Polietilen (PE) je svestrana sintetička smola koja je revolucionirala naš svakodnevni život. To je najčešće korištena plastika na svijetu.
Otkriveno 1930-ih, PE je prešao dug put od svojih skromnih početaka. Danas je to bitan materijal u bezbroj industrija.
Od ambalaže do izgradnje, PE plastična igra ključnu ulogu u našem modernom svijetu. U ovom ćemo postu istraživat ćemo fascinantan svijet PE plastike.
Saznat ćete o njegovim svojstvima, vrstama i aplikacijama koje ga čine neophodnim u našem svakodnevnom životu.
Hemijski sastav i struktura PE plastike
Hemijska formula
Polietilen (PE) ima jednostavnu hemijsku formulu: (C2H4) n . Sastoji se od dva atoma ugljika povezana sa četiri atoma vodika. 'N ' u formuli predstavlja ponavljajuće jedinice ove strukture. Kad se mnogi etilen molekuli (C2H4) spajaju, oni formiraju duge lance, stvarajući polietilen.
Molekularna struktura PE
Proces koji stoji iza toga naziva se polimerizacija . Etilen monomeri povezuju se u lančanoj reakciji, pretvaranjem u PE. Ovaj se proces može dogoditi kroz različite metode, poput polimerizacije Ziegler-Natta ili besplatne radikalne polimerizacije . Svaka metoda pomalo utječe na završne nekretnine PE.
Molekularna struktura
PE-ova molekularna struktura igra ključnu ulogu u njegovom učinku. Molekularna težina PE može značajno razlikovati, a to utječe na snagu, fleksibilnost i izdržljivost plastike. Veća molekularna težina obično znači jači materijal, što ga čini pogodnim za teške primjene.
Razgrananje je još jedan važan faktor. PE može imati različite razine grananja u svojim molekularnim lancima. Više razloga, kao u polietilen niskogubilnosti (LDPE) , rezultira mekšim, fleksibilnijim plastikom. S druge strane, polietilen visoke gustoće (HDPE) ima manje grana, što ga čini čvršćim i čvrstim.
Crystallyline takođe utiče na PE ponašanje. Što je kristallina PE, to je krutiji i manje transparentniji. Na primjer, HDPE, koji ima visok stupanj kristalnosti, koristi se u proizvodima koji zahtijevaju snagu, poput spremnika i cijevi. Suprotno, LDPE, sa donjim kristalininity, savršen je za plastične vrećice i fleksibilne filmove.
Vrste PE plastike
Polietilen niske gustoće (LDPE)
Karakteristike i svojstva
LDPE je poznat po svojoj fleksibilnosti i transparentnosti. Meko je, tvrd i otporan na udarce.
Ključna svojstva:
Proces proizvodnje
LDPE se proizvodi pomoću visokog pritiska i temperature. Proces uključuje:
Kompresija etilenskog plina
Polimerizacija u reaktoru
Hlađenje i peletiranje
Uobičajene aplikacije
Polietilen visoke gustoće (HDPE)
Jedinstvene karakteristike i prednosti
HDPE je jači i krutiji od LDPE-a. Nudi:
Metode proizvodnje
HDPE se proizvodi pomoću niskog pritiska i temperature. Metode uključuju:
Popularne namjene u industriji
Linearni polietilen niske gustoće (LLDPE)
Poređenje sa LDPE
LLDPE kombinira karakteristike LDPE i HDPE:
Fleksibilniji od HDPE
Jači od LDPE
Bolji otpor proboja
Tehnike proizvodnje
LLDPE se proizvodi pomoću:
Ove metode omogućavaju preciznu kontrolu grananja.
Specifične aplikacije
Omot
Poljoprivredni filmovi
Fleksibilna cijev
Kablovske obloge
Ultra-visoka molekularna težina polietilen (UHMWPE)
Izuzetna svojstva
Uhmwpe se može pohvaliti:
Proizvodni izazovi
Proizvodnja UHMPE je složena zbog:
Često se koriste posebne tehnike poput kompresijskog oblikovanja.
