Использование полиэтилена низкого давления в системе холодного водоснабжения
Полиэтилен низкого давления является самым доступным термопластом как по цене, так и по способу получения. Он востребован в качестве трубной, упаковочной и конструкционной продукции.
Самым первым термопластом, полученным в 30-х годах прошлого века, был синтезированный случайно полиэтилен. Но опыт был списан, как ошибочный, дальнейшего развития не получил. Только в середине века путём направленного изучения синтеза получен первый полиэтилен высокого давления. Линейную структуру, полиэтилен низкого давления, создали намного позднее.
Понятие синтеза полиэтилена
Молекула этилена представляет собой равновесную структуру с одной двойной связью 2НС=СН2. Сообщая молекуле дополнительную энергию при нагревании и повышенном давлении, создают условия для разрыва одной из связей.
К свободным связям присоединяются подобные радикалы, и создаётся цепь [-CH2-СН2-]. Это и есть структура, которую назвали полиэтилен низкого давления. Параметры получения ПНД — давление до 20 бар, температура до 150 градусов.
Разные структуры термопластов создают различные свойства конечного продукта. Так, ПВД с его разветвлённой структурой менее плотный материал. При этом у него низкая термостойкость и большая пористость. Но как покрытие для любых поверхностей он годится. Поэтому упаковочный материал, изоляционное покрытие кабельной продукции делают из ПВД.
Термопласт ПНД и его применение
Свойства полиэтилена низкого давления зависят от структуры полученного полимера. Она линейная, значит, будут высокими разрывные усилия. Уложенная рядами, упорядоченная линейность обеспечивает высокий удельный вес материала, поэтому другим названием ПНД является полиэтилен высокой плотности.
Как следствие этот вид ВМС на 20 градусов более стоек к повышению температуры, мороз в -50 может выдержать без разрушения. Газопроницаемость полиэтилен низкого давления имеет в 5 раз ниже, чем полимер, полученный под высоким давлением.
Получение продукции ПНД
Полученный полимер высокой плотности обладает ценными для промышленности свойствами. Материал легко размягчается без потери свойств и допускает изготовление изделия всеми доступными способами:
- экструзией;
- выдувом;
- литьём под давлением.
Способом экструзии можно получать специальную листовую мембранную продукцию. Этим способом формуют детали в механизмы, конвейерные ленты, детали для гидроизоляции. На экструзии основано производство трубы из полиэтилена низкого давления.
Выдувать из полученного путём разогрева пластичного материала можно различные ёмкости и пакеты. Фитинги для создания контуров для транспортировки воды или газа получают способом литья.
Полученные полиэтиленовые плёнки весьма разнообразны. Материал высокой плотности позволил применить новые способы стерилизации пищевых продуктов и тепловой обработки их в плёнке. Полиэтиленовая плёнка имеет множество модификаций, может быть использована в различных отраслях упаковки и как изоляционный материал, создавая покрытие проводов в кабельной продукции.
Использование геотекстиля делает дорожное покрытие устойчивым к растрескиванию. Укрепление откосов, кюветов при создании трасс тоже производится с использованием армирующего ПНД, чтобы покрытие не теряло форму.
Трубная продукция
Создать производство труб высокой плотности можно, располагая площадью около 100 м*. Чтобы организовать изготовление потребуется принципиальная схема, включающая оборудование:
- экструдер;
- матрицу;
- вытяжное устройство;
- охлаждающую камеру, узел маркировки;
- наматывающий станок или резку.
Но чтобы получить продукцию, отвечающую нормативам, необходимо отладить температурный, скоростной и охлаждающий режимы линии. Таким образом, труба из полиэтилена низкого давления получается цельнотянутая, с заданными геометрическими размерами.
Полученная продукция должна отвечать требованиям ГОСТ 18599 2001. Согласно этим нормативам, трубы из материала высокой плотности применяются взамен стальных. Их применение оправдано по экономическим и технологическим показателям на напорных и самотечных линиях:
- в системах холодного водоснабжения;
- в контурах канализации;
- в дренажных и поливных контурах;
- в газовых системах с низким давлением.
Требования к трубам
Полиэтиленовые трубы для водоснабжения поставляются отдельными экземплярами по 12 метров или в бухтах. При этом трубы несут маркировку обязательной сплошной синей полосы, если они предназначены для водоснабжения. Трубы должны быть совершенно гладкими, не иметь раковин или трещин. Все напорные трубы для водоснабжения имеют гигиенические сертификаты. Они выпускаются только чёрного цвета.
Маркировка на трубе включает показатель диаметра трубы и толщины стенок, Показатель устойчивости к внутреннему давлению.
Эксплуатационная привлекательность труб ПНД
Полиэтилен низкого давления в основном применяется для производства труб. Очень низкая стоимость материла, позволяет использовать его при прокладке линий холодного водоснабжения, включая и подачу питьевой воды.
Напорные водоводы из полиэтилена высокой плотности надёжны и долговечны. Замена стальных труб на полиэтиленовые линии высокой плотности имеет преимущества.
Применение термопласта позволит создать трубопровод, не изменяющий условный проход с годами, так как в трубах нет внутреннего зарастания.
