1. Полиэтилен (ПЭ)
(1) Свойства и области применения
Полиэтилен (ПЭ) — типичный термопластичный материал. Это белый порошок без запаха и вкуса, нетоксичный и горючий. Полиэтиленовые смолы, используемые для литья, обычно поставляются в виде воскообразных гранул, полученных путем экструзии и гранулирования, и имеют молочно-белый цвет.
Молекулярная масса полиэтилена обычно составляет от 10 000 до 1 000 000. Полиэтилен с молекулярной массой свыше 1 000 000 относится к категории Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE). Как правило, чем выше молекулярная масса, тем лучше физические и механические свойства. Однако с увеличением молекулярной массы технологичность материала ухудшается.
Поэтому в зависимости от предполагаемого применения следует выбирать соответствующую молекулярную массу и условия переработки. Полиэтилен с высокой молекулярной массой подходит для конструкционных и несущих элементов, тогда как полиэтилен с низкой молекулярной массой в основном используется в качестве покрытий, полиролей, смазочных материалов, пластификаторов и в аналогичных целях.
Механические свойства полиэтилена в значительной степени зависят от таких факторов, как молекулярная масса, степень разветвленности и кристалличность. Полиэтилен высокой плотности (HDPE) обычно демонстрирует прочность на разрыв 20–25 МПа, тогда как полиэтилен низкой плотности (LDPE) обычно имеет прочность на разрыв всего 10–12 МПа.
На характеристики растяжимости полиэтилена в основном влияет его плотность. По мере увеличения плотности и кристалличности гибкость и растяжимость, как правило, снижаются.
Полиэтилен также обладает превосходными электроизоляционными свойствами. Будучи неполярным изоляционным материалом, его диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери практически не зависят от температуры и частоты. Благодаря своим выдающимся высокочастотным характеристикам он особенно подходит для изготовления изоляционных слоев различных высокочастотных кабелей и подводных кабелей.
(2) Виды полиэтилена
1. Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)
(1) Производительность:
Диапазон плотности полиэтилена низкой плотности составляет 0,910–0,925 г/см³. Его молекулярная структура представляет собой разветвленную цепь с длинными и короткими ответвлениями, присоединенными к основной цепи. На каждые 1000 атомов углерода в основной цепи приходится около 50 или менее этильных, бутильных или более длинных ветвей. По сравнению с полиэтиленом высокой и средней плотности он имеет более низкую кристалличность (551–651 ТП3Т), более низкую температуру размягчения (108–126 °C) и более широкий диапазон индекса текучести расплава (0,2–80 г/10 мин). Поскольку химическая структура полиэтилена низкой плотности схожа с химической структурой парафиновых углеводородов и не содержит полярных групп, он обладает хорошей химической стабильностью и устойчивостью к коррозии под действием кислот, щелочей и водных растворов солей. Его электрические свойства превосходны: низкая проводимость, низкая диэлектрическая проницаемость, низкие диэлектрические потери и высокая диэлектрическая прочность. Однако полиэтилен низкой плотности обладает низкой термостойкостью и не устойчив к старению под воздействием кислорода или света. Поэтому в состав смолы обычно добавляют антиоксиданты и поглотители ультрафиолета для повышения ее стойкости к старению. Полиэтилен низкой плотности обладает хорошей гибкостью, растяжимостью и прозрачностью, но его механическая прочность ниже, чем у полиэтилена высокой плотности и линейного полиэтилена низкой плотности.
(2) Заявки:
Полиэтилен низкой плотности в основном используется для производства пленки. На пленочные изделия приходится более половины общего объема производства изделий из полиэтилена низкой плотности; они используются в качестве агропленки и упаковки для различных продуктов питания, текстиля и промышленных товаров. Благодаря превосходным электроизоляционным свойствам полиэтилен низкой плотности часто используется в качестве материала для оболочки проводов и кабелей. Его также используют для изготовления изделий методом литья под давлением, таких как различные игрушки, крышки, коробки и контейнеры. В смеси с полиэтиленом высокой плотности его можно использовать в литье под давлением и выдувном формовании для производства труб, контейнеров и т. д.
2. Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)
(1) Производительность:
Плотность полиэтилена высокой плотности составляет 0,941–0,965 г/см³, а его молекулярная структура является линейной с небольшим количеством разветвлений — в среднем всего несколько разветвлений на 1000 атомов углерода. По сравнению с полиэтиленом низкой плотности полиэтилен высокой плотности имеет кристалличность 80–90 %, более высокую плотность, более высокую рабочую температуру, большую твердость и механическую прочность, а также хорошую химическую стойкость.
(2) Заявки:
Области применения полиэтилена высокой плотности отличаются от областей применения полиэтилена низкой плотности. Около 50–70 % полиэтилена низкой плотности используется для производства пленки, тогда как полиэтилен высокой плотности в основном применяется для изготовления жестких полых изделий, на которые приходится примерно 40–65 % от общего объема его потребления. Конкретные области применения включают: выдувное формование для производства различных бутылок, банок и промышленных емкостей, таких как резервуары и бочки; литье под давлением для изготовления бытовых емкостей, таких как тазы, ведра, корзины, ящики и рамы, а также предметов повседневного пользования и мебели; экструзионное формование для производства различных труб, обвязочных лент, волокон и монофиламентов. Кроме того, он может использоваться для изготовления материалов для оболочки проводов и кабелей, а также синтетической бумаги. При добавлении большого количества неорганических солей кальция он также может использоваться для производства упаковочных коробок из кальций-пластика, мебели, дверей и окон. В последнее время полиэтилен высокой плотности все чаще используется для производства высокопрочных ультратонких пленок для упаковки продуктов питания, сельскохозяйственной продукции и текстиля.