Aplikacije za visoke performanse
BulletOporni prsluci
Umjetni zglobovi u medicini
Dijelovi industrijske mehanizacije
Vlakna visokih performansi
Ukršteni polietilen (PEX)
Prednosti unakrsnog povezivanja
Poboljšanja unakrsne veze:
Otpornost na temperaturu
Kemijska otpornost
Mehanička čvrstoća
Proces proizvodnje
PEX proizvodi:
Stvaranje HDPE
Unakrsno povezivanje pomoću peroksida, silana ili elektron snopa
Koristi u vodovodu i izgradnji
Polietilen srednje gustoće (MDPE)
Svojstva i karakteristike
MDPE nudi ravnotežu između HDPE i LDPE-a:
Metode proizvodnje
MDPE se obično proizvodi pomoću:
Primjene u plinskim cijevima i priključcima
Etilen kopolimeri
Vrste kopolimera
Uobičajeni etilen kopolimeri uključuju:
Etilen vinil acetat (EVA)
Etilen akrilna kiselina (EAA)
Etilen metakrstična kiselina (EMAA)
Jedinstvena svojstva i prednosti
Ponuda etilen kopolimera:
Poboljšana fleksibilnost
Poboljšano adhezija
Bolja jasnoća
Povećana žilavost
Specifične aplikacije
Eva: Pjenani potplati u cipelama
EAA: ljepljivi slojevi u pakiranju
Emaa: Golf lopta navlake
Općenito: Hot rastopio ljepilo, zaptivne mase
Ključna svojstva PE plastike
Varijacije gustina
PE plastika dolazi u raznim gustoćom. Ova nekretnina značajno utječe na njihove karakteristike i aplikacije.
Evo brzog raspada:
LDPE: 0.910-0.925 g / cm³3;
LLDPE: 0.915-0.925 g / cm³
MDPE: 0.926-0.940 g / cm³3;
HDPE: 0.941-0.965 g / cm³
Veća gustina obično znači veću snagu i ukočenost. Niža gustina nudi veću fleksibilnost i otpornost na udarce.
Uticaj molekularne težine
Molekularna težina reprodukuje ključnu ulogu u PE Properties. Utječe na snagu, žilavost i obradu.
Ključne tačke:
Uhmwpe, sa svojom izuzetno velikom molekularne težine, prikazuje izuzetnu čvrstoću i otpornost na habanje.
Kemijska otpornost
PE plastika uglavnom pokazuje odličnu hemijsku otpornost. Oni su inertne mnogim tvarima.
Otpor varira od strane PE tipa:
HDPE: Vrhunska otpornost na hemikalije i otapala
LDPE: Dobra otpornost, ali mogu utjecati na neke ugljikovodike
PE odolijeva kiselinama, bazama i većini otapala. Nije otporan na jaku oksidansu.
Tolerancija na temperaturu
PE plastika može izdržati niz temperatura. Njihove performanse varira na osnovu vrste i razreda.
Opći raspon temperature:
LDPE: -50 ° C do + 80 ° C
HDPE: -60 ° C do + 120 ° C
Uhmwpe: -200 ° C do + 80 ° C
PEX nudi poboljšanu otpornost na visokoj temperaturi, pogodnu za cijevi za toplu vodu.
UV otpor
Nemodificirani PE je osjetljiv na UV degradaciju. Produžena izloženost suncem može uzrokovati promjene od brusnih i boja.
Da biste poboljšali UV otpor:
Dodajte UV stabilizatore
Uključite karbon crni (za crne PE proizvode)
UV stabilizirani PE pronalazi upotrebu u vanjskim aplikacijama poput poljoprivrednih filmova i vanjskim namještajem.
Razmatranja sigurnosti hrane
Mnoge Vrste PE su odobrena od FDA za kontakt sa hranom. Oni su netoksični i ne prebacuju ukus ili miris.
SIGURNOSNI VELIKSKI KARAKTERISTIKE:
HDPE i LDPE se obično koriste u ambalaži za hranu. UHMWPE je pogodan za opremu za preradu hrane.