Низкий вес труб облегчает их доставку на объект и укладку. Стыковочные швы не подвергаются коррозии и не изменяют структуру со временем. Трубы из полиэтилена высокой плотности стоят дешевле не только металлических, но и из других термопластов.
Применение труб в местах возможного промерзания не принесёт разрушения материалу. После восстановления текучести, напорные трубы останутся в рабочем состоянии, что не бывает при использовании стальных изделий.
Недостатки ПНД
Для монтажа труб требуются специальные сварные аппараты и фурнитура. У стальных и чугунных труб большая стойкость при подвижке грунта, если прокладка трассы ведётся в траншею. Трубы из полиэтилена не имеют стойкости к ультрафиолетовому облучению, их структура разрушается. Устанавливать трубы из ПНД нельзя на водоводы, где возможна подача агентов с повышенной температурой.
Использование ПНД в дорожном строительстве
Производство специальных конструкций для укладки в дорожное полотно с применением ПНД высокой плотности расширяется. Это связано с тем, что для изделия можно использовать вторичный материал, которого много везде. Полученные гранулы загружают в экструдер и получают сеточную структуру необходимого профиля. Уложенный в полотно или на откосы каркас позволяет удержать грунт как в опалубке.
Таким образом, создают небольшое производство геоматериала, решёток разных размеров. Так, если на откос требуется одна конструкция, то для укладки под асфальт совершенно другая. Но в результате получается ровное дорожное покрытие без трещин, так как геосетка создаёт дополнительную прочность и сопротивление деформации.
Не меньшее применение находят ограждения для ландшафтного дизайна, производство которых налажено по сходной технологии. Создание конструкций из вторичного сырья решает проблему с отходами. Без переработки полиэтилен не разлагается десятилетиями.
Полиэтилен низкого давления, его свойства и применение
По объемам производства полимеров одна треть приходится на выпуск полиэтилена. Этому способствуют его технические характеристики и простота технологий изготовления.
Основные характеристики ПНД
Полиэтилен низкого давления имеет высокую плотность, что стало причиной увеличения жесткости, твердости и теплостойкости материала. К химическим растворителям стоек, а вот под воздействием низких температур приобретает хрупкость и ломкость.
ПНД подходит для переработки любым методом, не требуя сложного оборудования. Сварка деталей из ПНД может производиться с помощью сварочных прутков, горячего пара, сварки или трения.
Специальные присадки, добавки и красители позволяют придавать необходимые качества материалу.
]
Для производства товаров народного потребления из полиэтилена низкого давления применяют:
- Литье под давлением;
- Экструзию;
- Экструзионно-выдувное формование;
- Термовакуумное формование;
- Ротационное формование.
Применение полиэтилена низкого давления
Гранулы ПНД – сырье для производства широкого спектра товаров:
- Значительная часть гранул ПНД идет на изготовление экструзионным методом пленок различного назначения.
- Трубы газовые, водопроводные, технические, напорные и ненапорные охотно используются в промышленных целях и в быту.
- Всевозможные емкости для жидкостей и сыпучих материалов — цистерны, бочки, канистры. Бутыли и прочая утварь вытесняют другие виды товаров этого класса в силу их низкой стоимости и высоких потребительских качеств.
- В медицине этот материал успешно применяется в различных видах протезирования.
- В строительстве востребованы изделия из ПНД для обустройства септиков, канализации и прочих коммуникаций, а также теплоизоляционные материалы.
- Автомобильная промышленность успешно применяет ПНД при изготовлении некоторых деталей и узлов техники.
До настоящего времени не использован весь потенциал этого материала. Постоянно ведутся исследования и разработки, которые открывают новые возможности для его применения. Полиэтилен новейших марок позволяет получать высокопрочные технические детали, которые устойчивы к растрескиванию и истиранию, отлично держат ударные нагрузки.
Помимо всех перечисленных достоинств, следует отметить возможность вторичной переработки изделий из полиэтилена. Это позволяет экономить средства на закупках сырья и положительно влияет на экологию.
Особенности и сфера применения полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления (ПНД) является эластичным материалом, имеющим способность к кристаллизации. Это вещество обладает высокой устойчивостью к излому и прочностью на разрыв, кроме того, оно может вбирать кинетическую энергию. Благодаря таким свойствам оно активно используется во многих сферах.
Изобретение технологии синтеза
Проведение процесса полимеризации полиэтилена при низком давлении существенно труднее, чем при высоком. Поэтому изобретение ПНД состоялось много позднее, чем ПВД. Только в начале 60-х годов прошлого века были созданы эти реакции проведения полимеризации, за что ученые Натта и Циглер удостоились Нобелевской премии по химии.
Процесс получения данного материала происходит при t до 150 градусов Цельсия, и уровне давлении до 2 МПа. Для прохождения реакции необходимы специальные катализаторы Циглера-Натта, большая часть из которых основаны на титановых соединениях. При этом получение полиэтилена низкого давления происходит с использованием растворной, суспензионной или газофазной технологии.
