폴리에틸렌 (PE)은 우리의 일상 생활에 혁명을 일으킨 다목적 합성 수지입니다. 세계에서 가장 널리 사용되는 플라스틱입니다.
1930 년대에 발견 된 PE는 겸손한 시작부터 먼 길을 왔습니다. 오늘날, 그것은 수많은 산업에서 필수적인 자료입니다.
포장에서 건축에 이르기까지 PE 플라스틱은 현대 세계에서 중요한 역할을합니다. 이 게시물에서는 PE 플라스틱의 매혹적인 세계를 탐색 할 것입니다.
일상 생활에서 필수 불가결하게 만드는 속성, 유형 및 응용 프로그램에 대해 배울 것입니다.
PE 플라스틱의 화학적 조성 및 구조
화학식
폴리에틸렌 (PE)은 간단한 화학적 공식을 갖는다 : (C2H4) n . 그것은 4 개의 수소 원자에 연결된 2 개의 탄소 원자로 구성됩니다. 공식의 'n '는이 구조의 반복 단위를 나타냅니다. 많은 에틸렌 분자 (C2H4)가 함께 결합되면 긴 사슬을 형성하여 폴리에틸렌을 만듭니다.
PE의 분자 구조
이것 뒤의 과정을 중합 이라고합니다 . 에틸렌 단량체는 연쇄 반응에 연결되어 PE로 변형된다. 이 공정은 같은 다양한 방법을 통해 발생할 수 있습니다 Ziegler-Natta 중합 또는 자유 라디칼 중합과 . 각 방법은 PE의 최종 특성에 약간 영향을 미칩니다.
분자 구조
PE의 분자 구조는 성능에 중요한 역할을합니다. PE의 분자량 은 크게 다를 수 있으며 이는 플라스틱의 강도, 유연성 및 내구성에 영향을 미칩니다. 더 높은 분자량은 일반적으로 더 강한 물질을 의미하므로 중단 적용에 적합합니다.
분기는 또 다른 중요한 요소입니다. PE는 분자 사슬에서 다른 수준의 분기를 가질 수 있습니다. 과 마찬가지로 더 많은 분지는 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE) 더 부드럽고 유연한 플라스틱을 초래합니다. 반면, 고밀도 폴리에틸렌 (HDPE) 은 분지가 적어 더 강하고 단단합니다.
결정 성은 또한 PE의 행동에 영향을 미칩니다. PE가 결정질이 많을수록 더 단단하고 투명하지 않습니다. 예를 들어, 결정도가 높은 HDPE는 용기 및 파이프와 같은 강도가 필요한 제품에 사용됩니다. 대조적으로, 결정도가 낮은 LDPE는 비닐 봉지와 유연한 필름에 적합합니다.
PE 플라스틱의 유형
저밀도 폴리에틸렌 (LDPE)
특성과 속성
LDPE는 유연성과 투명성으로 유명합니다. 부드럽고 거칠고 충격에 저항력이 있습니다.
주요 속성 :
밀도 : 0.910-0.925 g/cm³
용융점 : 105-115 ° C
좋은 화학 저항
낮은 수분 흡수
제조 공정
LDPE는 고압과 온도를 사용하여 생산됩니다. 프로세스에는 다음이 포함됩니다.
에틸렌 가스 압축
반응기에서의 중합
냉각 및 펠렛 화
일반적인 응용 프로그램
비닐 봉지
병을 짜십시오
음식 포장 필름
와이어 및 케이블 단열재
고밀도 폴리에틸렌 (HDPE)
독특한 기능과 이점
HDPE는 LDPE보다 강력하고 단단합니다. 그것은 제공 :
더 높은 인장 강도
더 나은 화학 저항
개선 된 수분 장벽
생산 방법
HDPE는 저압과 온도를 사용하여 제조됩니다. 방법은 다음과 같습니다.
산업에서 인기있는 용도
우유 주전자와 병 모자
물과 가스 용 파이프
차량 용 연료 탱크
재활용 쓰레기통
선형 저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE)
LDPE와의 비교
LLDPE는 LDPE와 HDPE의 기능을 결합합니다.
