Polüetüleen (PE) on mitmekülgne sünteetiline vanus, mis on meie igapäevaelu revolutsiooniks muutnud. See on kõige laialdasemalt kasutatav plastik maailmas.
1930ndatel avastatud PE on oma alandlikust algusest kaugele jõudnud. Täna on see oluline materjal lugematutes tööstusharudes.
Alates pakendist kuni ehituseni mängib PE -plastik meie tänapäevases maailmas üliolulist rolli. Selles postituses uurime PE -plasti põnevat maailma.
Saate teada selle omaduste, tüüpide ja rakenduste kohta, mis muudavad selle meie igapäevaelus hädavajalikuks.
PE -plasti keemiline koostis ja struktuur
Keemiline valem
Polüetüleenil (PE) on lihtne keemiline valem: (C2H4) n . See koosneb kahest süsinikuaatomist, mis on seotud nelja vesinikuaatomiga. Valemis sisalduv 'n ' tähistab selle struktuuri korduvaid ühikuid. Kui paljud etüleenmolekulid (C2H4) ühinevad, moodustavad need pikad ahelad, luues polüetüleeni.
PE molekulaarstruktuur
Selle taga olevat protsessi nimetatakse polümerisatsiooniks . Etüleenmonomeerid ühendavad ahelreaktsiooni, muutudes PE -ks. See protsess võib toimuda erinevate meetodite abil, näiteks Ziegler-Natta polümerisatsioon või vaba radikaalne polümerisatsioon . Iga meetod mõjutab pisut PE lõplikke omadusi.
Molekulaarstruktuur
PE molekulaarstruktuur mängib selle jõudluses võtmerolli. PE molekulmass . võib märkimisväärselt erineda ja see mõjutab plasti tugevust, paindlikkust ja vastupidavust Suurem molekulmass tähendab tavaliselt tugevamat materjali, muutes selle sobivaks raskete rakenduste jaoks.
Hargnemine on veel üks oluline tegur. PE -l võib olla molekulaarsete ahelate hargnemise tase. Rohkem hargnemist, nagu madala tihedusega polüetüleeni (LDPE) korral , põhjustab pehmem, paindlikum plastik. Teisest küljest on suure tihedusega polüetüleenil (HDPE) vähem oksi, mis muudab selle karmimaks ja jäigemaks.
Kristallilisus mõjutab ka PE käitumist. Mida kristalsemaks on PE, seda jäigem ja vähem läbipaistvam see muutub. Näiteks HDPE -d, millel on kõrge kristallilisus, kasutatakse jõudu vajavate toodete puhul, nagu konteinerid ja torud. Seevastu madalama kristallilisusega LDPE sobib suurepäraselt kilekottide ja painduvate kilede jaoks.
PE -plasti tüübid
Madala tihedusega polüetüleeni (LDPE)
Omadused ja omadused
LDPE on tuntud oma paindlikkuse ja läbipaistvuse poolest. See on pehme, karm ja mõjule vastupidav.
Peamised omadused:
Tihedus: 0,910-0,925 g/cm³
Sulamispunkt: 105-115 ° C
Hea keemiline vastupidavus
Madal vee imendumine
Tootmisprotsess
LDPE toodetakse, kasutades kõrgrõhku ja temperatuuri. Protsess hõlmab:
Etüleengaasi kokkusurumine
Polümerisatsioon reaktoris
Jahutamine ja graanutamine
Ühised rakendused
Suure tihedusega polüetüleeni (HDPE)
Ainulaadsed omadused ja eelised
HDPE on tugevam ja jäigem kui LDPE. See pakub:
Tootmismeetodid
HDPE toodetakse madalrõhu ja temperatuuri abil. Meetodid hõlmavad:
Populaarsed kasutusviisid tööstuses
Lineaarne madala tihedusega polüetüleeni (LLDPE)
Võrdlus LDPE -ga
LLDPE ühendab LDPE ja HDPE funktsioonid:
Paindlikum kui HDPE
Tugevam kui LDPE
Parem torketakistus
Tootmistehnikad
LLDPE toodetakse kasutades:
Need meetodid võimaldavad hargnemist täpset kontrolli.
