PE Plastic: Властивості, типи, програми та як розробити

Поліетилен (ПЕ) - універсальна синтетична смола, яка революціонізувала наше повсякденне життя. Це найпоширеніший пластик у світі.

Відкритий у 1930 -х роках, ПЕ пройшов довгий шлях від своїх скромних початків. Сьогодні це важливий матеріал у незліченних галузях.

Від упаковки до будівництва PE пластиковий відіграє вирішальну роль у нашому сучасному світі. У цій публікації ми вивчимо захоплюючий світ пластику ПЕ.

Ви дізнаєтесь про його властивості, типи та програми, які роблять його незамінним у нашому повсякденному житті.

Хімічний склад та структура ПЕ пластику

Хімічна формула

Поліетилен (PE) має просту хімічну формулу: (C2H4) n . Він складається з двох атомів вуглецю, пов'язаних з чотирма атомами водню. 'N ' у формулі являє собою повторювані одиниці цієї структури. Коли багато молекул етилену (C2H4) з'єднуються разом, вони утворюють довгі ланцюги, створюючи поліетилен.

Молекулярна структура ПЕ

Процес, що стоїть за цим, називається полімеризацією . Етиленові мономери з'єднуються в ланцюговій реакції, перетворюючись на ПЕ. Цей процес може відбуватися різними методами, як, наприклад, полімеризація Ziegler-Natta або полімеризація вільних радикалів . Кожен метод трохи впливає на остаточні властивості ПЕ.

Молекулярна структура

Молекулярна структура PE відіграє ключову роль у її виконанні. Молекулярна маса ПЕ може значно відрізнятися, і це впливає на міцність, гнучкість та довговічність пластику. Більш висока молекулярна маса зазвичай означає більш міцний матеріал, що робить його придатним для важких застосувань.

Розгалуження - ще один важливий фактор. PE може мати різні рівні розгалуження в своїх молекулярних ланцюгах. Більше розгалуження, як у поліетилену низької щільності (LDPE) , призводить до більш м'якого, гнучкого пластику. З іншого боку, поліетилен високої щільності (HDPE) має менше гілок, що робить його жорсткішим і жорсткішим.

Кристалічність також впливає на поведінку ПЕ. Чим більш кристалічна ПЕ, тим жорсткішим і менш прозорим стає. Наприклад, HDPE, який має високий ступінь кристалічності, використовується в продуктах, які потребують міцності, як контейнери та труби. На відміну від цього, LDPE, з нижньою кристалічністю, ідеально підходить для пластикових пакетів та гнучких плівок.

Типи пластику PE

Поліетилен низької щільності (LDPE)

Характеристики та властивості

LDPE відомий своєю гнучкістю та прозорістю. Він м'який, жорсткий і стійкий до впливу.

Ключові властивості:

• Щільність: 0,910-0,925 г/см⊃3;

• Точка плавлення: 105-115 ° C

• Хороша хімічна стійкість

• Низьке поглинання води

Процес виробництва

LDPE виробляється за допомогою високого тиску та температури. Процес включає:

1. Стиснення етилену

2. Полімеризація в реакторі

3. Охолодження та пелелетизація

Загальні програми

• Пластикові пакетики

• Вичавити пляшки

• Фільми для упаковки харчових продуктів

• Дротяна та кабельна ізоляція

Поліетилен високої щільності (HDPE)

Унікальні особливості та переваги

HDPE сильніший і жорсткіший, ніж LDPE. Він пропонує:

• Більш висока міцність на розрив

• Краща хімічна стійкість

• Покращений бар'єр вологи

Методи виробництва

HDPE виготовляється за допомогою низького тиску та температури. Методи включають:

• Полімеризація суспензії

• Полімеризація газової фази

Популярне використання в промисловості

• Молочні глечики та ковпачки для пляшок

• Труби для води та газу

• Паливні резервуари для транспортних засобів

• Переробка контейнери

Лінійний поліетилен низької щільності (LLDPE)

Порівняння з LDPE

LLDPE поєднує в собі функції LDPE та HDPE:

• Більш гнучкий, ніж HDPE

• Сильніший за LDPE

• Кращий опір проколу

Техніки виробництва

LLDPE виробляється за допомогою:

• Каталізатори Ziegler-Natta

• Металоценові каталізатори

Ці методи дозволяють точно контролювати розгалуження.

