Polyethylen (PE) je univerzální syntetická pryskyřice, která revolucionizovala náš každodenní život. Je to nejpoužívanější plast na světě.
Objevený ve 30. letech 20. století, PE prošel dlouhou cestu od svých skromných začátků. Dnes je to základní materiál v nesčetných průmyslových odvětvích.
Od obalu po stavbu hraje PE plast v našem moderním světě klíčovou roli. V tomto příspěvku prozkoumáme fascinující svět PE plastu.
Dozvíte se o jeho vlastnostech, typech a aplikacích, díky nimž je v našem každodenním životě nezbytný.
Polyethylen (PE) má jednoduchý chemický vzorec: (C2H4) n . Skládá se ze dvou atomů uhlíku spojených se čtyřmi atomy vodíku. 'N ' ve vzorci představuje opakující se jednotky této struktury. Když se spojuje mnoho molekul ethylenu (C2H4), tvoří dlouhé řetězy a vytvářejí polyethylen.
Molekulární struktura PE
Proces za tím se nazývá polymerace . Ethylenové monomery se spojují v řetězové reakci a transformují se na PE. K tomuto procesu může dojít různými metodami, jako je polymerace Ziegler-Natta nebo polymerizace volných radikálů . Každá metoda mírně ovlivňuje konečné vlastnosti PE.
Molekulární struktura PE hraje klíčovou roli ve svém výkonu. Molekulová hmotnost PE se může významně lišit, což ovlivňuje sílu, flexibilitu a trvanlivost plastu. Vyšší molekulová hmotnost obvykle znamená silnější materiál, díky čemuž je vhodný pro těžké aplikace.
Větvení je dalším důležitým faktorem. PE může mít různé úrovně větvení ve svých molekulárních řetězcích. Více větvení, stejně jako v polyethylenu s nízkou hustotou (LDPE) , vede k měkčímu a flexibilnějšímu plastu. Na druhé straně má polyethylen s vysokou hustotou (HDPE) méně větví, což je tvrdší a rigidnější.
Krystalinita také ovlivňuje chování PE. Čím více krystalického je PE, tím přísnější a méně průhlednější se stává. Například HDPE, který má vysoký stupeň krystalinity, se používá ve produktech, které vyžadují sílu, jako jsou nádoby a trubky. Naproti tomu LDPE s nižší krystalinitou je ideální pro plastové sáčky a flexibilní filmy.
LDPE je známá svou flexibilitou a transparentností. Je měkký, tvrdý a odolný vůči dopadu.
Klíčové vlastnosti:
Hustota: 0,910-0,925 g/cm³
Bod tání: 105-115 ° C.
Dobrá chemická odolnost
Nízká absorpce vody
LDPE se vyrábí pomocí vysokého tlaku a teploty. Proces zahrnuje:
Komprese ethylenového plynu
Polymerace v reaktoru
Chlazení a peletizující
Plastové sáčky
Stisknutí láhve
Filmy balení potravin
Izolace drátu a kabelu
HDPE je silnější a rigidnější než LDPE. Nabízí:
Vyšší pevnost v tahu
Lepší chemická odolnost
Vylepšená bariéra vlhkosti
HDPE se vyrábí pomocí nízkého tlaku a teploty. Metody zahrnují:
Polymerace kaše
Polymerace plynné fáze
Džbány na mléko a uzávěry lahví
Potrubí pro vodu a plyn
Palivové nádrže pro vozidla
Recyklační koše
LLDPE kombinuje funkce LDPE a HDPE:
Flexibilnější než HDPE
Silnější než LDPE
Lepší odpor vpichu
LLDPE se vyrábí pomocí:
Katalyzátory Ziegler-Natta
Metalocenové katalyzátory
Tyto metody umožňují přesnou kontrolu větvení.