Особенности материала
В ходе полимеризации при низком давлении в ПНД, который можно заказать тут, происходит небольшое ветвление молекул. В итоге материал обретает большую межмолекулярную силу, что и обеспечивает ему повышенную прочность. Также к числу его характеристик можно отнести и следующие:
- невысокая восприимчивость к агрессивным веществам при стандартных комнатных температурах;
- устойчивость к воздействию низких и высоких (до +132 градусов Цельсия) температур;
- прочность на изгиб до 35 МПа;
- плотность составляет до 0,97 г/см. куб.
Кроме того, этот материал не токсичен и является безопасным для человеческого организма. Если сравнивать его с полиэтиленом высокого давления, то менее прозрачный, отличается низкой проницаемостью для паров и газов, однако более жесткий.
Использование
На сегодняшний день наиболее востребовано использование ПНД в производстве упаковочной тары путем экструзионного метода. В частности, именно из этого материала производят различные контейнеры, в которых хранят химически агрессивные вещества.
Кроме того, полиэтилен низкого давления является основой для производства большого ассортимента бытовых и кухонных принадлежностей. Также ПНД используют для изготовления строительных материалов, водопроводных труб, фильтров, детских игрушек, пленок и т.д.
Одним из перспективных направлений применения этого материала является, в частности, производство брони.
Полиэтилен низкого давления. — МосПолимер
На сегодняшний день полиэтилен выпускается в двух возможных вариациях: высокая и низкая плотность. Несмотря на то, что первый вариант обладает большим числом положительных свойств, именно полиэтилен низкого давления является куда более распространенным в производстве и в быту.
Ключевые преимущества полиэтилена низкого давления:
В принципе, здесь можно говорить практически о любых видах полиэтилена, так как основные характеристики у них вполне схожие:
- Тонкое сечение изготавливаемых деталей;
- Возможность эффективной стерилизации обычным водяным паром;
- Отличная водонепроницаемость и паронепроницаемость;
- Легкость материала;
- Относительная дешевизна самого материала и продукции на его основе.
В целом полиэтилен низкого давления – это отличное сочетание хорошей устойчивости к химическому воздействию, к механическим воздействиям и даже к радиоактивному излучению.
При всем этом современный ПНД отличается хорошими диэлектрическими свойствами. Благодаря этому полиэтилен низкого давления нашел широчайшее применение в самых различных областях промышленности.
Кроме описанных выше положительных свойств, можно также выделить несколько дополнительных:
- Очень низкая плотность, которая обеспечивает низкий вес (легче воды);
- Минимальный уровень влагопоглощения;
- Полная непроницаемость для водяного пара;
- Отличная вязкость, гибкость, эластичность;
- Большой температурный диапазон, при котором полиэтилен сохраняет все свои положительные свойства (-70 +100 градусов по Цельсию);
- Отличная свариваемость и прозрачность;
- Простая перерабатываемость практически любыми методами, подходящими для термопластов.
Особенности полиэтилена низкого давления:
Плотность данный вид полиэтилена отличается сильным разветвлением и крайне низкой плотностью (0,916–0,935 граммов на кубический сантиметр). Процесс изготовления происходит при высоком давлении, которое в некоторых случаях достигает 300 мПа.
Также обязательным элементом в процессе изготовления является высокая температура – не менее 100 градусов. Иногда она достигает трехсот.
Стоит обратить ваше внимание на то, что сами понятия низкого давления, среднего давления и высокой плотности вполне схожи между собой.
Если вы хотите купить полиэтилен, вам полезно знать о нем как можно больше. В ходе производства зачастую используется одно и то же давление в ходе полимеризации. Немногие знают, но полиэтилен изготавливается различными способами.
Один из самых нестандартных методов изготовления является метод под влиянием радиоактивного излучения. Но данный способ в итоге так и не получил широкого распространения в промышленности.
Кроме всего, сказанного выше, стоит отметить и возможность различных модификаций и получения сополимеров.
Области применения:
В зависимости от особенностей производства полиэтилен низкого давления и высокой плотности может быть использован в различных формах, начиная от простейших, до довольно крупных и сложных.
Сюда можно отнести:
• Пленка. Различные пакеты, упаковки, скотч и так далее;
• Тара. Самые разнообразные ПЭТ-бутылки, канистры, лейки, горшки и т.д;
• Пластиковые трубы, подходящие для работы даже с очень агрессивными средами;
• Электроизоляция;
• Броня;
• Корпуса для различного транспорта;
Утилизация:
Любой полиэтилен практически не поддается коррозии. Он десятилетиями может не терять целостности и формы. Поэтому с целью утилизации применяются специальные методы.
Основной метод переработки – экструзия. Не менее часто используется сжигание. При этом полиэтилен нагревается до температуры в сто двадцать градусов. Однако в данном случае в воздух выделяется большое количество летучих продуктов. Поэтому для этого необходимо использовать специальное оборудование, чтобы не навредить окружающей среде.
Полиэтилен низкого давления — характеристики и способы производства
Полиэтилен высокого и низкого давления является очень распространенным синтетическим сырьем для производства различных изделий. Этот материал обладает огромным запасом прочности на разрыв, что и обуславливает основную сферу его применения.