Конкретні програми

• Розтяжка

• Сільськогосподарські фільми

• Гнучка трубка

• Кабельні покриття

Ультра-висока молекулярна маса поліетилен (UHMWPE)

Виняткові властивості

UHMWPE може похвалитися:

• Надзвичайно висока сила впливу

• Низький коефіцієнт тертя

• Відмінна стійкість до стирання

Виробничі виклики

Виробництво UHMWPE є складним завдяки:

• Дуже висока молекулярна маса

• Труднощі в обробці

Часто використовуються спеціальні методи, як стиснення лиття.

Високопродуктивні програми

• Куленепроникні жилети

• Штучні суглоби в медицині

• Промислові механізми деталей

• Високопродуктивні волокна

Зшитого поліетилену (PEX)

Переваги зшивання

Зшивання посилює:

• Температурна стійкість

• Хімічна стійкість

• Механічна міцність

Процес виробництва

PEX виробляється:

1. Створення HDPE

2. Зшивання з використанням пероксидів, силану або електронного променя

Використання в сантехніці та будівництві

• Системи променистого нагріву

• Труби питної води

• Ізоляція для високольтних кабелів

• Геотермальна тепловіддача

Поліетилен середньої щільності (MDPE)

Властивості та характеристики

MDPE пропонує баланс між HDPE та LDPE:

• Щільність: 0,926-0,940 г/см⊃3;

• Хороший ударний опір

• Помірна жорсткість

Методи виробництва

MDPE зазвичай виробляється за допомогою:

• Каталізатори хрому/кремнезему

• Каталізатори Ziegler-Natta

Застосування в газових трубах та фурнітурі

• Труби з розподілу природного газу

• Фурнітура для газових систем

• Труби під тиском для води

• Труби захисту кабелю

Етиленові сополімери

Типи сополімерів

Поширені сополімери етилену включають:

• Етилен Вінілацетат (EVA)

• Етилен акрилова кислота (EAA)

• Етилен метакрилова кислота (EMAA)

Унікальні властивості та переваги

Пропонують етиленові сополімери:

• Поліпшена гнучкість

• Посилена адгезія

• Краща ясність

• Збільшена міцність

Конкретні програми

• EVA: Піносолі підошви у взутті

• EAA: клейові шари в упаковці

• EMAA: Обкладинки м'яча для гольфу

• Загальне: гарячі клеї розплаву, герметики

Основні властивості пластику PE

Варіації щільності

PE Plastics буває в різних щільності. Ця властивість суттєво впливає на їх характеристики та застосування.

Ось швидка поломка:

• LDPE: 0,910-0,925 г/см⊃3;

• LLDPE: 0,915-0,925 г/см⊃3;

• MDPE: 0,926-0,940 г/см⊃3;

• HDPE: 0,941-0,965 г/см⊃3;

Більш висока щільність зазвичай означає більшу міцність і жорсткість. Нижня щільність пропонує більшу гнучкість та опір удару.

Вплив молекулярної ваги

Молекулярна вага відіграє вирішальну роль у властивостях PE. Це впливає на силу, міцність та процесність.

Ключові моменти:

• Більш висока молекулярна вага = підвищена міцність та ударна стійкість

• Нижня молекулярна вага = легша обробка та кращий потік

UHMWPE, з надзвичайно високою молекулярною масою, демонструє виняткову силу та стійкість до зносу.

Хімічна стійкість

PE Plastics, як правило, демонструє чудову хімічну стійкість. Вони інертні для багатьох речовин.

Опір змінюється залежно від типу PE:

• HDPE: Вища стійкість до хімічних речовин та розчинників

• LDPE: Хороший опір, але може вплинути деякі вуглеводні

PE протистоїть кислотам, основою та більшості розчинників. Він не стійкий до сильних окислювальних агентів.

Толерантність до температури

PE Plastics може витримати діапазон температур. Їх продуктивність змінюється залежно від типу та класу.