Roztažený obal
Zemědělské filmy
Flexibilní hadičky
Kabelové kryty
Uhmwpe se může pochlubit:
Extrémně vysoká síla dopadu
Nízký koeficient tření
Vynikající odolnost proti oděru
Výroba UHMWPE je složitá kvůli:
Velmi vysoká molekulová hmotnost
Potíže při zpracování
Často se používají speciální techniky, jako je kompresní formování.
Bulletproof Vests
Umělé klouby v medicíně
Části průmyslových strojů
Vysoce výkonná vlákna
Zvyšování zesítění:
Teplotní odolnost
Chemická odolnost
Mechanická síla
PEX je produkován:
Vytváření HDPE
Zesítění pomocí peroxidů, silanu nebo elektronového paprsku
Radiační vytápěcí systémy
Potrubí pitné vody
Izolace pro vysokopěťové kabely
Geotermální přenos tepla
MDPE nabízí rovnováhu mezi HDPE a LDPE:
Hustota: 0,926-0,940 g/cm³
Dobrý dopad
Mírná tuhost
MDPE se obvykle vyrábí pomocí:
Katalyzátory chromia/křemičitého
Katalyzátory Ziegler-Natta
Distribuční potrubí zemní plyn
Armatury pro plynové systémy
Tlakové potrubí pro vodu
Potrubí ochrany kabelů
Mezi běžné ethylenové kopolymery patří:
Ethylen vinylacetát (EVA)
Kyselina ethylenová akrylová (EAA)
Kyselina ethylen methakrylová (EMAA)
Ethylen Copolymery nabízejí:
Zlepšená flexibilita
Zvýšená adheze
Lepší jasnost
Zvýšená houževnatost
Eva: pěnové chodidla v botách
EAA: Adhezivní vrstvy v obalu
EMAA: Kryty golfového míče
Obecné: Lepidla s horkou roztavením, tmely
PLASTIKY PE přicházejí v různých hustotách. Tato vlastnost významně ovlivňuje jejich vlastnosti a aplikace.
Zde je rychlé zhroucení:
LDPE: 0,910-0,925 g/cm³
LLDPE: 0,915-0,925 g/cm³
MDPE: 0,926-0,940 g/cm³
HDPE: 0,941-0,965 g/cm³
Vyšší hustota obvykle znamená větší pevnost a tuhost. Nižší hustota nabízí větší flexibilitu a odolnost proti nárazu.
Molekulová hmotnost hraje klíčovou roli ve vlastnostech PE. Ovlivňuje sílu, houževnatost a zpracovatelnost.
Klíčové body:
Vyšší molekulová hmotnost = zvýšená pevnost a odolnost proti nárazu
Nižší molekulová hmotnost = snadnější zpracování a lepší tok
UHMWPE s extrémně vysokou molekulovou hmotností ukazuje výjimečnou sílu a odolnost proti opotřebení.
PE plasty obecně vykazují vynikající chemickou odolnost. Jsou inertní k mnoha látkám.
Odpor se liší podle typu PE:
HDPE: Vynikající odolnost vůči chemikáliím a rozpouštědlům
LDPE: Dobrý odpor, ale může být ovlivněn některými uhlovodíky
PE odolává kyselin, základen a většině rozpouštědel. Není rezistentní vůči silným oxidačním látkám.
PE plasty vydrží řadu teplot. Jejich výkon se liší v závislosti na typu a stupni.
Obecné teplotní rozsahy:
LDPE: -50 ° C až +80 ° C
HDPE: -60 ° C až +120 ° C
UHMWPE: -200 ° C až +80 ° C
PEX nabízí zlepšenou vysokoteplotní odolnost, vhodný pro trubky teplé vody.
Nemodifikovaná PE je citlivá na UV degradaci. Dlouhodobé vystavení slunci může způsobit změny křehkosti a barev.
Ke zlepšení odporu UV:
Přidejte stabilizátory UV
Začlenit uhlíkovou černou (pro černé výrobky PE)
UV stabilizované PE najde použití ve venkovních aplikacích, jako jsou zemědělské filmy a venkovní nábytek.