Он используется для изготовления различных упаковочных пленок, входит в состав полимерных труб для водопроводов и газопроводов, служит в качестве изоляционного слоя в некоторых видах электрического и оптоволоконного кабеля, применяется в теплоизоляционных целях.
Производство полиэтилена обходится достаточно дешево, поэтому он и получил столь широкое распространение. Но в последнее время его производство сокращается благодаря усилиям борцов за экологию.
Дело в том, что изделия из полиэтилена не разлагаются под воздействием природных факторов и отходы наносят существенный вред окружающей среде. Развитые страны уже перешли на изготовление упаковок и пакетов из экологически чистых материалов.
В будущем эта тенденция затронет весь мир, так что за полиэтиленом останется только промышленная сфера, а бытовую сторону жизни возьмут на себя другие материалы.
Полиэтилен низкого давления (ПНД) — это жесткий полимерный продукт высокой плотности. Он обладает высокой степенью связанности между молекулами структурной сетки, что повышает его износоустойчивость.
Из-за высокой плотности молекулярной сетки этот материал менее прозрачен, чем полиэтилен высокого давления. Используется ПНД в основном в промышленных целях, так как он имеет повышенную стойкость к химическим маслам и другим техническим жидкостям.
Его применяют для изготовления различных технологических емкостей. Лишь незначительный процент идет на удовлетворение бытовых нужд населения.
Технологии производства ПНД
Существует три технологии изготовления данного материала. Первая называется «суспензионная полимеризация». Этот метод подразумевает полимеризацию заранее подготовленных гранул. Весь процесс происходит в специальном растворе — суспензии.
Для устойчивости материала используются химические стабилизаторы, которыми могут выступать полимерные спирты, оксиды легких металлов, неагрессивные кислоты и некоторые виды глины.
Протекает процесс при постоянном перемешивании состава, благодаря чему полимеризация происходит в каждом мономере, что обеспечивает максимально устойчивое слияние элементов.
Такая технология позволяет получать максимально однородный по строению продукт, который не будет содержать изъянов или слабых зон. Недостатком метода является попадание остатков стабилизатора в структуру конечного продукта.
Растворная полимеризация протекает под действием температуры 60-130 градусов при помощи катализатора.
Получаемый полиэтилен низкого давления имеет однородное строение, высокую степень гибкости, хорошо восстанавливает структуру после незначительных деформаций, более устойчив к истиранию.
Из минусов стоит отметить сложность подбора катализатора, так как многие химические элементы под воздействием температуры начинают принимать участие в химической реакции, что является недопустимым ввиду влияния подобного процесса на конечный результат.
https://www.youtube.com/watch?v=KuXjqFB0g0w
Газофазная полимеризация в наши дни сохранилась на единицах заводов. Она практически не применяется ввиду невысокого качества получаемой продукции. Основа метода состоит в использовании газовой среды для полимеризации мономеров.
Процесс соединения протекает благодаря воздействию диффузии.
Этот процесс подразумевает свободное перемещение и столкновение молекул, поэтому финальный продукт имеет не совсем однородную структуру и некоторые участки могут быть гораздо менее устойчивы к износу.
Производство полиэтилена, как видно из приведенных методов, основано на применении законов химии. Оно сопряжено с постоянным использованием реакций между различными элементами.
В ходе протекания реакций выделяется большое количество побочных продуктов, которые являются отходами производства. Большинство отходов являются вредными для экологии, поэтому требуют правильного хранения и утилизации.
Не стоит пренебрегать этими процедурами, так как они урегулированы законодательными актами и нарушение повлечет за собой серьезные последствия.
Также на многих заводах налажено производство вторичного полиэтилена. В качестве сырья используются отслужившие свой срок материалы. Этот метод привлекателен с нескольких точек зрения.
С экономической стороны он требует меньших затрат на производство, так как идет фактически не производство нового материала, а возвращение к жизни уже готового элемента.
А с точки зрения экологии, вторичное сырье, которое идет на переработку, не загрязняет природу и не требует больших площадей для хранения после окончания эксплуатационного периода.
Требования ГОСТ
Установлены рабочие параметры полиэтилена низкого давления ГОСТом 16338-85. Постановление было принято еще советским правительством в 1985 году и дошло до наших дней без изменений и поправок.
Установленные стандарты удовлетворяют, в том числе и международным требованиям, так что отечественная продукция пригодна для экспорта во все страны мира. Продукция, которая соответствует предъявляемым требованиям, относится к высшей и первой категориям качества.
Технические характеристики согласно ГОСТу: плотность — не менее 0,93 грамма на сантиметр кубический, температура плавления — 125-130 градусов по Цельсию, плотность гранул мономера в структурном строении — не менее 0,5 грамм на сантиметр кубический, стойкость к разрушению на изгиб — не менее 19 мегапаскаль, стойкость к разрушению на порез — не менее 19 мегапаскаль, удельное электрическое сопротивление — 1,014 килоом, водопоглощение за календарный месяц — не более 0,04%.
Полиэтилен высокой плотности имеет линейное строение молекулярной кристаллической сетки. Продукция высокого качества не содержит разветвлений, которые приводят к неоднородности структуры материала. Неоднородное строение влечет за собой негативные последствия в виде не одинаковой прочности изделия на любом участке.