Zapamtite: Uvijek provjerite određene ocjene za usklađenost sa sigurnošću hrane.
Detaljna uporedna imovine PE tipovi
| nekretnine | LDPE | LLDPE | MDPE | HDPE | UHMWPE |
| Gustina (g / cm³) | 0.910 - 0.925 | 0.915 - 0.925 | 0.926 - 0.940 | 0.941 - 0.965 | 0.930 - 0.935 |
| Kristallity | Niska (40-50%) | Srednji (50-60%) | Srednje visok | Visok (70-80%) | Vrlo visok (> 85%) |
| Zatezna čvrstoća (MPA) | 8-12 | 10-30 | 20-35 | 20-40 | 40-48 |
| Tačka topljenja (° C) | 105 - 115 | 120 - 130 | 125 - 135 | 130 - 137 | 130 - 135 |
| Fleksibilnost | Naj fleksibilniji | Fleksibilan | Umjeren | Manje fleksibilan | Najmanje fleksibilan |
| Krutost | Najmanje krut | Malo kruti | Umjereno kruta | Krut | Najpričavniji |
| Ključne karakteristike | Fleksibilan, proziran | Poboljšana snaga, otporan na probijanje | Bilans nekretnina | Snažan, otporan na hemikalije | Izuzetno jak, otporan na habanje |
| Uobičajene aplikacije | Filmovi, torbe | Stretch omot, cijev | Plinske cijevi, kablovi | Boce, cijevi | Dijelovi visokih performansi |
Napomena: Tačne vrijednosti mogu se malo razlikovati ovisno o određenim razredima i proizvođačima.
Tehnike obrade PE
PE plastika je svestrana. Može se obraditi pomoću različitih metoda.
Obriši ubrizgavanje
Ubrizgavanje je popularno za masovne dijelove za proizvodnju PE. Evo kako to funkcionira:
PE peleti se rastope.
Rastopljena plastika ubrizgava se u kalup.
Kalup se ohladi, učvršćujući plastiku.
Gotov dio se izbacuje.
Ova metoda je odlična za stvaranje složenih oblika. Koristi se za čepove za boce, posude i igračke.
Ekstruzija
Ekstruzija se koristi za stvaranje kontinuiranih profila. Proces uključuje:
Toplice PE peleti.
Prisiljavajući rastopljene plastike kroz matricu.
Hlađenje i učvršćivanje ekstrudiranog oblika.
Idealan je za proizvodnju cijevi, cijevi i žičane premaze.
Puhanje
Ubrizgavanje je savršeno za šuplje objekte. Evo procesa:
PE cijev (surapnog) je ekstrudirana.
Parion je stegnut u kalupu.
Air se puha u suradnicu, širi ga u obliku kalupa.
Dio se hladi i izbacuje se.
Ova se tehnika koristi za boce, rezervoare za gorivo i velike kontejnere.
Rotacijsko oblikovanje
Rotacijsko oblikovanje je odlično za velike, šuplje dijelove. Koraci su:
PE puder se nalazi u kalupu.
Kalup se zagrijava i rotira.
Prašak se topi i kaputira unutrašnjosti kalupa.
Kalup se ohladi, a dio se uklanja.
Koristi se za tenkove, igralište opremu i kajake.
Kompresioniranje (za UHMWPE)
UHMWPE zahtijeva posebnu obradu. Kompresioniranje se često koristi:
Uhmwpe puder nalazi se u grijanom kalupu.
Pritisak se nanosi za komprimiranje praha.
Materijal se zagrijava za svoju talište.
Dio se ohladi pod pritiskom.
Ova metoda proizvodi dijelove velike čvrstoće poput umjetnih spojeva.
Film puhanje
Film puhanje stvara tanke PE filmove. Proces:
PE se rastopi i ekstrudira u cijev.
Zrak se puha u cijev, širi ga.
Mjehurić se hladi i sruši.
Film je ranjen na rolne.
Ova tehnika stvara plastične vrećice i filmove za pakiranje.
3D štampanje sa PE
3D štampanje sa PE se pojavljuje. Nudi nove mogućnosti:
HDPE filamenti su dostupni za FDM pisače.