Mnoho typů PE je schváleno FDA pro kontakt s potravinami. Jsou netoxické a nepropůjčují chuť ani zápach.
Charakteristiky PE v bezpečí pro jídlo:
Nízká migrace přísad
Odolný vůči mikrobiálnímu růstu
Snadné čištění a sterilizace
HDPE a LDPE se běžně používají v balení potravin. UHMWPE je vhodný pro vybavení pro zpracování potravin.
Pamatujte: Vždy zkontrolujte konkrétní známky pro dodržování bezpečnosti potravin.
vlastností | LDPE | lldpe | mdpe | hdpe | uhmwpe |
---|---|---|---|---|---|
Hustota (g/cm³) | 0,910 - 0,925 | 0,915 - 0,925 | 0,926 - 0,940 | 0,941 - 0,965 | 0,930 - 0,935 |
Krystalinita | Nízká (40-50%) | Střední (50-60%) | Středně vysoká | Vysoká (70-80%) | Velmi vysoká (> 85%) |
Pevnost v tahu (MPA) | 8-12 | 10-30 | 20-35 | 20-40 | 40-48 |
Bod tání (° C) | 105 - 115 | 120 - 130 | 125 - 135 | 130 - 137 | 130 - 135 |
Flexibilita | Nejhlavější | Flexibilní | Mírný | Méně flexibilní | Nejméně flexibilní |
Tuhost | Nejméně tuhé | Mírně rigidní | Mírně rigidní | Rigidní | Nejvíce rigidní |
Klíčové funkce | Flexibilní, transparentní | Zlepšená síla, odolná proti propíchnutí | Rovnováha vlastností | Silné, chemické odolné | Extrémně silné, odolné proti opotřebení |
Běžné aplikace | Filmy, tašky | Roztažení, trubice | Plynové potrubí, kabely | Lahve, potrubí | Vysoce výkonné části |
Poznámka: Přesné hodnoty se mohou mírně lišit v závislosti na konkrétních stupních a výrobcích.
PE plast je všestranný. Může být zpracován pomocí různých metod.
Lisování injekce je oblíbené pro hmotnostní produkující PE části. Takto to funguje:
Pelety PE jsou roztaveny.
Roztavený plast se vstřikuje do formy.
Forma je ochlazena a ztuhne plast.
Hotová část je vypuštěna.
Tato metoda je skvělá pro vytváření složitých tvarů. Používá se pro uzávěry lahví, kontejnery a hračky.
Extruze se používá k vytvoření kontinuálních profilů. Proces zahrnuje:
Tání pelety PE.
Nutit roztavený plast přes zemřít.
Chlazení a ztuhnutí extrudovaného tvaru.
Je ideální pro výrobu potrubí, trubek a drátových povlaků.
Lisování injekce je ideální pro duté objekty. Tady je proces:
Trubka PE (parison) je extrudována.
Parison je sevřen ve formě.
Vzduch je foukán do parisonu a rozšiřuje jej do tvaru formy.
Část se ochladí a je vypuštěna.
Tato technika se používá pro láhve, palivové nádrže a velké nádoby.
Rotační formování je skvělé pro velké, duté části. Kroky jsou:
PE prášek je umístěn do formy.
Forma se zahřívá a otočí.
Prášek se roztaví a potahuje interiér formy.
Forma je ochlazena a část je odstraněna.
Používá se pro tanky, vybavení hřiště a kajaky.
UHMWPE vyžaduje speciální zpracování. Často se používá formování komprese:
Prášek UHMWPE je umístěn do vyhřívané formy.
Tlak se vyvíjí na komprimaci prášku.
Materiál je zahříván na svůj bod tání.
Část je ochlazena pod tlakem.
Tato metoda produkuje vysoce pevné části, jako jsou umělé klouby.
Film Flowing vytváří tenké filmy PE. Proces:
PE je roztaveno a extrudováno do trubice.
Vzduch je foukán do trubice a rozšiřuje ji.
Bublina je ochlazena a zhroucena.
Film je navinutý na rohlíky.
Tato technika produkuje plastové sáčky a balicí filmy.
3D tisk s PE se objevuje. Nabízí nové možnosti:
Filamenty HDPE jsou k dispozici pro tiskárny FDM.
Umožňuje vlastní produkci malé dávky.
Lze použít recyklované PE a podporuje udržitelnost.
Výzvy zůstávají, ale je to vzrušující oblast rozvoje.
Cross-Wasted PE (PEX) nabízí vylepšené vlastnosti:
Vyšší teplotní odolnost
Lepší chemická odolnost
Zvýšená síla dopadu
PEX je vytvořen třemi metodami:
Peroxid (PEX-A)
Silane (PEX-B)
Elektronový paprsek (PEX-C)
Je široce používán v instalatérských a zářivých systémech.
Chlorovaný PE (CPE) přidává nové funkce:
Zvýšený odolnost proti povětrnostním povětrnostem
Vylepšená retardance hoření
Zvýšená odolnost proti oleji
CPE se používá v:
Střešní membrány
Drátěná a kabelová území
Automobilové díly
Kopolymery kombinují PE s jinými monomery:
Zvýšená flexibilita
Lepší jasnost
Zlepšená odolnost proti nárazu
EVA se používá v:
Podrážky bot
Balení filmů
Lepidla horké taveniny
Vylepšené vlastnosti adheze
Zlepšená houževnatost
Lepší tisknutelnost
EAA najde aplikace v:
Vícevrstvé obaly
Povlaky
Lepidla
MPE nabízí několik výhod:
Rovnoměrnější molekulární struktura
Vylepšená síla a houževnatost
Lepší optické vlastnosti
Používá se v:
Vysoce výkonné filmy
Produkty odolné vůči dopadům
Lékařské obaly
PE lze modifikovat různými přísadami:
Aditive typu | Účel | Aplikace |
---|---|---|
UV stabilizátory | Zabraňte degradaci slunečního světla | Venkovní výrobky |
Antioxidanty | Zabránit oxidaci během zpracování | Všechny produkty PE |
Barevné | Přidejte barvu | Konzumní zboží |
Retardéry hoření | Snížit hořlavost | Stavební materiály |
PE plast je neuvěřitelně univerzální. Používá se v mnoha průmyslových odvětvích.
PE je ideální pro balení potravin. Používá se v:
Plastové sáčky
Kontejnery potravin
Uzávěry lahví
LDPE a HDPE jsou běžné volby. Udržují jídlo svěží a bezpečné.
I Mage zdroj Šampon U-NUO HDPE 16 oz krémové láhve
PE svítí také v průmyslovém obalu:
Přepravní pytle
Bubnové vložky
Ochranné zábaly
HDPE se často používá pro svou sílu a chemickou odolnost.
PE nabízí mnoho výhod:
Lehký
Odolné vůči vlhkosti
Nákladově efektivní
Recyklovatelné
Díky těmto vlastnostem je PE nejlepší volbou pro obaly.
PE potrubí se široce používají. Jsou skvělé pro:
Vodovod
Distribuce plynu
Odpadní systémy
Potrubí HDPE jsou odolné a odolné proti korozi.
PE pěna je vynikající izolátor. Používá se v:
Izolace stěny
Střešní podložení
Tlumení zvuku
Je lehký a odolný vůči vlhkosti.
PE geomembrány jsou rozhodující ve stavebnictví:
Skládky vložky
Pondní vložky
Kontrola eroze
Poskytují vynikající chemickou odolnost a trvanlivost.
HDPE palivové nádrže jsou běžné u vozidel. Jsou:
Lehký
Odolný
Odolný vůči propuštění paliva
To pomáhá zlepšit palivovou účinnost a bezpečnost.