Konkreetsed rakendused
Venitusmähis
Põllumajandusfilmid
Paindlik torud
Kaabelkatted
Ülikõrge molekulmassiga polüetüleen (UHMWPE)
Erandlikud omadused
Uhmwpe kiitleb:
Tootmisprobleemid
UHMWPE tootmine on keeruline:
Väga kõrge molekulmass
Töötlemisraskused
Sageli kasutatakse spetsiaalseid tehnikaid nagu survevormimine.
Suure jõudlusega rakendused
Ristseotud polüetüleeni (PEX)
Ristsidumise eelised
Ristsidumine suurendab:
Temperatuurikindlus
Keemiline vastupidavus
Mehaaniline tugevus
Tootmisprotsess
PEX -i produtseerib:
HDPE loomine
Ristsidumine peroksiidide, silani või elektronkiire abil
Kasutatud sanitaartehnilistes ja ehituses
Keskmise tihedusega polüetüleeni (MDPE)
Omadused ja omadused
MDPE pakub tasakaalu HDPE ja LDPE vahel:
Tootmismeetodid
MDPE toodetakse tavaliselt kasutades:
Rakendused gaasitorudes ja liitmikes
Etüleeni kopolümeerid
Kopolümeeride tüübid
Tavalised etüleeni kopolümeerid hõlmavad:
Ainulaadsed omadused ja eelised
Etüleenkopolümeerid pakuvad:
Parem paindlikkus
Täiustatud adhesioon
Parem selgus
Suurenenud sitkus
Konkreetsed rakendused
PE -plasti peamised omadused
Tiheduse variatsioonid
PE -plasti on erineva tihedusega. See omadus mõjutab nende omadusi ja rakendusi märkimisväärselt.
Siin on kiire jaotus:
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
Suurem tihedus tähendab tavaliselt suuremat tugevust ja jäikust. Madalam tihedus pakub suuremat paindlikkust ja löögikindlust.
Molekulmass
Molekulmass mängib PE omadustes üliolulist rolli. See mõjutab tugevust, sitkust ja töötletavust.
Põhipunktid:
UHMWPE, millel on äärmiselt suure molekulmass, näitab erakordset tugevust ja kulumiskindlust.
Keemiline vastupidavus
PE -plastidel on üldiselt suurepärane keemiline vastupidavus. Nad on paljude ainete suhtes inertsed.
Takistus varieerub PE -tüüpi järgi:
HDPE: parem vastupidavus kemikaalidele ja lahustitele
LDPE: hea vastupidavus, kuid mõned süsivesinikud võivad seda mõjutada
PE peab vastu hapetele, alustele ja enamikule lahustitele. See ei ole vastupidav tugevate oksüdeerivate ainete suhtes.
Temperatuuritaluvus
PE -plastid taluvad temperatuuride vahemikku. Nende jõudlus varieerub tüübi ja klassi põhjal.
Üldine temperatuurivahemik:
LDPE: -50 ° C kuni +80 ° C
HDPE: -60 ° C kuni +120 ° C
UHMWPE: -200 ° C kuni +80 ° C
PEX pakub täiustatud kõrgtemperatuuriga vastupidavust, mis sobib kuuma vee torude jaoks.
UV -takistus
Modifitseerimata PE on vastuvõtlik UV -ultraviolettkiirguse lagunemisele. Pikaajaline päikese käesolev kokkupuude võib põhjustada rabeduse ja värvimuutusi.
UV -vastupidavuse parandamiseks:
Lisage UV -stabilisaatorid
Lisage süsinik must (mustade PE -toodete jaoks)
UV-stabiliseeritud PE leiab kasutamist välirakendustes nagu põllumajandusfilmid ja välimööbel.
Toiduohutuse kaalutlused
Paljud PE-tüübid on FDA poolt heaks kiidetud toiduga kontaktide jaoks. Nad on mittetoksilised ega anna maitset ega lõhna.
Toiduainete PE omadused:
HDPE ja LDPE -d kasutatakse tavaliselt toidupakendites. UHMWPE sobib toidutöötlemisseadmete jaoks.
Pidage meeles: kontrollige alati konkreetseid hindeid toiduohutuse järgimiseks.