Omogućuje prilagođenu, malu seriju proizvodnju.
Reciklirani PE se može koristiti, promocija održivosti.
Izazovi ostaju, ali to je uzbudljivo područje razvoja.
Izmjene i aditivi za PE plastiku
Unakrsno povezivanje za kreiranje PEX-a
Ukršteni PE (PEX) nudi poboljšane nekretnine:
PEX se kreira kroz tri metode:
Peroksid (PEX-A)
Silane (PEX-B)
Elektronska greda (PEX-C)
Široko se koristi u vodovodnim i blistavim sustavima grijanja.
Hloriranje za proizvodnju CPE-a
Klorirani PE (CPE) dodaje nove funkcije:
Poboljšana otpornost na vremenske prilike
Poboljšana retardancija plamena
Povećana otpornost na ulje
CPE se koristi u:
Krovne membrane
Žica i kablovska jakna
Automobilski dijelovi
Kopolimeri (Eva, etilen-akrilna kiselina)
Kopolimeri kombiniraju PE s drugim monomerima:
Etilen vinil acetat (EVA)
Povećana fleksibilnost
Bolja jasnoća
Poboljšani otpor udara
Eva se koristi u:
Potplati za cipele
Filmovi za pakiranje
Ljepila za toplu rastopu
Etilen-akrilna kiselina (EAA)
EAA pronalazi aplikacije u:
Multilayer ambalaža
Premazi
Ljepila
Metallocen PE (MPE) za poboljšane nekretnine
MPE nudi nekoliko prednosti:
Koristi se u:
Ostale izmjene za određene aplikacije
PE Može se modificirati s različitim aditivima:
| dodataka vrste | vrste | primjena |
| UV stabilizatori | Sprečite degradaciju od sunčeve svjetlosti | Vanjski proizvodi |
| Antioksidanti | Sprečite oksidaciju tokom obrade | Svi PE proizvodi |
| Bojari | Dodajte boju | Roba široke potrošnje |
| Retardanti plamena | Smanjiti zapaljivost | Građevinski materijal |
Prijave u industriji
PE plastika je nevjerovatno svestran. Koristi se u brojnim industrijama.
Pakovanje
Pakovanje hrane
PE je savršen za ambalažu hrane. Koristi se u:
Plastične vrećice
Kontejneri za hranu
Čepovi za boce
LDPE i HDPE su zajednički izbori. Čuvaju hranu svjež i sigurni.
Izvor i mage U-Nuo HDPE šampon 16 oz
Industrijska ambalaža
PE sjaji u industrijskom ambalaži:
Vreće za otpremu
Obloga bubnja
Zaštitni oblozi
HDPE se često koristi za njegovu snagu i hemijsku otpornost.
Prednosti u industriji ambalaže
PE nudi mnogo prednosti:
Lagan
Otporan na vlagu
Isplativ
Reciklirati
Ove kvalitete čine PE gornji izbor za pakiranje.
Građevinski i građevinski materijali
Cijevi i fitingi
PE cijevi se široko koriste. Super su za:
Vodovod
Distribucija plina
Kanalizacioni sistemi
HDPE cijevi su izdržljive i otporne na koroziju.
Izolacioni materijali
PE pena je odličan izolator. Koristi se u:
Zidna izolacija
Krovni podloga
Zvučno prigušenje
To je lagana i otporna na vlagu.
Geomembranes
PE Geomembranes su ključni u izgradnji:
Oni pružaju izvrsnu hemijsku otpornost i izdržljivost.
Automobilska industrija
Cisterne za gorivo
HDPE rezervoari za gorivo su uobičajeni u vozilima. Oni su:
To pomaže u poboljšanju efikasnosti i sigurnosti goriva.
Unutrašnje komponente
PE se koristi u mnogim interijerima automobila:
Ploče vrata
Sijeda
Držači čaša
To je isplativo i jednostavno za plijesan.
Prednosti u proizvodnji vozila
PE nudi nekoliko prednosti:
Ove prednosti čine PE popularne u automobilskoj proizvodnji.