PE se používá v mnoha interiérech automobilů:
Dveřní panely
Zády sedadel
Držáky poháru
Je to nákladově efektivní a snadno se formuje.
PE nabízí několik výhod:
Snížení hmotnosti
Zlepšená palivová účinnost
Nižší výrobní náklady
Recyklovatelnost
Tyto výhody činí PE populární při automobilové výrobě.
Filmy LDPE jsou ideální pro skleníky:
Přenos světla
Udržování tepla
Trvanlivost
Pomáhají vytvářet ideální podmínky pěstování.
PE potrubí se široce používají při zavlažování:
Kapající zavlažovací trubice
Sprinklerovy systémy
Nádrže na skladování vody
Jsou odolné vůči chemikáliím a UV zářením.
Filmy PE Mulch nabízejí výhody:
Kontrola plevelů
Retence vlhkosti
Regulace teploty půdy
Pomáhají zvýšit výnosy plodin a kvalitu.
PE lékařská třída je speciálně formulována:
Biokompatibilní
Sterilizovatelné
Odolný vůči chemikálii
Splňuje přísné standardy zdravotní péče.
PE se používá v různých lékařských předmětech:
Protetika
Chirurgické implantáty
Farmaceutické obaly
UHMWPE je obzvláště cenný pro výměny kloubů.
PE se nachází v mnoha výrobcích pro domácnost:
Skladovací kontejnery
Řezací desky
Plechovky odpadků
Je odolný, snadno čistil a cenově dostupný.
PE je ideální pro hračky a sportovní vybavení:
Vybavení hřiště
Sportovní koule
Plážové hračky
Je to bezpečné, odolné a odolné vůči dopadu.
PE je vynikající elektrický izolátor:
Napájecí kabely
Telekomunikační dráty
Bundy z optických kabelů
Poskytuje ochranu a trvanlivost.
PE se používá v elektronické výrobě:
Konektory
Pouzdra
Substráty desky s tiskovými obvodmi
Nabízí dobré elektrické vlastnosti a chemickou odolnost
Při výběru polyethylenu (PE) pro návrh produktu musíte zvážit několik faktorů. Patří mezi ně mechanické vlastnosti , jako je pevnost v tahu a flexibilita, které se liší mezi typy PE. Odolnost vůči životnímu prostředí je zásadní, zejména pokud produkt bude čelit expozici UV nebo chemickému prostředí. Například, HDPE nabízí vynikající chemickou odolnost LDPE je lepší pro flexibilní aplikace s nízkým stresem. A konečně, na metodě zpracování záleží - ať už používáte lišty , vytlačování , nebo FLOW FOLMING - protože ne všechny typy PE fungují dobře s každou metodou.
Zajištění výroby je klíčem k výrobě efektivních a nákladově efektivních produktů PE. Konstrukční prvky, jako je jednoduchost, snižují dobu výroby a složitost. Udržování rovnoměrné tloušťky stěny zabraňuje defektům, jako je deformace nebo potopení, ke kterým může dojít během chlazení. Úhly ponoru jsou také nezbytné při lisování vstřikování, což umožňuje, aby byly formované části snadno odstraněny z formy. Přeskočení těchto úvah může vést ke zvýšeným výrobním nákladům a nižší kvalitě produktu.
faktoru designu | Význam |
---|---|
Jednoduchost | Snižuje složitost a čas produkce |
Jednotná tloušťka stěny | Zabraňuje deformaci a potopení |
Úhly ponoru | Usnadňuje snadné odstranění z forem |
Jak se udržitelnost stává důležitější, navrhování produktů PE pro recyklovatelnost je rostoucí prioritou. Použití jediného materiálu , jako je čistý HDPE nebo LDPE , usnadňuje recyklaci. Multi-materiální produkty komplikují proces a často končí na skládkách. Navrhování demontáže je další strategie, kde jsou produkty stavěny, takže je lze snadno rozebrat pro recyklaci. Jasné označování materiálů je také zásadní - pomáhá recyklovači efektivně identifikovat a třídit plasty.
