Полиэтилен высокой плотности ( ПЭВП ) или полиэтилен высокой плотности ( ПЭВД ) представляет собой термопластичный полимер , получаемый из мономера этилена . Его иногда называют «алкатеном» или « полиэтиленом », когда он используется для труб HDPE . [1] Благодаря высокому соотношению прочности и плотности полиэтилен высокой плотности используется в производстве пластиковых бутылок , устойчивых к коррозии труб, геомембран и пластиковых пиломатериалов . ПЭВП обычно перерабатывается, и его идентификационный код смолы имеет цифру «2» .
В 2007 году мировой рынок ПНД достиг объёма более 30 миллионов тонн. [2]
HDPE известен своим высоким соотношением прочности и плотности. [4] Плотность ПНД колеблется от 930 до 970 кг/м 3 . [5] Хотя плотность ПЭВП лишь незначительно выше, чем у полиэтилена низкой плотности , ПЭВП имеет небольшое разветвление , что придает ему более сильные межмолекулярные силы и прочность на разрыв (38 МПа против 21 МПа), чем ПЭНП. [6] Разница в прочности превышает разницу в плотности, что придает ПЭВП более высокую удельную прочность . [7] Он также более твердый и непрозрачный и может выдерживать несколько более высокие температуры (120 °C/248 °F в течение коротких периодов времени). Полиэтилен высокой плотности, в отличие от полипропилена , не выдерживает нормально необходимых условий автоклавирования . Отсутствие разветвлений обеспечивается соответствующим выбором катализатора (например, катализаторов Циглера-Натта ) и условий реакции .
ПЭВП устойчив ко многим различным растворителям , и его чрезвычайно сложно склеить; Соединения обычно выполняются сваркой.
Физические свойства ПЭВП могут различаться в зависимости от процесса формования, используемого для изготовления конкретного образца; в некоторой степени определяющим фактором являются международные стандартизированные методы испытаний, используемые для определения этих свойств для конкретного процесса. Например, при ротационном формовании для определения стойкости образца к растрескиванию под воздействием окружающей среды используется испытание на постоянную растягивающую нагрузку с надрезом (NCTL). [8]
Благодаря этим полезным свойствам трубы из ПНД идеально подходят для питьевой воды [9] и сточных вод (ливневых и канализационных). [10]
HDPE имеет широкий спектр применения; для применений, свойства которых соответствуют свойствам других полимеров, выбор в пользу использования ПЭВП обычно является экономичным:
ПЭВП также используется для изготовления вкладышей на санитарных свалках в США, подзаголовок D , где большие листы ПЭВП либо свариваются экструзией , либо свариваются клином, образуя однородный химически стойкий барьер с целью предотвращения загрязнения почвы и грунтовых вод жидкостью. составляющие твердых отходов .
HDPE был впервые использован в Индии в 1974-1976 годах компанией Aristocrat Bag, детищем Jal Engineer. Это было впервые в мире. Samsonite использует ABS с 1960 года и продолжает это делать. Но HDPE в качестве замены металлическим багажникам был начат компанией Aristocrat, затем багаж Safari появился как отколовшаяся от Aristocrat единица. Третьим отколовшимся партнером, который освоил ремесло, затем вытеснил изобретателя, купил компанию и продержался долгое время, был VIP-багаж. Сегодня только сафари- и VIP-компании продолжают производство в меньших масштабах. Сейчас поколение хочет ньюэйджа и супербрендов и не понимает ценности долговечности и производства.
В сфере пиротехники в качестве минометов полиэтилен HDPE предпочтительнее, чем стальные или ПВХ- трубы, поскольку он более долговечен и безопасен: HDPE имеет тенденцию рваться или рваться в случае неисправности, а не разбиваться и превращаться в шрапнель, как другие материалы.
Молочные бутылки, кувшины и другие полые изделия, изготовленные методом выдувного формования, являются наиболее важной областью применения полиэтилена высокой плотности, на которую приходится треть мирового производства, или более 8 миллионов тонн.
Прежде всего, Китай, куда бутылки для напитков из полиэтилена высокой плотности были впервые импортированы в 2005 году, является растущим рынком жесткой упаковки из полиэтилена высокой плотности в результате повышения уровня жизни в стране . В Индии и других густонаселенных развивающихся странах расширение инфраструктуры включает внедрение труб и изоляции кабелей из полиэтилена высокой плотности. [2] Материал получил пользу от дискуссий о возможных проблемах со здоровьем и окружающей средой, вызванных ПВХ и поликарбонатным бисфенолом А (BPA), а также о его преимуществах перед стеклом, металлом и картоном.
Промышленное производство ПЭВП из этилена происходит посредством полимеризации Циглера-Натта или суспензионного процесса Филлипса. В методе Циглера-Натта используется комбинация катализаторов, включая тетрахлорид титана, в контакте с газообразным этиленом для осаждения полиэтилена высокой плотности. [17] Аналогичным образом, суспензионный процесс Филлипса использует катализаторы на основе диоксида кремния в контакте с быстродвижущимися углеводородами и суспензией полиэтилена для осаждения полиэтилена высокой плотности. [18]
Обработка определит свойства HDPE. Метод, используемый для синтеза ПЭВП, имеет решающее значение, поскольку микроструктура ПЭВП будет различаться. Процесс Phillips Slurry позволяет получать полиэтилен высокой плотности с меньшим разветвлением и более точными молекулярными массами, чем процесс Циглера, но процесс Циглера обеспечивает большую гибкость в выборе типа производимого полиэтилена. [18]
Молекулярная масса ПЭВП относится к длине полиэтиленовых цепей и помогает определить такие свойства, как гибкость, предел текучести и температура плавления. После образования осадка температура, давление и время охлаждения во время обработки будут определять степень кристалличности, при этом более высокая степень кристалличности приводит к большей жесткости и химической стойкости. [19] В зависимости от применения метод и этапы обработки могут быть скорректированы для достижения идеального результата.
После синтеза HDPE он готов к использованию в коммерческих продуктах. Методы промышленного производства изделий из полиэтилена высокой плотности включают литье под давлением для изготовления изделий сложной формы, например игрушек. Экструзионное формование используется для производства изделий постоянного профиля, таких как трубы и пленки. Выдувное формование предназначено для полых изделий, в частности бутылок и пластиковых пакетов. Ротационное формование используется для изготовления крупных бесшовных деталей, таких как химические бочки и каяки. [19] Метод, используемый во время обработки, зависит от требований к продукту, каждый из которых имеет свои преимущества для конкретного применения.
.jpg/1280px-Pulling_on_the_hood_of_the_Tyveck_suit_(5429334133).jpg)
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )