Полиэтилен взаимодействие с водой

Виды и свойства полиэтилена

Полиэтиленовые пакеты знают все. В них упаковывают конфеты, фрукты, рыбу, бытовые товары. Но мало кто задумывается о том, из чего их получают. Познакомимся с пакетами поближе.

Характеристика полиэтилена

Полиэтилен – полимер этилена. Органическое соединение, имеющее формулу:—CH2—CH2—CH2—CH2—. Связь между атомами углерода – ковалентная.

Свойства полиэтилена

Полиэтилен представляет собой массу белого цвета. Тонкие листы полиэтилена бесцветные или прозрачные.

Обладает следующими свойствами:

• Не проводит электрический ток.
• Не подвергается изменению формы при ударе – амортизирует.
• Размягчается при нагревании свыше 800С.
• Имеет низкую адгезию.
• Не реагирует с водой, она просто с него стекает.
• Не вступает в химическую реакцию со щелочами, кислотами, солями.
• Подвергается химическому разрушению – 50% азотной кислотой, а также галогенами – хлором и фтором.

Но данный минус может быть переведен в плюс: возможно использование данной реакции для утилизации полимера, получения новых соединений.

Мономер этилен подвергают полимеризации двумя способами, в зависимости от способа получения выделяют полиэтилен высокого (ПЭВД) и низкого (ПЭНД) давления.

• ПВД – полиэтилен низкой плотности.
• ПНД – полиэтилен высокой плотности.

Также среди собратьев выделяют класс линейного полиэтилена.

Полиэтилен высокого давления

Молекулярный вес 80000-500000. Полученный материал легкий, теплостойкий, переносит охлаждение до -1200С.

Свойства находятся в зависимости от плотности. Чем выше плотность, тем выше прочность, жесткость, твердость, стойкость к действию химических реагентов.

Полиэтилен низкого давления

• Теплостойкость до 1100С.
• Переносимое охлаждение до – 800С.
• Имеет глянцевую, блестящую поверхность.
• Характеризуется ударопрочностью, высокими диэлектрическими показателями.

Свойства также определяются плотностью. Повышение прочности приводит к увеличению жесткости, химической стойкостью, но при этом уменьшается ударопрочность при низких температурах, проницаемость для газов. Материал инертен к биопоражению. Но с легкостью подвергается переработке.

Виды полиэтилена

Полиэтилен нашел широкое применение у потребителей. Растущий к материалу интерес был двигателем науки, создавались все новые и новые материалы, обладающие новыми свойствами. В настоящее время можно выделить четыре основные группы полиэтилена. Способ получения, определяет свойства, которыми награжден материал, ну а свойства, определяют область использования.

Четыре основных вида полиэтилена:

1. Линейный полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ЛПВД.
2. Полиэтилен высокого давления, обозначающийся аббревиатурой ПВД.
3. Полиэтилен среднего давления, обозначающийся аббревиатурой ПСД.
4. Полиэтилен низкого давления, обозначающийся аббревиатурой ПНД.

Следует отметить, что полиэтилен среднего и низкого давления, это достаточно условное разделение, так как получаемый материал имеет одинаковую плотность и молекулярную массу, и схожие условия синтеза.

Существует дополнительная классификация полиэтилена, так сказать более специфическая. Данные материалы применяют для строительных, медицинских нужд.

• Сшитый полиэтилен, имеющий обозначение РЕХ.
• Вспененный полиэтилен, имеющий обозначение ПП.
• Свервысокмолекулярный полиэтилен, имеющий обозначение СВМП.
• Хлорсульфированный полиэтилен, имеющий обозначение ХСП.

Получение полиэтилена

Основным сырьем для получения служит чистый этилен. Определены две основные химические технологии получения полиэтилена:

• радикальная полимеризация, которая протекает в газовой фазе;
• координационно-ионая полимеризация, которая осуществляется в жидкой среде бензина.

По данным технологиям получают два вида материала:

• первое — это полиэтилен высокого давления;
• второе – это полиэтилен низкого давления.

Полиэтилен высокого давления

Синтезируется при давлении 150-300 МПа, температуре 200-2600С, в присутствии кислородсодержащего катализатора – кислород, перекись водорода.

Технология получения протекает через образование промежуточного соединения с последующим его распадом.

Радикалы, которые образуются, являются основоположниками полимеризации мономера.

nСН2 =» СН2 (-СН2-СН2-)n.

Технологию получения можно представить следующими стадиями:

• Смешение исходного сырья с возвратным газом и «товарищем» кислородом.
• Сжатие газовой смеси, протекающее в две стадии.
• Этап полимеризации исходного сырья.
• Разделения продукта и непрореагировавшего сырья.
• Перевод жидкого продукта в гранулы.

Полиэтилен низкого давления

Название говорит само за себя. В технологии получения используют низкое давление. Исходным сырьем является также мономер – этилен.

По способу получения разделяют:

• Полимеризацию, протекающую в суспензии.
• Полимеризацию, протекающую в растворе, чаще всего жидкой средой служит гексан.
• Полимеризация в газовой среде.