Поэтому необходимо тщательно соблюдать требования технологического процесса производства и использовать только сырье высокого качества.
Из основных свойств полиэтилена низкого давления также стоит выделить высокую степень связи между молекулами в кристаллической решетке и растворимость в ароматических углеводородах только под воздействием температуры свыше 120 градусов по Цельсию.
Плотность полиэтилена низкого давления должна соответствовать ГОСТу, иначе материал будет непригоден для использования в целевой отрасли. Это является самым важным параметром, который и определяет принадлежность полиэтилена к той или иной группе.
Широкая сфера применения полиэтилена обусловлена его отличными характеристиками
В мире насчитывается огромное количество производителей полиэтилена. Они ведут постоянную конкурентную борьбу между собой. Высокая степень стандартизации продукции не дает широких просторов для производственных экспериментов.
Поэтому основными аргументами в споре за внимание потенциальных клиентов являются ценовая политика и качество продукции. Немаловажным фактором является и реклама.
А на фоне осознания многими людьми проблемы глобального загрязнения природы весомым условием может оказаться внедрение более современного оборудования, минимизирующего количество вредных выбросов.
Марки полиэтилена весьма разнообразны. Материалы отличаются своим назначением и способом производства. В их структуру могут быть введены различные добавки, изменяющие базовые свойства до необходимого для определенных целей значения. Некоторые фирмы практикуют изготовление материалов по специальному заказу с уникальными свойствами.
Но такой вид производства используется крайне редко ввиду его дороговизны. Изделия из полиэтилена отличаются высоким качеством и долговечностью. Невосприимчивость к разрушающим природным факторам и способность противостоять многим видам агрессивных химических элементов значительно расширяет сферу возможного использования готовой продукции.
Полиэтилен является материалом для изготовления различных изделий. Поэтому его закупают в основном другие заводы, занимающиеся производством продукции из синтетического сырья. В продажу чаще всего поступает листовой полиэтилен низкого давления.
Подобный вид расфасовки очень удобен для клиентов. Он позволяет отматывать необходимое количество пленки и производить с ней всевозможные манипуляции.
К тому же рулон дает возможность хранить большое количество продукции в компактном виде, что также имеет положительное значение для транспортировки.
https://www.youtube.com/watch?v=F7NvdnZSo34
Одним из самых важных моментов в промышленном масштабе является производство труб из полиэтилена. Эти изделия приходят на смену металлическим трубопроводам. Они гораздо более долговечны, им не требуется защитное покрытие, и они имеют меньший вес. Используются такие трубы как непосредственно в домах, так и при прокладке надземных и подземных коммуникаций.
Сварка производится при помощи электрического нагревания концов соединяемых предметов. Под воздействием температуры материал переходит в вязкое состояние, которое позволяет легко совместить два элемента. Для этого их плотно прижимают друг к другу и держат некоторое время до полного остывания.
Затем при помощи специального инструмента удаляют лишние детали, а полиэтиленовые изделия остаются надежно скрепленными друг с другом.
Полиэтилен высокого давления: история, характеристики, сферы применения
14 июня 2016 17:55
Производство полиэтилена высокого давления (ПВД) сегодня в массовой форме организовано во многих странах мира. Он входит в число наиболее распространенных видов пластмасс, использующихся для получения упаковочных материалов. При этом развитие технологий не только не сокращает спрос на него, но и способствует его увеличению.
История открытия, процесс получения
Именно полиэтилен высокого давления (или как его еще называют, низкой плотности) и стал первым полимером, синтезированным человеком. По некоторым историческим данным, еще в конце XIX века ученый из Германии Ганс фон Пехман открыл этот продукт совершенно случайным образом.
Однако он не получал широкого распространения вплоть до 30-х годов XX века, когда его промышленное производство наладили инженеры Фосет и Гибсон.
Изначально этот материал использовали для изготовления телефонного кабеля, а с 1950-х годов его стали применять и в качестве упаковочного материала в пищевом производстве.
ПВД изготавливают сегодня с помощью проведения полимеризации этилена с использованием трубчатого реактора либо автоклава. При этом используется высокая температура (до 260 °С) и повышенное давление (около 300 МПа).
]
Полученный в результате этого материал обретает мягкость и пластичность и прекрасно подходит для производства упаковки. Заказать поставку полимерного сырья такого типа можно на официальном сайте компании ООО Юнитрейд.
При этом заказчик не только получает материал высокого качества, но и экономит свое время.
Свойства
Популярность и востребованность ПВД обусловлена следующими его свойствами:
- высокая степень текучести в расплаве, благодаря чему открываются возможности использования экструзии, литья и других метолов производства;
- большое количество ответвлений в структуре материала препятствует образованию кристаллической структуры, обеспечивая его пластичность и мягкость;
- сохранение свойств в диапазоне температур от -120 до +110 °C;
- плотность в пределах 0,9-0,93 к/куб. см.
Однако наряду с пластичностью данный материал обладает и достаточно низкой устойчивостью на разрыв.