PE -tüüpi üksikasjalik võrdlus
| omaduste | LDPE | LLDPE | MDPE | HDPE | UHMWPE |
| Tihedus (g/cm³) | 0,910 - 0,925 | 0,915 - 0,925 | 0,926 - 0,940 | 0,941 - 0,965 | 0,930 - 0,935 |
| Kristallilisus | Madal (40-50%) | Keskmine (50–60%) | Keskmise suurusega | Kõrge (70–80%) | Väga kõrge (> 85%) |
| Tõmbetugevus (MPA) | 8-12 | 10-30 | 20-35 | 20-40 | 40-48 |
| Sulamistemperatuur (° C) | 105 - 115 | 120 - 130 | 125 - 135 | 130 - 137 | 130 - 135 |
| Paindlikkus | Kõige paindlikum | Paindlik | Mõõdukas | Vähem paindlik | Kõige paindlik |
| Jäikus | Vähim jäik | Pisut jäik | Mõõdukalt jäik | Jäik | Kõige jäigem |
| Põhifunktsioonid | Paindlik, läbipaistev | Täiustatud tugevus, torkekindlad | Omaduste tasakaal | Tugev, keemiline vastupidav | Äärmiselt tugev, kulumiskindel |
| Ühised rakendused | Filmid, kotid | Veniv mähis, torud | Gaasitorud, kaablid | Pudelid, torud | Suure jõudlusega osad |
Märkus. Täpsed väärtused võivad sõltuvalt konkreetsetest klassidest ja tootjatest pisut erineda.
PE töötlemise tehnikad
PE -plastik on mitmekülgne. Seda saab töödelda erinevate meetodite abil.
Süstimisvormimine
Süstimisvormimine on populaarne massi tootvate PE-osade jaoks. Siit saate teada, kuidas see töötab:
PE -graanulid on sulanud.
Sulatatud plastik süstitakse vormi.
Halv on jahutatud, tahkestades plasti.
Valmis osa visatakse välja.
See meetod sobib suurepäraselt keerukate kujundite loomiseks. Seda kasutatakse pudelimütside, konteinerite ja mänguasjade jaoks.
Väljapressimine
Pidevate profiilide loomiseks kasutatakse väljapressimist. Protsess hõlmab:
Sulavad PE -graanulid.
Sulatatud plasti sundimine läbi suremise.
Jahutamine ja väljapressitud kuju tahkestamine.
See sobib ideaalselt torude, torude ja traadikatete tootmiseks.
Puhumisvorm
Süstevormimine sobib suurepäraselt õõnsate objektide jaoks. Siin on protsess:
PE -toru (parison) pressitakse välja.
Parison on kinnitatud vormi.
Õhk puhutakse passidesse, laiendades selle vormi kujule.
Osa jahtub ja väljub.
Seda tehnikat kasutatakse pudelite, kütusepaakide ja suurte anumate jaoks.
Pöörlemisvormimine
Pöörlemisvormimine sobib suurepäraselt suurte õõnsate osade jaoks. Sammud on:
PE -pulber asetatakse vormi.
Kuumutatakse ja pööratakse hallitust.
Pulber sulab ja katab vormi interjööri.
Halv on jahutatud ja osa eemaldatakse.
Seda kasutatakse tankide, mänguväljakute ja süstade jaoks.
Kompressioonvormimine (UHMWPE jaoks)
UHMWPE nõuab spetsiaalset töötlemist. Tihti kasutatakse tihendusvormimist:
UHMWPE pulber pannakse kuumutatud vormi.
Pulbri kokkusurumiseks avaldatakse rõhku.
Materjali kuumutatakse selle sulamistemperatuurini.
See osa jahutatakse rõhu all.
See meetod toodab ülitugevaid osi nagu kunstlikud vuugid.
Filmide puhumine
Filmi puhumine loob õhukesed PE -filmid. Protsess:
PE sulatatakse ja ekstrudeeritakse torusse.
Õhk puhutakse torusse, laiendades seda.
Mull on jahutatud ja varisenud.
Film on rullidele haavatud.
See tehnika toodab kilekotte ja pakendifilme.
3D -printimine PE -ga
3D -printimine koos PE -ga on esile kerkinud. See pakub uusi võimalusi:
FDM -printerite jaoks on saadaval HDPE hõõgniidid.
See võimaldab kohandatud väikese partii tootmist.