Реакции, протекающие в жидкой фазе, нашли более широкое применение, нежели в газовой.

Процесс в жидкой среде протекает при высокой температуре до 25000 С. При этом установленном давлении, находящемся в диапазон 3,4-5,3 МПа.

Контакт с катализатором недолгий и составляет всего 10-15 минут.

Из реакционной смеси продукт выделяют удалением растворителя. Этот процесс протекает в испарителе, затем смесь передается в сепаратор, а из него в вакуумную камеру, где происходит уже грануляция. Полученный твердый продукт пропаривают водяным паром.

Применение полиэтилен

Полиэтилен очень широко распространен в нашей жизни.

Полиэтиленовая пленка применяется для упаковки продуктов товаров, пузырчатая пленка используется в перевозке хрупких материалов. В сельском хозяйстве полипропиленовыми пленками укрывают парники, для повышения температуры внутри них и сохранении тепла – это повышает урожайность.

Из полиэтилена производят различную тару – это и бутылки, ящики, канистры под различные, в том числе агрессивные жидкости, опять-таки для сельского хозяйства производят лейки и горшки для выращивания рассады.

В строительной сфере из полиэтилена производят канализационные, дренажные трубы, трубы газового и водоснабжения.

Из полиэтиленного порошка изготавливают термоклей.

Что может показаться удивительным, но также полиэтилен идет на производство бронежилетов, корпусов судоходных плавательных средств, двигателей некоторой технической аппаратуры.

Вспененный полиэтилен применяется в качестве теплоизолятора.

А полиэтилен высокого давления идет на строительство накопителей твердых и жидких отходов, опасных для окружающего мира.

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен – это индивидум, но он специфичен. Не имеет низкомолекулярных добавок, характеризуется высокой линейностью, большой молекулярной массой. Применяется в медицинской области для замены хрящевой ткани суставов. Сфера применения, несмотря на выгодно отличающие его свойства, не очень велика. Так как этот полимер плохо поддается переработке.

Экология и вторичное использование

Удобство использования полиэтилена омрачено сложностью утилизации. Поэтому во многих странах уже ввели ограничение на выпуск, продажу и применение полиэтиленовых пакетов.

Переработка материала проводится известными для пластика способами: литье под давлением, экструзией.

Также возможно проводить сжигание, но при этом в атмосферу выделается огромное количество продуктов горения.

Новая жизнь полиэтилену дается следующим способом: исходный мусор отмывают, измельчают, отделяют от влаги и мусора в центрифуге, вновь промывают, отправляют в сушильную камеру – на выходе получают вторичное сырье, которое пригодно для нового использования. Так методом экструдирования из него производят трубы, второсортную пленку.

Стоит отметить, что природа пытается сама спасти себя от пагубного действия полиэтилена. Выведены плесневые грибы, которые способны за три месяца «слопать» полиэтилен, который был «приготовлен» для них – обработкой азотной кислотой.

Наша планета создала все условия, для проживания человека, мы должны пользоваться ее дарами с уважением и беречь природу. Разделить отходы по разным мусорным корзинам – это простое, но очень полезное действие, которое спасает нашу Землю и позволяет получать новые полезные материалы.

Источник

• Полипропилен (РР)
• Поливинилхлорид (PVC)
• Поливинилденфторид (PVDF)
• Этилен-трифторхлорэтилен (E-CTFE)

Полиэтилен (РЕ) получают полимеризацией газа этилена при высоком и низком давлении. Полиэтилен, получаемый при высоком давлении (150-300МПа, 150-320˚С), называется полиэтилен высокого давления PEBD (или низкой плотности LDPE ), получают его полимеризацией этилена в автоклавном или трубчатом реакторе. При низком давлении ( PEHD (или высокой плотности HDPE ). Различными способами получают и другие модификации полиэтилена (линейный, высокомолекулярный, сверхвысокомолекулярный и т.д.), отличающиеся более высокими эксплуатационными характеристиками.

На практике применение различных видов полиэтилена обусловлено их свойствами. Так, полиэтилен высокого давления имеет большую мягкость и пластичность, чем низкого давления, поэтому применяют его в основном в ротационном формовании или литье, например, для производства упаковочного материала. Также ротационным формованием изготавливают емкости небольшого объема. Полиэтилен низкого давления HDPE более прочный материал. Именно HDPE мы применяем на нашем предприятии для изготовления резервуаров объемом до 250м 3 .

Физические свойства полиэтилена ПНД (HDPE).

Полиэтилен HDPE представляет собой твердый материал, с воскообразной на ощупь поверхностью. HDPE обладает высокой вязкостью, гибкостью, растяжимостью и эластичностью. Имеет малую плотность — 0,95 — 0,96 г/см 3 , поэтому материал легче воды. Отдельные марки не теряют своих свойств в интервале температур от -250 до +90 °С, например марка Polystone M производства Rochling . Материал также обладает хорошими диэлектрическими свойствами, а стойкость к радиоактивным излучениям одна из самых высоких среди полимерных материалов. Полиэтилен физиологически безвреден и годен к контакту с пищевыми продуктами.