HDPE보다 유연합니다
LDPE보다 강합니다
더 나은 천자 저항
제조 기술
lldpe는 다음을 사용하여 생산됩니다.
Ziegler-Natta 촉매
메탈 로센 촉매
이 방법은 분기를 정확하게 제어 할 수있게합니다.
특정 응용 프로그램
스트레치 랩
농업 영화
유연한 튜브
케이블 덮개
초고 분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE)
뛰어난 속성
uhmwpe 자랑 :
매우 높은 충격 강도
낮은 마찰 계수
우수한 내마모성
생산 과제
UHMWPE 제조 UHMWPE는 다음과 같이 복잡합니다.
압축 성형과 같은 특수 기술이 종종 사용됩니다.
고성능 응용 프로그램
방탄 조끼
의학의 인공 관절
산업 기계 부품
고성능 섬유
가교 폴리에틸렌 (PEX)
가교의 이점
가교가 향상됩니다.
제조 공정
pex는 다음과 같이 생성됩니다.
HDPE 생성
퍼 옥사이드, 실란 또는 전자 빔을 사용한 가교
배관 및 건축에 사용됩니다
복사 가열 시스템
식수 배관
고전압 케이블에 대한 단열재
지열 열전달
중간 밀도 폴리에틸렌 (MDPE)
속성 및 특성
MDPE는 HDPE와 LDPE 간의 균형을 제공합니다.
밀도 : 0.926-0.940 g/cm³
좋은 충격 저항
적당한 강성
생산 방법
MDPE는 일반적으로 다음을 사용하여 생산됩니다.
크롬/실리카 촉매
Ziegler-Natta 촉매
가스 파이프 및 피팅의 응용
천연 가스 분배 파이프
가스 시스템을위한 피팅
물을위한 압력 파이프
케이블 보호 파이프
에틸렌 공중 합체
공중 합체의 유형
일반적인 에틸렌 공중 합체는 다음을 포함한다.
에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)
에틸렌 아크릴산 (EAA)
에틸렌 메타 크릴산 (EMAA)
독특한 속성과 장점
에틸렌 공중 합체가 제공합니다.
유연성 향상
향상된 접착력
더 선명도
강인성 증가
특정 응용 프로그램
EVA : 신발의 폼 밑창
EAA : 포장의 접착제 층
EMAA : 골프 공 커버
일반 : 핫 멜트 접착제, 실란트
PE 플라스틱의 주요 특성
밀도 변화
PE 플라스틱은 다양한 밀도로 제공됩니다. 이 속성은 그들의 특성과 응용 프로그램에 크게 영향을 미칩니다.
다음은 빠른 분석입니다.
더 높은 밀도는 일반적으로 강도와 강성이 더 큰 것을 의미합니다. 밀도가 낮을수록 유연성과 충격 저항력이 향상됩니다.
분자량 충격
분자량은 PE 특성에서 중요한 역할을합니다. 강도, 강인성 및 처리 가능성에 영향을 미칩니다.
핵심 사항 :
매우 높은 분자량을 가진 UHMWPE는 탁월한 강도와 내마모성을 보여줍니다.
화학 저항
PE 플라스틱은 일반적으로 우수한 화학 저항성을 나타냅니다. 그들은 많은 물질에 불활성입니다.
저항은 PE 유형에 따라 다릅니다.
PE는 산, 염기 및 대부분의 용매에 저항합니다. 강한 산화제에 내성이 없습니다.
온도 내성
PE 플라스틱은 다양한 온도를 견딜 수 있습니다. 성능은 유형과 등급에 따라 다릅니다.
일반 온도 범위 :
PEX는 온수 파이프에 적합한 개선 된 고온 저항성을 제공합니다.
UV 저항
수정되지 않은 PE는 UV 분해에 취약합니다. 장기간의 태양 노출로 인해 브랜드와 색이 변할 수 있습니다.
UV 저항을 개선하려면 :
UV 안정제를 추가하십시오
Carbon Black (Black PE 제품 용)
UV 안정화 PE는 농업 영화 및 야외 가구와 같은 야외 응용 프로그램에 사용됩니다.