Применение
Удачное сочетание физических и химических свойств обеспечивает применение полиэтилена высокого давления в производстве:
- электроизоляционных материалов;
- упаковочной тары;
- термоклея;
- пластмассовых изделий;
- выдувной продукции и т. д.
На сегодняшний день ПВД является одним из наиболее востребованных полимеров и по объему производства занимает первое место в мире.
ИА «МариМедиа». При использовании материала гиперссылка обязательна.
Полиэтилен. Свойства и область применения
Начало двадцатого века можно смело считать одним из самых важных для развития человечества периодов, именно в это время наука делает невероятный скачок вперед, открываются новые законы физики, делаются важнейшие медицинские открытия, химикам удается синтезировать уникальные материалы. Самым важным открытием двадцатого века в химии можно смело считать высокомолекулярные соединения – полимеры.
Самым известным полимером является полиэтилен – термопластичное вещество белого цвета, впервые полученное в 1899 году немецким инженером Г. Фон Пехманном.
Поначалу побочный продукт не заинтересовал ученых, так как ему не нашли практического применения, но в тридцатых годах 20 века после изучения свойств полиэтилена его стали использовать в качестве изоляции для электрокабелей, а в пятидесятых и как упаковочный материал.
Существуют разные технологии полимеризации полиэтилена в результате которых получают несколько видов материалов:
- ПНД — полиэтилен низкого давления, мягкая прочная пленка с низкой плотностью, отличной эластичностью, с температурой плавления 60 градусов. Обладает воздухо- и водонепроницаемыми свойствами, устойчив к воздействию химических веществ. Широко используется для производства упаковочных пакетов, мешков для бытовых, медицинских, строительных отходов, труб и т д. В отличие от полиэтилена высокого давления, ПНД обладает плотной структурой, близкое расположение молекул обуславливает такие свойства как непроницаемость для жиров и масел, высокую прочность на растяжение, сжатие, разрыв и т д. Для изготовления упаковочных, фасовочных и мусорных пакетов применяют пленки толщиной от 14 до 25 мкм.
- ПВД – полиэтилен высокого давления, по характеристикам схож с ПНД, но имеет более гладкую поверхность и отличается большей жесткостью.
- ПСД – полиэтилен среднего давления – результат смешения ПВД и ПНД, его применяют для производства пакетов с вырубной и петлевой ручками. Этот вид сочетает в себе положительные стороны ПВД и ПНД: высокая плотность при небольшой толщине стенок, и при этом низкая себестоимость. Пакеты из ПСД отличаются прочностью, высокой грузоподъемностью и долгим сроком эксплуатации.
- Вспененный полиэтилен, получают методом вспенивания бутан-пропановой смеси. Широко распространен в качестве теплоизоляционного материала, применяется в производстве хозяйственных машин, обуви, кожгалантереи и т д.
Как видно возможностей применения полиэтилена невероятно много, но при всем разнообразии использования основной сферой его применения остается производство пакетов для расфасовки, упаковки, сбора отходов и т д. На сегодняшний день полиэтилен является идеальным и незаменимым материалов для изготовления упаковочных материалов.
KXP Plast — Полиэтилен
Композиция полиэтилена высокой плотности
Марка
ПЭ2НТ11-9 (аналог зарубежного PE100). Другое применяемое обозначение в России данной марки полиэтилена — ПЭ100
Производитель
«ОАО «Казаньоргсинтез»
ТУ 2243-174-00203335-2007
Способ получения
Газофазный метод сополимеризации этилена при низком давлении на комплексных катализаторах
Назначение
Композиция предназначена для изготовления труб и изготовления соединительных деталей газораспределительных сетей, а также напорных труб и соединительных деталей хозяйственно-питьевого бытового назначения
Полиэтилен — это пластичный материал, который имеет хорошие диэлектрические свойства и небольшую поглотительную способность. Он физиологически нейтрален, ударостоек, не ломается и не имеет запаха. Обладает низкой газопроницаемостью и паропроницаемостью.
Полиэтилен не реагирует со всеми щелочами, растворами каких бы то ни было солей, концентрированной плавиковой и соляной кислотами. Материал устойчив к бензину, алкоголю, маслу, овощным сокам, воде. В органических растворителях не растворим, но может ограниченно в них набухать.
Разрушающее действие на полиэтилен оказывают 50% азотная кислота, а также жидкие и газообразные галогены фтор и хлор. Таблица стойкости полиэтилена к различным веществам приведена в приложении Е.
В атмосфере инертного газа и при нагревании в вакууме полиэтилен весьма стоек, но на воздухе при нагревании он может деструктироваться уже при температуре 80°С. К низким температурам до -70 °С устойчив.
Солнечная радиация и ультрафиолетовые лучи подвергают полиэтилен фотодеструкции, поэтому в качестве стабилизаторов используются производные бензофенов и сажа. Полиэтилен практически безвреден, так как опасные для здоровья людей вещества в окружающую среду не выделяются.
ПЭ2НТ11-9 (аналог зарубежного PE100). Другое применяемое обозначение в России данной марки полиэтилена — ПЭ100.