В таблице приведены некоторые характеристики ПНД марок PE -80 и PE -100 производства Simona , Германия.

Напряжение при растяжении, МПа

Температурный диапазон применения, °С

Удлинение при разрыве, %

Модуль упругости при растяжении, МПа

Ударная вязкость, кДж/м 2

Удельная теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг·°С

	PE-80	PE-100
1880	1880

Химические свойства полиэтилена HDPE (ПНД)

Полиэтилен устойчив к органическим, некоторым неорганическим кислотам, щелочам, растворами солей, спиртосодержащим продуктам, минеральным и органическим маслам. Также как полипропилен, полиэтилен не стоек к контакту с сильными неорганическими окислителями (HNO3, H2SO4), галогенами — даже при незначительных нагрузках происходит растрескивание материала. При длительном контакте с ароматическими соединениями и галогенированными углеводородами происходит набухание материала. В принципе химическая стойкость полиэтилена в том же температурном диапазоне схожа со стойкостью полипропилена.

Обобщенная устойчивость ПНД к химическому воздействию приведена в таблице химической стойкости. Для определения устойчивости полиэтилена к контакту к различными химическими растворами при температурных, механических и прочих нагрузках наши специалисты проведут дополнительные расчеты. Для расчета химической устойчивости и подбора материала обратитесь, пожалуйста, к нашим специалистам в разделе Сделать заказ или через форму обратной связи.

По горючести ПНД, также как полипропилен, отнесен, согласно стандарту DIN 4102, к классу В: В1 — трудно возгораемые и В2 — нормально возгораемые. Температура самовоспламенения около 350°С.

По существу в химическом составе полиэтилена содержится только углерод и водород. Поэтому практически единственными веществами, выделяющимися при его горении, являются углекислый газ, монооксид углерода (угарный газ), вода и незначительное количество сажи. Соотношение углекислого и угарного газа зависит от температуры, вентиляции и доступа кислорода при горении. Прекращение горения производится водой.

Для повышения некоторых характеристик HDPE, таких как электропроводность, стойкость к ультрафиолетовому излучению, в его состав добавляют определенные присадки (стабилизаторы).

Отличие ПНД от других термопластов состоит в способности сохранять свои свойства при больших отрицательных температурах. Этим объясняется более широкое применение полиэтилена при изготовлении резервуаров, чем полипропилена.

Источник

Свойства и технические характеристики полиэтилена

Заслуженную популярность полиэтилен приобрел благодаря своим физико-химическим свойствам, обусловленным его химическим строением.

Химические

Свойство

Значение

Устойчивость к органическим и неорганическим кислотам

высокая (за исключением 50% раствора азотной кислоты)

Устойчивость к растворам солей

Взаимодействие со щелочами

Растворимость в органических растворителях

низкая (слегка разбухает)

Химические вещества, разрушающие полиэтилен

газообразный и жидкий фтор и хлор

Благодаря своим химическим свойствам в полиэтиленовых тарах можно хранить воду, алкоголь, соки, бензин, кислоты, масла, растворители. Если упаковать изделие в полиэтиленовый пакет или пленку, то они в свою очередь надежно защитят его от вышеуказанных жидкостей.

Физические

Физические свойства полиэтилена находятся в сильной зависимости от его вида. Менее плотный полиэтилен высокого давления более мягкий, чем полиэтилен низкого давления. Он более эластичный, меньше страдает от разрывов и проколов, однако имеет более низкую температуру плавления. Полиэтилен низкого давления более твердый и прочный ввиду более высокой плотности.

Свойство

Значение

от прозрачного до белого в зависимости от толщины

чем ниже плотность, тем мягче

полиэтилен высокого давления — 0,900-0,939; полиэтилен низкого давления — 0,931-0,970

Устойчивость к ударам

Эксплуатационные температуры, 0С

Температура плавления, 0 С

полиэтилен высокого давления — +103-110; полиэтилен низкого давления — +125-132

Существуют также сверхмолекулярный полиэтилен, который выдерживает сверхнизкие и сверхвысокие температуры (от -260 до +120 0 С), более устойчив к растрескиванию и воздействию химических веществ. У данного вида полиэтилена также значительно повышена износостойкость.

Недостатки полиэтилена: Главный недостаток полиэтилена – это низкая устойчивость к старению под воздействием солнечного света и УФ-лучей. Снижения негативного влияния данного свойства достигают путем добавления сажи и производных бензофенонов.

Положительные физико-химические свойства полиэтилена можно улучшить добавлением различных химических веществ во время полимеризации или обработкой готового полиэтилена:

1. Добавлением олефинов и полярных мономеров добиваются усиления прозрачности и эластичности, снижения растрескивания;

2. Добавляя сополимеры и другие полимеры усиливают ударопрочность;

3. Хлорированием, бромированием и фторированием улучшают химическую и тепловую стойкость.

Эксплуатационный свойства изделий, произведенных из полиэтилена, во многом зависят от скорости и равномерности охлаждения и условий эксплуатации: температуры, давления, продолжительности и степени нагрузки, условий хранения.

Источник