Poljoprivreda
Greenhouse Films
Filmovi LDPE savršeni su za staklenike:
Lampica
Zadržavanje topline
Izdržljivost
Oni pomažu u stvaranju idealnih rastućih uvjeta.
Sustavi za navodnjavanje
PE cijevi se široko koriste u navodnjavanju:
Otporni su na hemikalije i UV zračenje.
Aplikacije za mulčenje
PE mulch filmovi nude pogodnosti:
Kontrola korova
Zadržavanje vlage
Uredba o temperaturi tla
Oni pomažu povećati prinose i kvalitetu usjeva.
Zdravstvo i medicinski proizvodi
PE plastika medicine
PE medicinski stup je posebno formulisan:
Biokompatibilan
Steriliziran
Otporan na hemikalije
Ispunjava stroge zdravstvene standarde.
Zajedničke medicinske aplikacije
PE se koristi u raznim medicinskim predmetima:
Protetika
Hirurški implantati
Farmaceutska ambalaža
UHMWPE je posebno vrijedan za zajedničke zamjene.
Roba široke potrošnje
Predmeti za domaćinstvo
PE se nalazi u mnogim proizvodima za domaćinstvo:
Kontejneri za pohranu
Rezne ploče
Kante za smeće
Izdržljiv je, lako se čisti i pristupačan.
Igračke i rekreativni proizvodi
PE je idealan za igračke i sportsku opremu:
Oprema za igrališta
Sportske kuglice
Plaže igračke
Siguran je, izdržljiv i otporan na udarce.
Električna i elektronika
Izolacija kablova
PE je odličan električni izolator:
Pruža zaštitu i izdržljivost.
Elektronske komponente
PE se koristi u elektroničkoj proizvodnji:
Konektori
Kućišta
Podloge za tiskane ploče
Nudi dobra električna svojstva i hemijska otpornost
Dizajnerska razmatranja za polietilenski proizvodi
Izbor materijala
Prilikom odabira polietilena (PE) za dizajn proizvoda, morate uzeti u obzir nekoliko faktora. Oni uključuju mehanička svojstva , poput zatezne čvrstoće i fleksibilnosti, koje se razlikuju od tipova PE. Otpor okoline je presudan, posebno ako se proizvod će suočiti sa UV ekspozicijama ili hemijskim okruženjima. Na primjer, HDPE nudi odličnu hemijsku otpornost, dok LDPE je bolji za fleksibilne, nisko stresne aplikacije. Konačno, pitanja za obradu je važna - da li koristite ubrizgavanja , ekstruziju ili Puhati oblikovanje - jer nisu svi PE tipovi dobro rade sa svakom metodom.
Proizvodnja
Osiguravanje proizvođača je ključna za proizvodnju efikasnih i isplativih PE proizvoda. Dizajnerski elementi poput jednostavnosti smanjuju vrijeme i složenost proizvodnje. Održavanje ujednačene debljine zida sprečava oštećenja poput iskrivljenja ili potonuća, što se može pojaviti tokom hlađenja. Nacrti uglova su takođe neophodni za ubrizgavanje, omogućavajući lako ukloniti oblikovane dijelove iz kalupa. Preskakanje ovih razmatranja može rezultirati povećanim troškovima proizvodnje i nižim kvalitetom proizvoda.
| faktora dizajna | Važnost |
| Jednostavnost | Smanjuje složenost i vrijeme proizvodnje |
| Jednoliko debljina zida | Sprječava rastvorenje i potonuće |
| Nacrt uglova | Olakšava jednostavno uklanjanje iz kalupa |
Recikliranje
Kako održivost postaje važnija, dizajniranje PE proizvoda za recikliranje je sve veći prioritet. Korištenje jednog materijala , poput čiste HDPE ili LDPE , olakšava recikliranje. Višepravni proizvodi kompliciraju proces i često završavaju na odlagalištima odlagališta. Dizajn za demontažu je druga strategija, gdje se proizvodi izgrađene tako da se mogu lako razdvojiti za recikliranje. jasnog materijala Označavanje je presudno - pomaže reciklaktima da identificiraju i efikasno sortiraju plastiku.