식품 안전 고려 사항
많은 PE 유형은 음식 접촉을 위해 FDA 승인을받습니다. 그들은 무독성이며 맛이나 냄새를 부여하지 않습니다.
식품 안전 PE 특성 :
첨가제의 낮은 마이그레이션
미생물 성장에 저항성
청소하고 살균하기 쉽습니다
HDPE 및 LDPE는 일반적으로 식품 포장에 사용됩니다. UHMWPE는 식품 가공 장비에 적합합니다.
기억하십시오 : 항상 식품 안전 규정 준수를 위해 특정 성적을 확인하십시오.
PE 유형의 세부 속성 비교
| 속성 | LDPE | LLDPE | MDPE | HDPE | UHMWPE |
| 밀도 (g/cm³) | 0.910-0.925 | 0.915-0.925 | 0.926-0.940 | 0.941-0.965 | 0.930-0.935 |
| 결정 성 | 낮음 (40-50%) | 중간 (50-60%) | 중간 높이 | 높은 (70-80%) | 매우 높음 (> 85%) |
| 인장 강도 (MPA) | 8-12 | 10-30 | 20-35 | 20-40 | 40-48 |
| 녹는 점 (° C) | 105-115 | 120-130 | 125-135 | 130-137 | 130-135 |
| 유연성 | 가장 유연합니다 | 유연한 | 보통의 | 덜 유연합니다 | 최소 유연성 |
| 엄격 | 최소 단단합니다 | 약간 단단합니다 | 적당히 단단합니다 | 엄격한 | 가장 단단합니다 |
| 주요 기능 | 유연하고 투명합니다 | 강도 향상, 천공 저항성 | 속성의 균형 | 강력하고 화학적 저항성 | 매우 강하고 내마모성 |
| 일반적인 응용 프로그램 | 영화, 가방 | 스트레치 랩, 튜브 | 가스 파이프, 케이블 | 병, 파이프 | 고성능 부품 |
참고 : 정확한 값은 특정 등급 및 제조업체에 따라 약간 다를 수 있습니다.
PE를위한 처리 기술
PE 플라스틱은 다재다능합니다. 다양한 방법을 사용하여 처리 할 수 있습니다.
주입 성형
사출 성형은 대량 생산 PE 부품에 인기가 있습니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.
PE 펠렛이 녹았습니다.
용융 플라스틱은 금형에 주입됩니다.
곰팡이가 냉각되어 플라스틱을 굳 힙니다.
완성 된 부분이 배출됩니다.
이 방법은 복잡한 모양을 만드는 데 좋습니다. 병 캡, 용기 및 장난감에 사용됩니다.
압출
압출은 연속 프로파일을 만드는 데 사용됩니다. 프로세스에는 다음이 포함됩니다.
녹는 PE 펠렛.
다이를 통해 녹은 플라스틱을 강제합니다.
압출 모양을 냉각시키고 굳 힙니다.
파이프, 튜브 및 와이어 코팅을 생산하는 데 이상적입니다.
블로우 몰딩
분사 성형은 중공 물체에 적합합니다. 프로세스는 다음과 같습니다.
PE 튜브 (Parison)가 압출됩니다.
Parison은 곰팡이에 고정됩니다.
공기는 파리슨으로 날아가 곰팡이 모양으로 확장됩니다.
부품이 식고 배출됩니다.
이 기술은 병, 연료 탱크 및 대형 용기에 사용됩니다.
회전 성형
회전 성형은 대형 중공 부품에 적합합니다. 단계는 다음과 같습니다.
PE 파우더는 곰팡이에 배치됩니다.
곰팡이가 가열되고 회전됩니다.
파우더는 녹아서 금형 내부를 녹여 코팅합니다.
몰드가 냉각되고 부품이 제거됩니다.
탱크, 놀이터 장비 및 카약에 사용됩니다.
압축 성형 (UHMWPE 용)
UHMWPE에는 특별한 처리가 필요합니다. 압축 성형은 종종 사용됩니다.
UHMWPE 분말은 가열 금형에 넣습니다.
분말을 압축하기 위해 압력이 적용됩니다.
재료는 용융점으로 가열됩니다.
부품은 압력 하에서 냉각됩니다.
