Полиэтилен — является наиболее распространенным из пластика. Его основное применение в упаковке ( пластиковые мешки , пластиковые пленки , геомембраны , контейнеры , включая бутылки и т.д.).
Многие виды полиэтилена известны, при этом большинство , имеющее химическую формулу (С 2 Н 4 ) п. ПЭ обычно представляют собой смесь подобных полимеров из этилена с различными значениями п.
Полиэтилен является термопластичным однако, она может стать термореактивным пластиком при модификации (например, поперечно-сшитый полиэтилен ). Полиэтилен — термопластичный полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …-CH2-CH2-CH2-CH2-…, где «-» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Самый распространенный в мире пластик.
Представляет собой воскообразную массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны).
Химически- и морозостоек, изолятор, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80-120°С), при охлаждении застывает, адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая.
Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном — похожим материалом растительного происхождения.
Получение
На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм.
Полиэтилен получают полимеризацией этилена.
Получение полиэтилена высокого давления
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), образуется при следующих условиях:
температура 200-260°C;
давление 150-300 МПа;
присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);
в автоклавном или трубчатом реакторах.
Реакция идет по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60%. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идет в расплаве.
Получение полиэтилена среднего давления
Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:
температура 100-120°C;
давление 3-4 МПа;
присутствие катализатора (катализаторы Циглера — Натта, например, смесь TiCl4 и AlR3);
продукт выпадает из раствора в виде хлопьев.
Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90%.
Получение полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), образуется при следующих условиях:
температура 120-150°C;
давление ниже 0.1-2 МПа;
присутствие катализатора (катализаторы Циглера-Натта, например, смесь TiCl4 и AlR3).
Полимеризация идет в суспензии по ионно-координационному механизму.
Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-3 000 000, степень кристалличности 75-85%.
Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение.
Так, полиэтилен, получаемый по 2-му и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес.
Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.
Механические свойства полиэтилена
Полиэтилен низкой прочности, твердости и жесткости, но имеет высокую пластичность и ударную прочность , а также низкое трение. Это показывает сильную ползучесть при постоянной силе, которая может быть уменьшена путем добавления коротких волокон. Он чувствует себя восковой при прикосновении.
Тепловые свойства
Коммерческая применимость полиэтилена ограничена его сравнительно низкой температурой плавления. Для обычных коммерческих сортов полиэтилена средней и высокой плотности, температура плавления обычно находится в диапазоне от 120 до 180 ° C (248 до 356 ° F). Точка плавления для полиэтилена среднего, коммерческой, низкой плотности, как правило, от 105 до 115 ° C (221 239 ° F). Эти температуры сильно варьируют в зависимости от типа полиэтилена.
Химические свойства
Полиэтилен состоит из неполярных, насыщенных, высоких углеводородов молекулярного веса. Таким образом, его химическое поведение аналогично парафином . Отдельные макромолекулы не ковалентно связаны между собой . Из — за их симметричную молекулярную структуру, они имеют тенденцию к кристаллизации; Общий полиэтилен частично кристаллический . Более высокая степень кристалличности возрастает плотность и механической и химической стабильностью.
Большинство ПВД , MDPE и HDPE марки имеют превосходную химическую стойкость, то есть они не атакованы сильными кислотами или сильными основаниями, и устойчивы к нежным окислителей и восстановителей. Кристаллические образцы не растворяются при комнатной температуре. Полиэтилен (кроме сшитого полиэтилена) , как правило , могут быть растворены при повышенных температурах в ароматические углеводороды , такие как толуол или ксилол , или в хлорированных растворителях , таких как трихлорэтан или трихлорбензол .
Полиэтилен поглощает почти нет воды . Проницаемость для паров газа и воды (только полярные газы) ниже , чем для большинства пластмасс; кислород , двуокись углерода и ароматические вещества , с другой стороны , может передать его легко.
ПЭ может стать хрупкой при воздействии солнечного света, сажи , как правило , используются в качестве УФ — стабилизатора.
Полиэтилен медленно горит синее пламя , имеющими желтый наконечник и испускает запах парафина (подобно свечи пламени). Материал продолжает гореть при удалении источника пламени и производит капельницу.
Полиэтилен не может быть отпечатан или связан с клеями без предварительной обработки. Высокая прочность присоединяется легко достигается с пластиковой сваркой.
Электрические свойства
Полиэтилен является хорошим электрическим изолятором . Он предлагает хорошее электрическое Treeing сопротивление; однако, она становится легко электростатический заряд (который может быть уменьшен добавками графита , углеродной сажи или антистатики ).
Оптические свойства
В зависимости от тепловой истории и толщины пленки ПЭ может варьироваться от почти прозрачных ( прозрачного ), молочно-непрозрачного ( полупрозрачный ) или непрозрачного . ПВД , тем самым имеет наибольший, LLDPE немного меньше и HDPE меньше прозрачности. Прозрачность уменьшается кристаллитов , если они больше , чем длина волны видимого света.