Полиэтилен высокого давления: что за материал ПВД

Полиэтилен – термопластичный полимер этилена, являет собой высокомолекулярное соединение, получаемое из низкомолекулярных веществ. Полимеризация этилена происходит под давлением, в зависимости от уровня которого выделяются следующие соединения:

  • ПВД – полиэтилен высокого давления;
  • ПСД – полиэтилен среднего давления;
  • ПНД – полиэтилен низкого давления. (Wikipedia).

Содержание:

Что такое ПВД?

Полиэтилен высокого давления – полимер, получаемый при следующих условиях:

  • температура до 180⁰C;
  • давление до 300 атмосфер;
  • присутствие кислорода в качестве катализатора.

Плотность полиэтилена высокого давления ниже, чем других полимеров, за счет более слабых низкомолекулярных связей. Альтернативное название LDPE (ПЭНП) – полиэтилен низкой плотности. Расшифровка LDPE: Low Density Polyethylene. Наличие боковых углеводородных цепей в макромолекулах ПВД способствует низкой кристалличности вещества.

Характеристики полиэтилена высокого давления

Температура плавления полиэтилена низкой плотности составляет 100-120⁰C. На пограничных значениях материал становится хрупким. Вещество практически не поглощает воду (коэффициент влагопоглощения в пределах 0,02% за мес.). Плотность полиэтилена высокого давления: 0,925 г/см3. Температура стеклования: -25⁰С.

Химические свойства ПВД:

  • при горении имеет голубоватый оттенок, излучает мало света;
  • не реагирует на щелочь, кислоту;
  • не растворяется в воде;
  • подвержен термостарению.

Таблица 1. Физико-химические свойства ПВД (MPlast.by)

Свойство Значение
Предел прочности при натяжении, МПа 9,8—16,7
Предел прочности при изгибе, МПа 11,8—16,7
Удлинение при разрыве, % 500-600
Модуль упругости при натяжении, МПа 147—245
Модуль упругости при изгибе, МПа 118—255
Число твердости по методу Бринелля, МПа 13,7—24,5
Число перегибов на 180 градусов 3000

Свойства полиэтилена высокого давления:

  • мягкость;
  • небольшая степень усадки;
  • эластичность;
  • ударопрочность;
  • устойчивость к механическим повреждениям;
  • высокая растяжимость;
  • сохранение прочности при низких температурах;
  • влагостойкость;
  • воздухонепроницаемость;
  • экологичность;
  • устойчивость к солнечному свету.

ПВД производится в виде полупрозрачных гранул

ПВД производится в виде полупрозрачных гранул. В таком состоянии сырье дольше хранится, облегчает производственные процессы. Из гранул легко создать любые другие формы продукции. С помощью примесей меняются цвета, придаются нужные свойства готовой продукции. Отличительная черта изделий из ПВД – гладкая, блестящая поверхность без шероховатостей.

Важно!

ПВД – нетоксичный материал, безопасный для людей и окружающей среды. Его используют для упаковки продуктов питания, производства товаров для детей.

Отличия разных видов полиэтилена

Все полиэтилены изготавливаются из одного мономера. Свойства материал приобретает в зависимости от условий производства. Чем ниже давление, тем выше прочность. С увеличением показателя прочности также повышается жесткость, твердость, химическая стойкость.

Отличительные особенности полимеров:

  • ПВД. Обладает низкой плотностью, растягивается. Хорошо выдерживает удары и механическое воздействие. Изделия из полимера имеют глянцевую поверхность.
  • ПНП. Имеет повышенную прочность, ломается при низких температурах и трескается от нагрузок. Поверхность шероховатая. Пакеты из него шуршат и мнутся.
  • ЛПНП (линейный полимер). Занимает промежуточное по свойствам положение между ПВД и ПНП. Характеризуется жесткой структурой.

Технология производства

Существует 2 способа производства ПВД:

  • в автоклавах путем перемешивания;
  • в трубчатых реакторах.