Klíčové úvahy o recyklovatelnosti | Popis |
---|---|
Použití jednoho materiálu | Zjednodušuje recyklaci |
Design pro demontáž | Usnadňuje snadnější rozdělení produktu |
Jasné označování materiálu | Pomáhá při třídění pro recyklační procesy |
Mechanické testování zajišťuje, že produkty PE splňují vyžadované standardy síly a trvanlivosti. Testy pevnosti v tahu měří, kolik síly materiál PE vydrží, než se zlomí. To je zásadní pro produkty, jako jsou potrubí nebo lahve , kde je záleží na strukturální integritě. Testování dopadu vyhodnocuje odolnost materiálu vůči náhlým silám a zajišťuje, že nebude prasknout nebo se rozbít pod stresem. Mezitím testy na pevnost v ohybu hodnotí, kolik ohýbání může produkt vydržet dříve LDPE.
mechanického testu | Účel | Příklad Aplikace |
---|---|---|
Pevnost v tahu | Měří odolnost vůči tahání sil | Potrubí, kontejnery |
Testování dopadu | Testuje odpor materiálu vůči náhlým dopadům | Balení, automobilové díly |
Síla ohybu | Hodnotí, kolik ohýbací síly zvládne | Flexibilní balení, filmy |
Například výše uvedené mechanické testy musí být zahrnuty do testu na parfémové láhve . Možnosti
Aby se zajistilo, že produkty PE fungují dobře při různých teplotách, tepelné testování . je nezbytné Diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC) analyzuje, jak se PE chová pod teplem, což pomáhá určit jeho bod tání a krystalinitu . To je klíč pro výběr správného typu PE pro prostředí s vysokým zařízením . Další užitečnou metodou je termogravimetrická analýza (TGA) , která testuje tepelnou stabilitu materiálu a měří, jak velkou váhu ztrácí, když se rozkládá. To pomáhá výrobcům pochopit, jak se materiál bude chovat za extrémních podmínek.
Produkty PE se často setkávají s drsnými chemikáliemi, což činí chemické testování zásadní. Odolnost proti environmentálnímu stresu (ESCR) hodnotí, jak dobře PE materiály odolávají praskání pod kombinovaným vlivem stresu a vystavení chemikáliím. To je zásadní pro produkty používané v chemickém skladování nebo venkovním prostředí , kde by se mohly dostat do styku s agresivními látkami. ESCR zajišťuje dlouhodobý výkon a snižuje riziko selhání materiálu v průběhu času.
Testovací typ | Účel | Běžné použití |
---|---|---|
Diferenciální skenovací kalorimetrie | Měří bod tání a krystalinitu | Aplikace s vysokým zařízením |
Termogravimetrická analýza | Vyhodnocuje tepelnou stabilitu | Extrémní teplotní prostředí |
Odolnost proti environmentálnímu stresu | Testuje odolnost proti chemickému a stresu | Chemické skladování, venkovní výrobky |
PE plast je všestranný materiál s četnými výhodami. Díky jeho trvanlivosti a přizpůsobivosti je ideální pro různé aplikace.
Mezi klíčové výhody PE patří:
Flexibilita ve výrobě
Odolnost vůči chemikáliím a vlhkosti
Nákladová efektivita
Recyklovatelnost
Se zvýšeným plastovým odpadem je však odpovědností na životní prostředí . zásadní vyrovnávání jeho průmyslového využití s Pokračující inovace při recyklaci a udržitelných alternativách pomůže zajistit budoucnost PE a zároveň snížit dopad na životní prostředí.
Tipy: Možná máte zájem o všechny plasty
Pet | PSU | PE | Pa | Nahlédnout | Pp |
POM | PPO | TPU | TPE | San | PVC |
Ps | PC | PPS | Abs | PBT | PMMA |
Team MFG je rychlá výrobní společnost, která se specializuje na ODM a OEM začíná v roce 2015.