이 방법은 인공 조인트와 같은 고강도 부품을 생성합니다.
영화 블로우
영화 Blowing은 얇은 PE 필름을 만듭니다. 과정 :
PE는 녹고 튜브로 압출된다.
공기가 튜브로 날아가 팽창합니다.
거품이 냉각되고 무너집니다.
영화는 롤에 상처를 입었다.
이 기술은 비닐 봉지와 포장 필름을 생산합니다.
PE를 사용한 3D 프린팅
PE를 사용한 3D 프린팅이 떠오르고 있습니다. 새로운 가능성을 제공합니다.
도전은 남아 있지만 흥미 진진한 개발 영역입니다.
PE 플라스틱의 수정 및 첨가제
PEX를 생성하기위한 가교
가교 된 PE (PEX)는 개선 된 특성을 제공합니다.
더 높은 온도 저항
더 나은 화학 저항
영향 강도 증가
PEX는 세 가지 방법을 통해 생성됩니다.
과산화물 (PEX-A)
실란 (PEX-B)
전자 빔 (PEX-C)
배관 및 복사 난방 시스템에 널리 사용됩니다.
CPE를 생산하기위한 염소화
염소화 PE (CPE)는 새로운 기능을 추가합니다.
향상된 날씨 저항
화염 지연성 향상
오일 저항성 증가
CPE는 다음에 사용됩니다.
공중 합체 (EVA, 에틸렌-아크릴산)
공중 합체는 PE를 다른 단량체와 결합합니다.
에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)
EVA는 다음과 같이 사용됩니다.
에틸렌-아크릴산 (EAA)
향상된 접착 특성
향상된 인성
더 나은 인쇄 성
EAA는 다음에서 응용 프로그램을 찾습니다.
향상된 특성을위한 Metallocene PE (MPE)
MPE는 몇 가지 장점을 제공합니다.
보다 균일 한 분자 구조
향상된 힘과 강인함
더 나은 광학 특성
사용됩니다.
특정 응용 프로그램에 대한 기타 수정
PE는 다양한 첨가제로 수정 될 수 있습니다 :
| 추가 유형 | 목적 | 응용 프로그램 |
| UV 안정제 | 햇빛으로 인한 분해를 방지하십시오 | 야외 제품 |
| 산화 방지제 | 가공 중에 산화를 방지하십시오 | 모든 PE 제품 |
| 착색제 | 색상을 추가하십시오 | 소비재 |
| 불꽃 지연자 | 가연성을 줄입니다 | 건축 자재 |
산업 전반에 걸쳐 응용 프로그램
PE 플라스틱은 엄청나게 다재다능합니다. 수많은 산업에서 사용됩니다.
포장
식품 포장
PE는 식품 포장에 적합합니다. 사용됩니다.
LDPE와 HDPE는 일반적인 선택입니다. 그들은 음식을 신선하고 안전하게 유지합니다.
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산업 포장
PE는 산업 포장에서도 빛납니다.
HDPE는 종종 강도와 화학 저항에 사용됩니다.
포장 산업의 장점
PE는 많은 이점을 제공합니다.
가벼운 중량
수분 저항성
비용 효율적입니다
재활용 가능
이러한 자질은 PE가 포장을위한 최고의 선택입니다.
건축 및 건축 자재
파이프 및 피팅
PE 파이프는 널리 사용됩니다. 그들은 훌륭합니다 :
HDPE 파이프는 내구성이 뛰어나고 부식 방지입니다.
단열재
PE 폼은 훌륭한 절연체입니다. 사용됩니다.
가볍고 습기가 강합니다.
geomembranes
PE Geomembranes는 건축에 중요합니다.
그들은 우수한 화학 저항성과 내구성을 제공합니다.
자동차 산업
연료 탱크
HDPE 연료 탱크는 차량에서 일반적입니다. 그들은 :
이것은 연료 효율과 안전성을 향상시키는 데 도움이됩니다.
내부 구성 요소
PE는 많은 자동차 인테리어에서 사용됩니다.
비용 효율적이고 성형하기 쉽습니다.
차량 제조의 이점
PE는 몇 가지 장점을 제공합니다.