Kasutage ringlussevõetud PE -d, edendades jätkusuutlikkust.
Väljakutsed jäävad alles, kuid see on põnev arenguvaldkond.
PE -plasti modifikatsioonid ja lisandid
Ristsidumine PEX-i loomiseks
Ristseotud PE (PEX) pakub täiustatud omadusi:
PEX luuakse kolme meetodi abil:
Peroksiid (PEX-A)
Silaan (PEX-B)
Elektronitala (PEX-C)
Seda kasutatakse laialdaselt sanitaartehniliste ja kiirgavate küttesüsteemides.
Kloorimine CPE tootmiseks
Klooritud PE (CPE) lisab uusi funktsioone:
CPE -d kasutatakse:
Katusemembraanid
Traat ja kaabli jope
Autoosad
Kopolümeerid (EVA, etüleen-akrüülhape)
Kopolümeerid ühendavad PE teiste monomeeridega:
Etüleen vinüülatsetaat (EVA)
Suurenenud paindlikkus
Parem selgus
Täiustatud löögikindlus
Eva kasutatakse:
Kingatallad
Pakendifilmid
Kuumad sula liimid
Etüleen-akrüülhape (EAA)
EAA leiab rakendusi:
Mitmekihiline pakend
Katted
Liimid
Metallotseeni PE (MPE) täiustatud omaduste jaoks
MPE pakub mitmeid eeliseid:
Ühtlasem molekulaarstruktuur
Täiustatud tugevus ja sitkus
Paremad optilised omadused
Seda kasutatakse:
Suure jõudlusega filmid
Löögikindlad tooted
Meditsiinipakend
Muud muudatused konkreetsete rakenduste jaoks
PE -d saab muuta erinevate lisanditega:
| lisatüübi | eesmärgi | rakendus |
| UV -stabilisaatorid | Vältida päikesevalguse lagunemist | Välitooted |
| Antioksüdandid | Vältida oksüdeerumist töötlemise ajal | Kõik PE -tooted |
| Värvid | Lisage värvi | Tarbekaubad |
| Leegi aeglustujad | Vähendage tuleohtlikkust | Ehitusmaterjalid |
Rakendused kogu tööstuses
PE -plastik on uskumatult mitmekülgne. Seda kasutatakse paljudes tööstusharudes.
Pakend
Toidupakend
PE sobib suurepäraselt toidupakenditeks. Seda kasutatakse:
Kilekotid
Toidumahutid
Pudelimütsid
LDPE ja HDPE on tavalised valikud. Nad hoiavad toitu värskena ja ohutuna.
I Mage allikas U-nuo HDPE šampoon 16 oz kreemipudelid
Tööstuspakend
PE paistab ka tööstuspakendites:
Saatmiskotid
Trummelivoodrid
Kaitsemähised
HDPE -d kasutatakse sageli selle tugevuse ja keemilise vastupidavuse tagamiseks.
Eelised pakenditööstuses
PE pakub palju eeliseid:
Kergekaaluline
Niiskuskindel
Kulutõhus
Taaskasutatav
Need omadused muudavad PE -i pakendamiseks parimaks.
Ehitus- ja ehitusmaterjalid
Torud ja liitmikud
PE -torusid kasutatakse laialdaselt. Nad on suurepärased:
Veevarustus
Gaasijaotus
Kanalisatsioonisüsteemid
HDPE torud on vastupidavad ja korrosioonikindlad.
Isolatsioonimaterjalid
PE FOAM on suurepärane isolaator. Seda kasutatakse:
Seina isolatsioon
Katuse alus
Heli summutav
See on kerge ja niiskuskindel.
Geomembraanid
PE geomembraanid on ehituses üliolulised:
Prügilad
Tiigi vooderdis
Erosioonikontroll
Need pakuvad suurepärast keemilist vastupidavust ja vastupidavust.
Autotööstus
Kütusepaagid
HDPE kütusepaagid on sõidukites tavalised. Nad on:
See aitab parandada kütusesäästlikkust ja ohutust.
Sisekomponendid
PE -d kasutatakse paljudes autode interjöörides:
Uksepaneelid
Istme seljad
Tassihoidjad
See on kulutõhus ja seda on lihtne vormida.
