pievienotas divas ūdeņraža molekulas. Neskatoties uz tādu pašu sastāvu, vēl ir divas izmaiņas. Tās atšķiras pēc to struktūras un attiecīgi īpašībām. Pirmais ir lineāra ķēde, kurā polimerizācijas pakāpe pārsniedz piecus tūkstošus. Otrā struktūra ir 4-6 oglekļa atomu sazarojums, kas patvaļīgi pievienots galvenajai ķēdei. Kā jūs parasti iegūsiet lineāro polietilēnu? To panāk, izmantojot īpašus katalizatorus, kas ietekmē poliolefīnus mērenā temperatūrā (līdz 150 grādiem pēc Celsija) un spiedieniem (līdz 20 atmosfērām). Bet kas viņam patīk? Mēs zinām tās ķīmiskās īpašības un tad kādas ir tās fizikālās īpašības?
Kas viņam patīk?
Полиэтилен – это термопластичный полимер, в kur kristalizācijas process tiek veikts temperatūrā, kas ir mazāka par mīnus 60 grādiem pēc Celsija. Tas nav caurspīdīgs biezā slānī, nav samitrināts ar ūdeni, organiskie šķīdinātāji netiek ietekmēti istabas temperatūrā. Ja temperatūra pārsniedz 80 grādus pēc Celsija, tad vispirms notiek pietūkums un pēc tam sadalās aromātiskajos ogļūdeņražos un halogēna atvasinājumos. Polietilēns ir viela, kas veiksmīgi iztur skābju, sāļu un sārmu šķīdumu negatīvo ietekmi. Bet, ja temperatūra pārsniedz 60 grādus pēc Celsija, tad nitrātu un sērskābes var ātri to iznīcināt. Polietilēna izstrādājumu līmēšanai tos var apstrādāt ar oksidētājiem, kam seko nepieciešamo vielu izmantošana.
Kā tiek ražots polietilēns?
Lai to izdarītu, izmantojiet:
- Augsta spiediena (zema blīvuma) metode.Polietilēns tiek veidots augstā spiedienā, kas svārstās no 1000 līdz 3000 atmosfērām 180 grādu temperatūrā. Skābeklis darbojas kā ierosinātājs.
- Zema spiediena (augsta blīvuma) metode.Šajā gadījumā polietilēns tiek izveidots vismaz piecu atmosfēru spiedienā un 80 grādu temperatūrā, izmantojot organisko šķīdinātāju un Ziegler-Natta katalizatorus.
- Un pastāv atsevišķs lineārā polietilēna ražošanas cikls, kas tika minēts iepriekš. Starp otro un pirmo punktu ir starpposms.
Jāatzīmē, ka tie nav vienīgieizmantotās tehnoloģijas. Tātad arī metallocēna katalizatoru izmantošana ir diezgan izplatīta. Šīs tehnoloģijas nozīme slēpjas faktā, ka caur to viņi iegūst ievērojamu polimēra masu, vienlaikus palielinot produkta izturību. Atkarībā no tā, kāda struktūra un īpašības ir nepieciešamas, lietojot vienu monomēru, tiek izvēlēta sagatavošanas metode. To var ietekmēt arī kušanas temperatūra, izturība, cietība un blīvums.
Kāpēc pastāv liela atšķirība?
Galvenais īpašību atšķirības iemesls irmakromolekulu sazarojums. Tātad, jo lielāks tas ir, jo mazāks kristāliskums un augstāka polimēra elastība. Kāpēc tas ir svarīgi? Fakts ir tāds, ka polietilēna mehāniskās īpašības aug ar tā blīvumu un molekulmasu. Ņemsim ātru piemēru. Polietilēna loksnei ir ievērojama stingrība un necaurredzamība. Bet, ja tiek izmantota zema blīvuma metode, iegūtajam materiālam caur to būs salīdzinoši laba elastība un relatīvā redzamība. Kāpēc ir tik atšķirīgs sortiments? Darbības apstākļu atšķirību dēļ. Tātad, polietilēns labi tiek galā ar trieciena slodzēm. Tas arī labi panes sals. Šī materiāla darba temperatūras diapazons ir no -70 līdz +60 Celsija. Lai gan daži zīmoli ir pielāgoti nedaudz atšķirīgam gradientam - no -120 līdz +100. To ietekmē polietilēna blīvums un tā struktūra molekulārā līmenī.
Materiāla specifika
Jāatzīmē viens būtisks trūkums -ātra polietilēna novecošana. Bet tas ir labojams. Kalpošanas laiks tiek palielināts, pateicoties īpašām antioksidantu piedevām, kuras var būt melnā ogle, fenoli vai amīni. Jāatzīmē arī tas, ka zemāka blīvuma materiāls ir viskozāks, tāpēc to var vieglāk pārstrādāt produktos. Nav iespējams neminēt elektriskās īpašības. Polietilēns, pateicoties tam, ka tas ir nepolārs polimērs, ir augstas kvalitātes augstas frekvences dielektrisks. Sakarā ar to zuduma leņķa caurlaidība un tangenss nedaudz mainās no mitruma, temperatūras izmaiņām (diapazonā no -80 līdz +100) un elektriskā lauka biežumam. Šeit jāatzīmē viena īpatnība. Tātad, ja polietilēnā ir katalizatora atlikumi, tas veicina dielektrisko zudumu pieskāriena palielināšanos, kas nedaudz pasliktina izolācijas īpašības. Nu, tagad mēs esam apsvēruši vispārējo situāciju. Tagad pievērsīsim uzmanību specifikai.