Переработка полиэтилена происходит легко и всеми методами переработки пластмасс. Очень легко модифицируется. Придать ему свойства каучука, улучшить химическую стойкость и теплостойкость можно с помощью хлорирования, фторирования, бромирования и сульфирования.
Повысить эластичность, прозрачность, стойкость к растрескиванию и адгезионные характеристики можно посредством сополимеризации с полярными мономерами и другими олефинами. Для улучшения ударной вязкости и других физических свойств полиэтилен смешивают с сополимерами и другими полимерами.
Физические, эксплуатационные и химические свойства полиэтиленов зависят от молекулярной массы и плотности полимеров, поэтому отличаются друг от друга. Например, полиэтилен высокого давления (ПЭВД) значительно мягче, чем полиэтилен низкого давления (ПЭНД), у которого более плотные и жесткие пленки.
Прочность при сжатии и растяжении у ПЭНД выше, а сопротивление удара и раздирания, а также проницаемость ниже, чем у ПЭВД.
Высокие прочностные качества имеет сверхмолекулярный полиэтилен, у которого молекулярная масса достигает более 1 000 000 а.е. Эксплуатировать такой полиэтилен можно при температурном диапазоне от -260 до +120 °С. У него низкий коэффициент трения, высокая износостойкость, стойкость к растрескиванию, химическая стойкость в самых агрессивных средах.
Из-за своей высокой плотности полимер, изготовленный при низком давлении, более плотный, теплостойкий, жесткий и твердый.
Также он имеет большую устойчивость к растворителям, чем полиэтилен, изготовленный при высоком давлении.
Однако ПЭНД менее морозоустойчив, а высокочастотные электрические характеристики немного хуже, чем у ПЭВД, но это не мешает применять полиэтилен, изготовленный с низким давлением как электроизоляционный материал.
По горючести полиэтилен, также как полипропилен, отнесен, согласно стандарту DIN 4102, к классу В: В1 — трудно возгораемые и В2 — нормально возгораемые. Полиэтилен ПЭ100 физиологически безвреден и годен к контакту с пищевыми продуктами.
Таблица химической стойкости полиэтилена
Характеристики материала ПЭ100 (ПЭ2НТ11-9) (по данным производителя)
Наименование показателейНорма
Плотность(кг/м³)
При 23ºС
954-960
При 20ºС
956-962
Показатель текучести расплава (индекс расплава) при 190ºС г/10 мин
а) при нагрузке 212Н (21,6 кг*с)
5-7
б) при нагрузке 49Н (5 кг*с), не менее
0,1
Предел текучести при растяжении, МПа, (кгс/см²), не менее
21
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
500
Массовая доля технического углерода (сажи), %
2,0-2,5
Массовая доля летучих веществ, мг/кг, не более
350
Тип распределения технического углерода (сажи)
I — II
Термостабильность при 200ºС, мин., не менее
20
Стойкость к медленному распространению трещин при 80ºС и начальном напряжении в стенке трубы 4,6 МПа, не менее (на трубах d110 с SDR 11 или d160 мм с SDR 11)
165500
Стойкость к газовым составляющим при 80ºС и начальном напряжении в стенке трубы 2 МПа, (на трубах d32 мм с SDR 11), не менее
20
Стойкость к быстрому распространению трещин при 0ºС при максимальном рабочем давлении трубопровода более 0,4 МПа
Маломасштабный метод на трубах d110 с SDR 11, критическое давление, не менее
МОР/2,4-0,072
Полномасштабный метод на трубах d160 мм, критическое давление, не менее
МОРх1,5
Стойкость при постоянном внутреннем давлении при 20ºС на трубах d32 мм с SDR 11при начальном напряжении
не менее 12,4 МПа
100
не менее 11,6 МПа
2500
Нижний доверительный предел длительной прочности (минимальная длительная прочность (MRS)) МПа, не менее
10
Значения следующих характеристик (не указанных производителем) рекомендуется принимать не хуже значений полиэтилена марки 273-79, сорт первый согласно ГОСТ 16338-85
Наименование показателейНорма
Температура хрупкости ºС, не выше
-70ºС (-120ºС согласно ГОСТ)
Модуль упругости при изгибе, МПа
685-880
Отношение ПТР21/ПТР5
20-45
Температура плавления, °С
125-132
Температура размягчения по Вика в воздушной среде, °С
120-125
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа
19,0-35,0
Прочность при разрыве МПа (кгс/см2), не менее
20,6(210)
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц
2,32-2,36
Удельная теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг×°С
1680-1880
Теплопроводность, В/(м×°С)
(41,8-44)×10-2
Другие основные характеристики полиэтилена ПЭ80, ПЭ100 согласно данным мировых производителей полиэтилена
Наименование показателейНорма
Рекомендуемая температура окружающей среды при применении, ºС
От -50ºС до +60ºС (кратковременно до +80 ºС)
Модуль упругости при растяжении (модуль Юнга), МПа
900 (ПЭ100);800 (ПЭ80)
Ударная прочность, кДж/м²
Без разрыва
Коэффициент теплового расширения, 1/ºС
0,15-0,19
Пнд или полиэтилен низкого давления: что это такое, какие преимущества и где используется
При монтаже водопроводной системы в частном доме или квартире, могут использоваться различные трубы. Еще совсем недавно для этих целей применялись только изделия из стали. Но в последнее время им на смену пришли пластиковые трубы.