Как получают полиэтилен? Исходным сырьем является газ этен. ПВД изготавливается радикальным методом полимеризации. Он состоит из инициирования, увеличения и обрыва цепи. Используемые технологии: образование в массе или в суспензии. К очищенному этену подается инициатор, получается новое соединение. Далее вещество подвергается сжатию. От остатков этилена в гранулах избавляются путем дросселирования в приемнике под низким давлением. Получаемое сырье бывает высшего, первого и второго сорта.

Марки ПВД

Для производства разных предметов используются различные марки (модификации) полиэтилена высокого давления.

Производство ПВД регламентируется государственным стандартом ГОСТ 16337-77. К продукции выставляются требования по внешнему виду и свойствам:

  • однородность гранул (примерно одинаковая форма и размер в пределах 2-5 мм с допустимым отклонением 0,5 %);
  • наличие окисленных примесей, цветные гранулы могут присутствовать только в сырье второго сорта, в количестве не более чем 0,04% от массы.

Каждая модификация имеет отличительную маркировку, состоящую из 8 цифр. Обозначение каждой ячейки показано на рисунке.

Обозначение марок ПВД

Полиэтилен высокого давления с повышенными диэлектрическими свойствами используется в качестве изоляционного материала. Выделяются 2 модификации с маркировкой 15301К, 15310К. Эти марки отличаются повышенной растяжимостью, устойчивостью к разрыву и повреждениям. Материал используется для изоляции, защитных оболочек и покровов.

Сферы применения ПВД

Огромное количество продукции народного потребления, части аппаратных конструкций, строительные материалы изготавливаются из полимеров. Изделия из ПВД встречаются повсеместно: в супермаркете, интерьере, бытовых приборах. Материал имеет массу полезных свойств, при этом отличается дешевизной.

Сырье идеально подходит для изготовления пленок, листов, изоляции кабелей, тары, профилей, антикоррозийных покрытий, крупных легких конструкций. Из ПВД, LDPE делают бытовые пластиковые контейнеры, детали и аксессуары для компьютеров, упаковочную ленту, трубы для сельскохозяйственных нужд.

Интересный факт.

Первым полимером, используемым для изоляции в электротехнической промышленности, был именно ПВД.

Благодаря свойствам материала сфера применения не ограничена. Чаще всего ПВД встречается в виде пленки, мешков, пакетов, контейнеров и резервуаров. Путем дополнительной обработки из сырья делают пластмассу.

Пленка из ПВД

Полиэтиленовая пленка используется для упаковки продукции, сельскохозяйственных нужд. Она устойчива к воздействию окружающей среды, защищает от влаги и пара.

Свойства пленки ПВД:

  • прозрачность;
  • низкая плотность;
  • эластичность;
  • гибкость;
  • устойчивость к разрезам.

Пленка подлежит повторной переработке. Плотность полиэтиленовой пленки составляет 941 - 965 кг/м³ при нормальных условиях. Вес зависит от толщины.
Классификация пленок:

  • по видам использования: упаковочная, сельскохозяйственная;
  • по назначению: пищевая, промышленная.

Степень прозрачности зависит от толщины. Пленка может быть любого цвета. В строительстве используется белая пленка, без красителей, с естественным цветом гранул полимера. Приобрести пленку можно в виде рукава, полотна, полурукава. Термоусадочная пленка подходит для упаковки крупногабаритных изделий.

Пакеты из ПВД

Пакеты из полиэтилена высокого давления можно отличить по отсутствию шуршания. Они используются для упаковки продуктов, предметов быта. Для удобства транспортировки им придают разные формы, приспосабливают крепления и ручки.
Свойства пакетов из ПВД:

  • прочные швы;
  • небольшая прочность;
  • блестящая поверхность;
  • эстетичный вид;
  • длительная эксплуатация за счет растяжимости и гибкости;
  • низкая температура плавления.