Kas ir zema spiediena polietilēns?
Tas ir elastīgs, viegls kristalizējošs materiāls,kuras karstumizturība ir robežās no -80 līdz +100 grādiem pēc Celsija. Ir spīdīga virsma. Stikla pāreja sākas pie -20. Un kušana ir robežās no 120 līdz 135. Raksturīga laba triecienizturība un karstumizturība. Polietilēna blīvums būtiski ietekmē iegūtās īpašības. Tātad līdz ar to pieaug spēks, stingrība, cietība un ķīmiskā izturība. Bet tajā pašā laikā tieksme izstiepties un tvaiku un gāzu caurlaidība samazinās. Jāatzīmē, ka ilgstošas iekraušanas laikā tiek novērots šļūde. Šāds polietilēns ir bioloģiski inerts un to var viegli pārstrādāt. Kas ir ļoti noderīgi mūsdienu apstākļos. Runājot par polietilēna izmantošanu, jāatzīmē, ka to izmanto iepakojumu un konteineru ražošanai. Aptuveni trešdaļa no produkcijas tiek veidota, lai izveidotu smalcinātus konteinerus, kurus izmanto pārtikas rūpniecībā, kosmētikas, automobiļu, mājsaimniecības, enerģētikas un filmu nozarēs. Bet jūs to varat atrast arī, veidojot caurules un cauruļvadu daļas. Svarīga šī materiāla priekšrocība ir tā izturība, zemās izmaksas un metināšanas vieglums.
Augstspiediena polietilēns
Tas ir elastīgs, viegls kristalizējošs materiāls,kuras siltuma pretestība (bez slodzes) ir robežās no -120 līdz +90 grādiem pēc Celsija. Īpašības ir ļoti atkarīgas arī no iegūtā materiāla blīvuma. Tas palielina izturību, cietību, stingrību un ķīmisko izturību. Tajā pašā laikā polietilēna biezums negatīvi ietekmē triecienizturību, pagarinājumu, izturību pret plaisām un tvaiku un gāzes caurlaidību. Turklāt tas neatšķiras pēc izmēru stabilitātes un tam ir ievērojams negatīvs efekts pie relatīvi zemām slodzēm. Jāatzīmē, ka tam ir patiešām augsta ķīmiskā izturība un izcilas dielektriskās īpašības. Negatīvajā pusē šādu polietilēnu slikti ietekmē tauki, eļļas un ultravioletais starojums. Bioloģiski inerts, to var viegli pārstrādāt. To var raksturot arī kā izturīgu pret radiāciju. Augstspiediena polietilēna izmantošanu galvenokārt var atrast tehnisko, pārtikas un lauksaimniecības plēvju veidošanā. Lai gan, protams, tas nav vienīgais variants.
Lineārs polietilēns
Tas ir elastīgskristalizējošs materiāls. Var izturēt temperatūru līdz 118 grādiem pēc Celsija. Vēl viena svarīga šī materiāla priekšrocība ir tā izturība pret plaisāšanu, karstumizturība un triecienizturība. To izmanto iesaiņojumu, konteineru un konteineru ražošanai. Ko piedāvā šis polietilēns? Šī materiāla īpašības ir ļoti augstas salīdzinājumā ar analogiem, kas iegūti ar zema spiediena metodi. Tāpēc tam ir diezgan labas īpašības. Bet tomēr tas parasti nevar būt vienāds ar HDPE.
Kā materiālu var uzrādīt?
Tātad, mēs jau esam pārbaudījuši galvenos veiduspolietilēns. Kādā formā tas ir izveidots? Vispopulārākais ir lokšņu un plēves polietilēns. Šīs formas var izgatavot no jebkura materiāla blīvuma. Lai gan joprojām pastāv noteiktas preferences. Tādējādi zema spiediena pieeju plaši izmanto, lai iegūtu elastīgas un plānas plēves. Iegūtā materiāla platums parasti sasniedz 1400 milimetrus, un garums ir 300 metri. Lineārais un augstspiediena polietilēns ir stingrāks, tāpēc tos izmanto konstrukcijām, kuras nevajadzētu ietekmēt: vienām un tām pašām loksnēm, caurulēm, veidotiem un veidņiem utt.
Secinājums
Visbeidzot, nevar nepieminēt normatīvo aktudokumenti, saskaņā ar kuriem tiek ražots polietilēns. GOST 16338-85 ir atbildīgs par produktiem, kas tiek radīti zemā spiedienā. Tas darbojas kopš 1985. gada. GOST 16337-77 regulē jautājumus, kas saistīti ar augstspiediena polietilēnu. Tas ir vēl vecāks un datēts ar 1977. gadu. Šie normatīvie dokumenti satur informāciju par prasībām materiāliem, no kuriem tiek izgatavotas plēves, iepakojums un citi dažādi izstrādājumi. Turklāt jāatzīmē iegūto produktu plašs pielietojums un to sugu daudzveidība. Tātad, piemēram, pastiprinātas polietilēna plēves ir ļoti izplatītas. Viņu īpatnība ir tāda, ka ar tādu pašu biezumu tie ir par pusotru griezumu pēc īpašībām nekā parastie produktu paraugi. Galdauti, somas un daudzas citas noderīgas lietas ir izgatavotas no tām pašām pastiprinātām plastmasas plēvēm. Un to īpašības iegūst, ieviešot īpašus pavedienus, kas izgatavoti no dabīgām vai sintētiskām šķiedrām.