체중 감소
개선 된 연료 효율
생산 비용 절감
재활용 성
이러한 이점은 PE가 자동차 제조에서 인기를 얻습니다.
농업
온실 영화
LDPE 필름은 온실에 적합합니다.
그들은 이상적인 성장 조건을 만드는 데 도움이됩니다.
관개 시스템
PE 파이프는 관개에 널리 사용됩니다.
드립 관개 튜브
스프링클러 시스템
물 저장 탱크
그들은 화학 물질과 UV 방사선에 내성이 있습니다.
멀칭 응용 프로그램
PE MULCH 영화는 다음과 같은 혜택을 제공합니다.
작물 수확량과 품질을 높이는 데 도움이됩니다.
의료 및 의료 기기
의료 등급 PE 플라스틱
의료 등급의 PE는 특별히 공식화됩니다.
엄격한 의료 표준을 충족합니다.
일반적인 의료 응용 프로그램
PE는 다양한 의료 항목에 사용됩니다.
UHMWPE는 특히 공동 교체에 유용합니다.
소비재
가정 용품
PE는 많은 가정용 제품에서 발견됩니다.
내구성이 뛰어나고 청소하기 쉽고 저렴합니다.
장난감 및 레크리에이션 제품
PE는 장난감 및 스포츠 장비에 이상적입니다.
안전하고 내구성이 뛰어나며 충격에 저항합니다.
전기 및 전자 제품
케이블 단열재
PE는 우수한 전기 절연체입니다.
보호와 내구성을 제공합니다.
전자 구성 요소
PE는 전자 제조에 사용됩니다.
좋은 전기 특성과 화학 저항을 제공합니다
폴리에틸렌 제품에 대한 설계 고려 사항
재료 선택
제품 설계를 위해 폴리에틸렌 (PE)을 선택할 때는 몇 가지 요소를 고려해야합니다. 여기에는 기계적 특성이 포함됩니다. PE 유형에 따라 다른 인장 강도 및 유연성과 같은 환경 저항이 중요합니다. 특히 제품이 UV 노출 또는 화학 환경에 직면 할 경우 예를 들어, HDPE는 탁월한 화학 저항을 제공합니다 LDPE는 유연하고 스트레스가 적은 응용 프로그램에 더 좋습니다. 마지막으로, 가공 방법이 중요합니다 사용하든 주입 몰딩 , 압출을 . 블로우 몰딩 - 모든 PE 유형이 모든 방법과 잘 어울리는 것은 아니기 때문에.
제조 가능성
효율적이고 비용 효율적인 PE 제품을 생산하는 데 제조 가능성을 보장하는 것이 중요합니다. 과 같은 설계 요소는 단순성 생산 시간과 복잡성을 줄입니다. 유지하면 균일 한 벽 두께를 냉각 중에 발생할 수있는 뒤틀림 또는 침몰과 같은 결함을 방지합니다. 드래프트 각도는 또한 분사 성형에 필수적이므로 성형 부품을 금형에서 쉽게 제거 할 수 있습니다. 이러한 고려 사항을 건너 뛰면 생산 비용이 증가하고 제품 품질이 낮아질 수 있습니다.
| 설계 요소 | 중요성 |
| 간단 | 복잡성과 생산 시간을 줄입니다 |
| 균일 한 벽 두께 | 뒤틀림과 침몰을 방지합니다 |
| 초안 각도 | 곰팡이에서 쉽게 제거 할 수 있습니다 |
재활용 성
지속 가능성이 더욱 중요 해짐에 따라 재활용 성을 위한 PE 제품을 설계하는 것이 우선 순위가 높아집니다. 사용하면 단일 재료를 와 같은 순수한 HDPE 또는 LDPE 재활용이 더 쉬워집니다. 다중 물질 제품은 프로세스를 복잡하게 만들고 종종 매립지에 빠지게됩니다. 분해를위한 설계는 제품을 구축하여 재활용을 위해 쉽게 분리 할 수있는 또 다른 전략입니다. 명확한 재료 라벨링 도 중요합니다. 재활용 업체는 플라스틱을 효과적으로 식별하고 정렬하는 데 도움이됩니다.