Виды пакетов по типу конструкции:

  • Майка. Пакеты повышенной вместимости за счет особой формы с боковыми складками. Внешне напоминают майку, чем заслужили название.
  • Пакет с ручкой. Прорезная ручка представляет собой вырубное отверстие. Для придания прочности место прорези усиливается дополнительным слоем полиэтилена спайкой, клеевым веществом. Петлевые, пластиковые и тканевые ручки выглядят солиднее, но уступают в грузоподъемности.
  • Пакет с замком. Герметичная защелка защищает содержимое упаковки от окружающей среды. В таких пакетах можно хранить и перевозить сыпучие продукты, жидкости.
  • Фасовочные пакеты. Тонкие, прозрачные, предназначены для упаковки продукции, а не для транспортировки.

ПВД вторичной переработки

Переработанное полиэтиленовое вторсырье практически не уступает по качеству изначальному материалу. Из него получают первый сорт полиэтилена. Структура молекул не изменяется после обработки. Цикличное использование полиэтилена снижает себестоимость готовой продукции. В процессе переработки можно использовать добавки для придания материалу новых свойств.

Этапы вторичной переработки:

  • сбор и сортировка сырья по видам, степени загрязнения, примесям;
  • мойка;
  • сушка;
  • дробление;
  • пластификация;
  • гранулирование.

Вторсырье перерабатывается с соблюдением технологии.

Таблица 2. Переработка ПЭВД

Способ Параметры
Литье под давлением 160 ≤ Тл ≤ 260⁰C
60 ≤ руд ≤ 120 МПа
10 ≤ τр ≤ 30 с
20 ≤ Тф ≤ 60 ⁰C
Экструзия:
  • Напорные трубы
  • Безнапорные трубы, профиля

160 ≤ Тл ≤ 220⁰C
140 ≤ Тл ≤ 170⁰C
Прессование 130 ≤ Тп ≤ 170⁰C
3 ≤ руд ≤ 7 МПа
Сушка:
  • Температура
  • Время
  • Толщина слоя

+/- 75⁰C
30-60 мин
10-30 мм

Важно! Вторичный ПВД не используется в пищевой промышленности. Из него изготавливают тару, автодетали, трубы, фитинги, шланги, тепличные пленки, изоляционные и строительные материалы.

Достоинства и недостатки ПВД

Как и любой материал, полиэтилен высокого давления, имеет преимущества и недостатки. Полимер обладает массой положительных качеств, чем объясняется высокий спрос на него в разных сферах. Минусов значительно меньше.

Плюсы материала:

  • Безопасность. ПВД не выделяет токсичных веществ, поэтому подходит для применения в прямом контакте с продуктами питания, лекарствами, удобрениями, кормами.
  • Легкость. Небольшой вес обеспечивает простоту транспортировки и монтажа конструкций.
  • Влагостойкость. Трубы из ПВД не подвергаются коррозийным процессам.
  • Простота переработки. Полиэтилен высокого давления используется повторно.
  • Низкая теплопроводность. Тепловые потери минимальные, не образуется конденсат.
  • Универсальность применения. Подходит для разных отраслей: пищевой, легкой, строительной промышленности.
  • Дешевизна. ПВД стоит недорого, по сравнению с другими материалами.
  • Повышенная растяжимость. Эластичная упаковка из полиэтилена высокого давления сохраняет целостность даже при сильном растяжении.

Минусы ПВД:

  • Восприимчивость к высоким температурам. Материал размягчается при температуре выше 100⁰.
  • Чувствительность к ультрафиолету. Длительное нахождение на солнце приводит к «старению» материала, снижению прочности.
  • Низкая стойкость к жирам, маслам.
  • Ограниченный диапазон температур для эксплуатации.
  • Отсутствие огнестойкости.

Смотрите также по теме «Полиэтилен высокого давления: что за материал ПВД»:


Спецпердложения

Новости

2019-04-06

Ложементы и полимеры в упаковочной индустрии: от идеи к реализации

2019-03-27

Полимерная индустрия и интернет: проверка на прочность

2019-03-14

Мастер класс по пайке ППР труб

2019-01-12

Промагросоюз: промышленное и агротехническое оборудование с доставкой по всей России

2018-08-05

Промышленное оборудование для торцевания и резки: движение в сторону эффективности

2018-06-09

Полимеры, лазеры и микрохирургия при помощи роботов: клиники Швейцарии идут вперед

Все новости RSS / Atom