Kasu sõidukite tootmisel
PE pakub mitmeid eeliseid:
Need eelised muudavad PE autotööstuses populaarseks.
Põllumajandus
Kasvuhoonefilmid
LDPE filmid sobivad suurepäraselt kasvuhoonete jaoks:
Valgusülekanne
Soojusepeetus
Vastupidavus
Need aitavad luua ideaalseid kasvutingimusi.
Niisutussüsteemid
PE -torusid kasutatakse laialdaselt niisutamisel:
Tilguta niisutustorud
Sprinklerisüsteemid
Veehoidlad
Need on kemikaalide ja UV -kiirguse suhtes vastupidavad.
Multšimisrakendused
PE MULCH FILMID pakuvad eeliseid:
Need aitavad suurendada saagikust ja kvaliteeti.
Tervishoiu- ja meditsiiniseadmed
Meditsiiniline PE-plastik
Meditsiinilise klassi PE on spetsiaalselt sõnastatud:
Biosoblik
Steriliseeritav
Keemiline vastupidav
See vastab rangetele tervishoiustandarditele.
Ühised meditsiinilised rakendused
PE -d kasutatakse erinevates meditsiinilistes esemetes:
UHMWPE on eriti väärtuslik liigese asendamisel.
Tarbekaubad
Majapidamistarbed
PE -d leidub paljudes majapidamistes:
Ladustamismahutid
Lõikelauad
Prügikastid
See on vastupidav, kergesti puhastatav ja taskukohane.
Mänguasjad ja puhketooted
PE on ideaalne mänguasjade ja spordivahendite jaoks:
Mänguväljakuseadmed
Spordipallid
Rannamänguasjad
See on ohutu, vastupidav ja vastupidav mõjule.
Elektri- ja elektroonika
Kaabli isolatsioon
PE on suurepärane elektriline isolaator:
See pakub kaitset ja vastupidavust.
Elektroonilised komponendid
PE -d kasutatakse elektroonilises tootmises:
See pakub häid elektrilisi omadusi ja keemilist vastupidavust
Polüetüleenitoodete kavandamise kaalutlused
Materjali valik
Polüetüleeni (PE) valimisel toote kujundamiseks peate arvestama mitmete teguritega. Nende hulka kuuluvad mehaanilised omadused , nagu tõmbetugevus ja paindlikkus, mis varieeruvad PE -tüüpi vahel. Keskkonnakindlus on ülioluline, eriti kui toode seisab silmitsi UV -ultraviolettkiirguse või keemilise keskkonnaga. Näiteks HDPE pakub suurepärast keemilist vastupidavust, samas LDPE on paindlike, madala stressiga rakenduste jaoks parem. Lõpuks on oluline töötlemismeetod - kas kasutate süstimise vormimise , väljapressimist või Puhumisvormimine - kuna mitte kõik PE -tüübid ei tööta iga meetodiga hästi.
Tootvus
Tootlikkuse tagamine on tõhusate ja kulutõhusate PE-toodete tootmisel võti. Kujunduselemendid nagu lihtsus vähendavad tootmisaega ja keerukust. säilitamine Ühtse seina paksuse hoiab ära defektid nagu väändumine või vajumine, mis võib tekkida jahutamise ajal. Süvimisnurgad on hädavajalikud ka sissepritsevormimisel, võimaldades vormist vormitud osi hõlpsalt eemaldada. Nende kaalutluste vahelejätmine võib põhjustada suurenenud tootmiskulusid ja madalamat toodete kvaliteeti.
| Disainitegur | tähtsus |
| Lihtsus | Vähendab keerukust ja tootmisaega |
| Ühtne seina paksus | Takistab väändumist ja vajumist |
| Nurgad | Hõlbustab hallitustest hõlpsat eemaldamist |
Taaskasutatavus
Kuna jätkusuutlikkus muutub olulisemaks, on PE -toodete kujundamine taaskasutamiseks kasvav prioriteet. kasutamine Ühe materjali , näiteks puhas HDPE või LDPE , muudab ringlussevõtu lihtsamaks. Mitmemateriaalsed tooted raskendavad protsessi ja satuvad sageli prügilatesse. Lahtivõtmise jaoks on kujundamine veel üks strateegia, kus tooted ehitatakse, et neid saaks ringlussevõtuks hõlpsasti lahti võtta. Ka selge materjali märgistamine on ülioluline - see aitab ringlussevõtjatel plasti tõhusalt tuvastada ja sorteerida.