Загальні діапазони температури:

• LDPE: -50 ° C до +80 ° C

• HDPE: -60 ° C до +120 ° C

• UHMWPE: -200 ° C до +80 ° C

PEX пропонує покращену високотемпературну стійкість, придатну для труб гарячої води.

УФ -опір

Немодифікований ПЕ сприйнятливий до деградації УФ. Тривале опромінення сонця може спричинити крихкість та зміни кольору.

Для поліпшення резистентності до УФ:

1. Додайте УФ -стабілізатори

2. Включіть вуглець чорний (для чорних продуктів PE)

Ультрафіолетовані ультрафіолетові знахідки PE використовують у зовнішніх додатках, таких як сільськогосподарські фільми та меблі на відкритому повітрі.

Міркування безпеки харчових продуктів

Багато типів ПЕ затверджені FDA для контакту з їжею. Вони нетоксичні і не надають смаку чи запаху.

Характерні характеристики PE-безпечні:

• Низька міграція добавок

• Стійкий до зростання мікробів

• Легко чистити та стерилізувати

HDPE та LDPE зазвичай використовуються в упаковці їжі. UHMWPE підходить для обладнання для переробки харчових продуктів.

Пам'ятайте: Завжди перевіряйте конкретні оцінки на відповідність безпеці харчових продуктів.

Детальне порівняння властивостей PE Тип

властивості	LDPE	LLDPE	MDPE	HDPE	UHMWPE
Щільність (g/cm³)	0,910 - 0,925	0,915 - 0,925	0,926 - 0,940	0,941 - 0,965	0,930 - 0,935
Кристалічність	Низький (40-50%)	Середній (50-60%)	Середній	Високий (70-80%)	Дуже високий (> 85%)
Міцність на розтяг (MPA)	8-12	10-30	20-35	20-40	40-48
Температура плавлення (° C)	105 - 115	120 - 130	125 - 135	130 - 137	130 - 135
Гнучкість	Найбільш гнучкий	Гнучкий	Помірний	Менш гнучкий	Найменш гнучкий
Жорсткість	Найменш жорсткий	Злегка жорсткий	Помірно жорсткий	Жорсткий	Найжорсткіший
Основні особливості	Гнучкий, прозорий	Поліпшена міцність, стійкий до проколу	Баланс властивостей	Сильний, хімічний стійкий	Надзвичайно міцний, стійкий до зносу
Загальні програми	Фільми, сумки	Розтягування, трубки	Газові труби, кабелі	Пляшки, труби	Високопродуктивні деталі

Примітка. Точні значення можуть дещо відрізнятися залежно від конкретних класів та виробників.

Методи обробки для ПЕ

PE пластик універсальний. Його можна обробити за допомогою різних методів.

Підприємство для ін'єкцій

Мовгання ін'єкцій популярне для масового виробництва частин ПЕ. Ось як це працює:

1. Пеле -гранули розтануть.

2. Розплавлений пластик вводиться у форму.

3. Форма охолоджується, затверджуючи пластик.

4. Готова частина викидається.

Цей метод чудово підходить для створення складних форм. Він використовується для ковпачків для пляшок, контейнерів та іграшок.

Екструзія

Екструзія використовується для створення безперервних профілів. Процес включає:

1. Плавить гранули ПЕ.

2. Примушення розплавленого пластику через штамп.

3. Охолодження та затвердіння екструдованої форми.

Він ідеально підходить для виробництва труб, труб та дротяних покриттів.

Молодування

Мордінг для ін'єкцій ідеально підходить для порожнистих предметів. Ось процес:

1. Трубка ПЕ (Парісон) екструдована.

2. Парісон затиснутий у формі.

3. Повітря підірве в парісон, розширюючи його до форми форми.

4. Частина охолоджується і викидається.

Ця методика використовується для пляшок, паливних резервуарів та великих контейнерів.

Ротаційне лиття

Ротаційне лиття чудово підходить для великих, порожнистих деталей. Кроки:

1. Порошок ПЕ поміщають у форму.

2. Форма нагрівається і обертається.

3. Порошок плавить і покриває інтер’єр форми.

4. Форма охолоджується, а деталь видаляється.