Так, довольно часто используются изделия из ПНД. Но этот материал используется не только для производства труб, он широко применяется для изготовления самых различных изделий, начиная от бытовых предметов и заканчивая комплектующими к оборудованию. А что это такое? Какими особенностями обладает данный материал? Об этом и пойдет речь в статье.
- Что это такое?
- Область применения
- Преимущества труб из ПНД
- Заключение
ПНД – это аббревиатура такого продукта, как полиэтилен низкого давления. При его производстве используют три различные технологии. А именно:
- суспензионную;
- растворную;
- газофазную.
В зависимости от способа получения может обладать некоторыми различиями в своем составе и структуре. Так, суспензионный материал содержит различные химические стабилизаторы. А материал, произведенный газофазным способом, имеет в своем составе остатки газов и масел.
В результате такой обработки первичного сырья получается материал высокой плотности. Этот показатель у ПНД превышает значение 0,941 г на кубический сантиметр. В результате чего увеличивается прочность изделий, но уменьшается его прозрачность.
Такие свойства ПНД получил из-за своего молекулярного строения. В его структуре преобладает низкая степень ветвления молекул. Из этого следует, что ПНД обладает большими межмолекулярными силами. Именно поэтому он имеет большую прочность на разрыв.
Материал выпускается в виде гранул, с фракциями в 2-5 мм. Именно из них выпускается широкий спектр изделий. Сам материал обладает следующими характеристиками:
- плавиться при температурах выше +130 градусов;
- переходит в хрупкое состояние при температурах ниже -70 градусов;
- высокая твердость и прочность на растяжение и жим;
- жидкостная и паровая непроницаемость;
- стойкость к большинству агрессивных сред. Легко переносит воздействие кислот, щелочей, масел и жиров;
- обладает диэлектрическими свойствами;
- можно обрабатывать термическим способом.
Область применения
Полиэтилен низкого давления – это весьма востребованный материал в современной промышленности, строительстве и других отраслях. Изделия из него обладают не только высокими показателями прочности, но и низкой стоимость. Именно последний факт сделал ПНД популярным.
Этот материал используют при производстве:
- различных видов пленки, как гладкой, так и пузырчатой. Она идет на различные упаковки и проведения изоляционных работ;
- из ПНД изготавливают различные пакеты, которые используются как в быту, так и в промышленности;
- коммуникационные трубы. Водопровод и всевозможные другие трубопроводы, в быту и в промышленности, довольно часто делают именно из таких изделий;
- изоляция для электрокабелей. Полиэтилен низкого давления не пропускает влагу и не подвержен гниению, а значит, является прекрасной защитой;
- сеточный и листовой материал.
Все эти изделия производятся методом экструзии. Но с ПНД можно использовать и другие технологии. Например, под давлением можно вылить различные предметы быта (игрушки, посуду, тару и т.д.
), фурнитуру (для швейной и мебельной промышленности ), комплектующие и детали для различной техники (бытовые устройства, автомобили).
Если используется метод ротора, то можно производить баки, дородные блоки, объемные конструкции (например, для детских игровых площадок).
Преимущества труб из ПНД
Очень часто при проведении системы водопровода используют трубы из полиэтилена низкого давления . А чем обоснована такая популярность этого материалы? Какими улучшенными характеристиками обладают трубы из ПНД?
Во-первых, такие изделия не боятся воздействия агрессивных сред. Химические вещества, коррозия, влага – все это не страшно трубам из ПНД. Это значит, что изделия обладают большим сроком эксплуатации. Большинство производителей указывают, что их трубы прослужат 50 и более лет.
Во-вторых, трубы из ПНД обладают малым весом. Это существенно облегчает проведения монтажных работ. Существует множество фитингов для соединения труб из ПНД. При этом высокой квалификации специалистов для проведения монтажных работ не требуется. Да и сама доставка к месту установки не вызовет проблем. Трубы выпускаются в бухтах, перевозить которые с места на место очень легко.
Облегчается и сама эксплуатация трубопроводов из ПНД. Внутренняя поверхность труб абсолютно гладкая, что не дает образовываться засорам. Изделия не бояться морозов. Даже если внутри труб замерзнет вода, то это не нанесет им вреда. ПНД очень эластичен. Образовавшаяся ледяная пробка просто увеличит диаметр труб, но не разорвет их.
]
Если случится прорыв, то ремонт не займет много времени. Вставить новый кусок трубы при помощи существующих фитингов не составит большого труда. К тому же особого ухода трубопроводы из ПНД не требуют.
Заключение
ПНД или полиэтилен низкого давления – современный и практичный материал. Его широко используют во многих отраслях.
Различные предметы быта, игрушки, комплектующие и многие другие изделия, выполнены именно из этого удобного материала. ПНД используется и для производства водопроводных труб.
Сделанные из таких изделий трубопроводы отвечают всем санитарным нормам и служат больше полувека.