| Peamiste ringlussevõetavuse kaalutlused | Kirjeldus |
| Ühe materjali kasutamine | Lihtsustab ringlussevõttu |
| Lahtivõtmise kujundus | Hõlbustab toote hõlpsamat jaotust |
| Selge materjali märgistamine | Abistab ringlussevõtu protsesside sorteerimisel |
Testimine ja kvaliteedikontroll
Mehaaniline testimine
Mehaaniline testimine tagab, et PE -tooted vastavad vajalikele tugevuse ja vastupidavuse standarditele. Tõmbetugevuse testid mõõdavad, kui palju suudab PE -materjal enne purunemist vastu pidada. See on ülioluline selliste toodete puhul nagu torud või pudelid , kus on oluline konstruktsiooni terviklikkus. Löögi testimine hindab materjali resistentsust äkiliste jõudude suhtes, tagades, et see ei pragune ega purune stressi all. Vahepeal hindavad paindetugevuse testid , kui palju toote painutamine võib taluda enne selle ebaõnnestumist, mis on eriti oluline paindlike PE -materjalide puhul nagu Ldpe.
| Mehaanilise testi | eesmärgi | rakendused |
| Tõmbetugevus | Mõõdab vastupanu tõmbejõududele | Torud, konteinerid |
| Löögiproov | Testib materjali resistentsust äkilistele mõjudele | Pakendid, autoosad |
| Paindetugevus | Hindab, kui palju painutusjõudu sellega hakkama saab | Paindlik pakend, filmid |
Näiteks tuleb ülaltoodud mehaanilised testid lisada Parfüümipudeli pakendi testivalikud .
Termiline testimine
PE -toodete erinevatel temperatuuridel hästi toimimiseks on termiline testimine hädavajalik. Diferentsiaalse skaneerimise kalorimeetria (DSC) analüüsib, kuidas PE käitub kuumuse all, aidates kindlaks teha selle sulamistemperatuuri ja kristallilisust . See on võtmetähtsusega, et valida õiget tüüpi kõrge kuumene keskkond . Veel üks kasulik meetod on termogravimeetriline analüüs (TGA) , mis testib materjali termilist stabiilsust ja mõõdab, kui palju kaalu see laguneb. See aitab tootjatel mõista, kuidas materjal käitub äärmuslikes tingimustes.
Keemiline testimine
PE -tooted puutuvad sageli kokku karmi kemikaalidega, muutes keemilise testimise oluliseks. Keskkonnapinge pragude vastupidavus (ESCR) hindab, kui hästi pinge pinge ja kemikaalidega kokkupuute kombineeritud mõju korral pragunemisele vastupanu. See on ülioluline toodete jaoks, mida kasutatakse keemilises ladustamisel või väliskeskkonnas , kus nad võivad kokku puutuda agressiivsete ainetega. ESCR tagab pikaajalise jõudluse, vähendades aja jooksul materiaalse rikke riski.
| Testitüübi | eesmärk | tavaline kasutus |
| Diferentsiaalne skaneeriv kalorimeetria | Mõõdab sulamistemperatuuri ja kristallilisust | Kõrge kuumene rakendused |
| Termogravimeetriline analüüs | Hindab termilist stabiilsust | Äärmuslik temperatuurikeskkond |
| Keskkonnastressi pragude vastupidavus | Testib keemilisi ja stressi pragude vastupidavust | Keemiline ladustamine, välitooted |
Järeldus: PE -plasti tulevik
PE -plastik on mitmekülgne materjal, kus on palju eeliseid. Selle vastupidavus ja kohanemisvõime muudavad selle ideaalseks erinevate rakenduste jaoks.
PE peamised eelised hõlmavad järgmist:
Kuid suurenenud plastjäätmete korral on selle tööstusliku kasutamise tasakaalustamine keskkonnavastutusega ülioluline . Jätkuv uuendus ringlussevõtu ja jätkusuutlike alternatiivide alal aitab tagada PE tuleviku, vähendades samal ajal selle keskkonnamõju.
Näpunäited: olete võib -olla huvitatud kõigist plastidest