| 주요 재활용 성 고려 사항 | 설명 |
| 단일 재료 사용 | 재활용을 단순화합니다 |
| 분해를위한 디자인 | 더 쉬운 제품 고장을 용이하게합니다 |
| 명확한 재료 라벨링 | 재활용 프로세스를 정렬하는 데 도움이됩니다 |
테스트 및 품질 관리
기계 테스트
기계 테스트는 PE 제품이 필요한 강도 및 내구성 표준을 충족하도록합니다. 인장 강도 테스트는 PE 재료가 파손되기 전에 얼마나 많은 힘을 견딜 수 있는지 측정합니다. 이것은 파이프 나 병과 같은 제품에 중요합니다. 구조적 무결성이 중요한 충격 테스트는 갑작스런 힘에 대한 재료의 저항을 평가하여 스트레스 하에서 깨지거나 산산이 부서지지 않도록합니다. 한편, 굽힘 강도 테스트는 실패하기 전에 제품을 얼마나 굽히는지를 평가합니다. 이는 유연한 PE 재료에서 특히 중요합니다. LDPE.
| 기계 테스트 | 목적 | 예제 응용 프로그램 |
| 인장 강도 | 당기 힘에 대한 저항을 측정합니다 | 파이프, 컨테이너 |
| 충격 테스트 | 갑작스런 영향에 대한 재료의 저항을 테스트합니다 | 포장, 자동차 부품 |
| 굽힘 강도 | 처리 할 수있는 굽힘 힘의 양을 평가합니다 | 유연한 포장, 필름 |
예를 들어, 위의 기계적 테스트는 향수 병 패키징 테스트 옵션.
열 테스트
PE 제품이 다양한 온도에서 잘 작동하도록하려면 열 테스트가 필수적입니다. 차동 스캐닝 열량 측정 (DSC)은 PE가 열에서 어떻게 행동하는지 분석하여 용융점과 결정도를 결정하는 데 도움 이 됩니다 . 이것은 에 적합한 유형의 PE를 선택하는 데 핵심입니다 고열 환경 . 또 다른 유용한 방법은 열 중량 분석 (TGA) 으로 , 재료의 열 안정성을 테스트하고 분해 할 때 손실되는 무게의 양을 측정합니다. 이를 통해 제조업체는 극한의 조건에서 재료가 어떻게 작동하는지 이해하는 데 도움이됩니다.
화학 테스트
PE 제품은 종종 가혹한 화학 물질에 직면하여 화학 테스트가 중요합니다. 환경 스트레스 균열 저항 (ESCR)은 스트레스와 화학 물질에 대한 노출의 결합 된 영향으로 PE 재료가 얼마나 잘 저항하는지 평가합니다. 이것은 에 사용되는 제품에 필수적이며 화학 저장 또는 야외 환경 ,이 제품은 공격적인 물질과 접촉 할 수 있습니다. ESCR은 오래 지속되는 성능을 보장하여 시간이 지남에 따라 재료 고장의 위험을 줄입니다.
| 테스트 유형 | 목적 | 공통 사용 |
| 차동 스캐닝 열량 측정 | 용융점과 결정 성을 측정합니다 | 고열 애플리케이션 |
| 열 중량 분석 | 열 안정성을 평가합니다 | 극한 온도 환경 |
| 환경 스트레스 균열 저항 | 화학 및 스트레스 균열 저항을 테스트합니다 | 화학 저장, 야외 제품 |
결론 : PE 플라스틱의 미래
PE 플라스틱은 수많은 이점이있는 다목적 재료입니다. 내구성과 적응성은 다양한 응용 프로그램에 이상적입니다.
PE의 주요 장점은 다음과 같습니다.
제조의 유연성
화학 물질과 수분에 대한 저항
비용 효율성
재활용 성
그러나 플라스틱 폐기물이 증가함에 따라 산업 사용의 환경 책임 과 균형을 맞추는 것이 중요합니다. 의 지속적인 혁신은 재활용 및 지속 가능한 대안 PE의 미래를 보장하면서 환경 영향을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.
팁 : 모든 플라스틱에 관심이있을 수 있습니다