| Ključni razmatranje recikliranja | Opis |
| Jednostruka upotreba materijala | Pojednostavljuje recikliranje |
| Dizajn za demontažu | Olakšava lakše kvar proizvoda |
| Jasno označavanje materijala | Pomaže u sortiranju procesa recikliranja |
Testiranje i kontrola kvaliteta
Mehanički testiranje
Mehaničko ispitivanje osigurava da PE proizvodi zadovoljavaju potrebnu standarde snage i izdržljivosti. Testovi za preteljenu čvrstoću mjeru koliko sila može pE materijal izdržati prije nego što se slomi. Ovo je ključno za proizvode poput cijevi ili boca , gdje je važan strukturni integritet. Ispitivanje utjecaja procjenjuje otpor materijala na nagle sile, osiguravajući da se neće puknuti ili razbiti pod stresom. U međuvremenu, testovi čvrstoće na savijanje procjenjuju koliko savijanja proizvod može izdržati prije nego što ne uspije, što je posebno važno u fleksibilnim PE materijalima poput LDPE.
| Mehaničke svrhe ispitivanja | Primjer | aplikacija |
| Zatezna čvrstoća | Mjeri otpornost na vučne snage | Cijevi, kontejneri |
| Ispitivanje uticaja | Otpornost materijala testira nagle udare | Pakovanje, automobilski dijelovi |
| Snaga savijanja | Procjenjuje koliko sile savijanja može podnijeti | Fleksibilna ambalaža, filmovi |
Na primjer, gornji mehanički testovi moraju biti uključeni u Opcije ispitivanja pakiranja boca sa parfemom .
Termičko ispitivanje
Osigurati da PE proizvodi rade dobro u raznim temperaturama, termičko ispitivanje je neophodno. Razlikovanje kalorimetrije za skeniranje (DSC) analizira kako se PE ponaša pod toplinom, pomažući u određivanju njezine tališta i kristalnosti . Ovo je ključno za odabir prave vrste JP za visoko-toplom okruženju . Druga korisna metoda je termogravimetrijska analiza (TGA) , koja testira termičku stabilnost materijala i mjeri koliko težine gubi kako se raspada. Ovo pomaže proizvođačima da razumiju kako će se materijal ponašati pod ekstremnim uvjetima.
Hemijsko testiranje
PE proizvodi se često susreću s oštrim hemikalijama, čineći hemijsko testiranje presudno. Otpornost na otpornost na okoliš (ESCR) Procjenjuje koliko se dobro-materijali odupiru puknućim pod kombiniranim utjecajem stresa i izloženosti hemikalijama. Ovo je od vitalnog značaja za proizvode koji se koriste u hemijskoj ili vanjskom okruženju , gdje bi mogli doći u kontakt sa agresivnim supstancama. ESCR osigurava dugotrajne performanse, smanjujući rizik od značajnog neuspjeha s vremenom.
| Vrsta testa | Namjena | Zajednička upotreba |
| Razlikovanje kalorimetrije za skeniranje | Mjeri talište i kristalnost | Aplikacije za visoke topline |
| Termogravimetrijska analiza | Procjenjuje termičku stabilnost | Ekstremni temperaturni okruženja |
| Otpornost na otpornost na otpornost na okoliš | Ispitaje hemijsko i otpornost na pukotine stresa | Skladište hemikalije, vanjski proizvodi |
Zaključak: Budućnost PE plastike
PE plastika je svestran materijal s brojnim prednostima. Njegova izdržljivost i prilagodljivost čine ga idealnim za različite aplikacije.
Ključne prednosti PE uključuju:
Međutim, s povećanim plastičnim otpadom, balansiranje njene industrijske upotrebe sa okolišnim odgovornošću je presudno. Nastavak inovacije u recikliranju i održivim alternativa pomoći će osigurati PE-ovu budućnost uz smanjenje utjecaja na okoliš.
Savjeti: Možda ste zainteresirani za sva plastiku