Він використовується для танків, обладнання для дитячих майданчиків та байдарок.

Стисне лиття (для UHMWPE)

UHMWPE вимагає спеціальної обробки. Стисне лиття часто використовується:

1. Порошок UHMWPE поміщають у нагріту форму.

2. Тиск застосовується для стиснення порошку.

3. Матеріал нагрівається до його плавлення.

4. Частина охолоджується під тиском.

Цей метод виробляє високоміцні частини, як штучні суглоби.

Здуття фільму

Зір плівка створює тонкі фільми ПЕ. Процес:

1. ПЕ розтануть і екструдують у трубку.

2. Повітря підірве в трубку, розширюючи її.

3. Міхур охолоджується і обвалюється.

4. Фільм намотується на рулони.

Ця техніка виробляє пластикові пакети та упаковки.

3D -друк з ПЕ

3D -друк з ПЕ з'являється. Він пропонує нові можливості:

• Нитки HDPE доступні для принтерів FDM.

• Це дозволяє виробляти на замовлення.

• Перероблений ПЕ можна використовувати, сприяючи стійкості.

Проблеми залишаються, але це захоплююча сфера розвитку.

Модифікації та добавки для пластику ПЕ

Зшивання для створення PEX

Закреслений PE (PEX) пропонує вдосконалені властивості:

• Більш висока температура

• Краща хімічна стійкість

• Підвищена сила впливу

PEX створюється за допомогою трьох методів:

1. Перекис (PEX-A)

2. Силан (PEX-B)

3. Електронний промінь (PEX-C)

Він широко використовується в сантехнічних та променистих системах опалення.

Хлорування для отримання CPE

Хлорований PE (CPE) додає нові функції:

• Посилена стійкість до погоди

• Поліпшена полум'яна затримка

• Підвищена стійкість до масла

CPE використовується в:

• Покрівельні мембрани

• Дріт та кабель

• Автомобільні деталі

Сополімери (EVA, етилен-акрилова кислота)

Сополімери поєднують ПЕ з іншими мономерами:

Етилен Вінілацетат (EVA)

• Підвищена гнучкість

• Краща ясність

• Поліпшена стійкість до удару

Єва використовується в:

• Взуттєва підошва

• Упаковки фільмів

• Гарячі клеї розплаву

Етилен-акрилова кислота (EAA)

• Посилені властивості адгезії

• Покращена міцність

• Краща друкованість

EAA знаходить заявки в:

• Багатошарова упаковка

• Покриття

• Клеї

Металоцен ПЕ (MPE) для посилених властивостей

MPE пропонує кілька переваг:

• Більш рівномірна молекулярна структура

• Поліпшена сила і міцність

• Кращі оптичні властивості

Він використовується в:

• Високопродуктивні фільми

• Продукти, стійкі до впливу

• Медична упаковка

Інші модифікації конкретних додатків

PE можна змінити за допомогою різних добавок:

типу	додаток	добавки
УФ -стабілізатори	Запобігти деградації від сонячного світла	На відкритому повітрі
Антиоксиданти	Запобігти окисленню під час обробки	Всі продукти PE
Барвники	Додати колір	Споживчі товари
Полум'яні затримки	Зменшити горючість	Будівельні матеріали

Заявки в галузі промисловості

PE пластик неймовірно універсальний. Він використовується в численних галузях.

Упаковка

Упаковка їжі

PE ідеально підходить для упаковки їжі. Він використовується в:

• Пластикові пакетики

• Контейнери для їжі

• Шапки для пляшок

LDPE та HDPE - це загальний вибір. Вони зберігають їжу свіжою та безпечною.

I Дж . Джерело Шампунь U-nuo   HDPE 16 унційних пляшок 

Промислова упаковка

PE також світить у промислової упаковки:

• Мішки з доставки

• Барабанні вкладиші

• Захисні обгортки

HDPE часто використовується для своєї сили та хімічної стійкості.

Переваги в галузі упаковки

PE пропонує багато переваг:

• Легкий

• Вологостійкий

• Економічний

• Переробка

Ці якості роблять PE найкращим вибором для упаковки.

Будівельні та будівельні матеріали

Труби та фітинги

ПЕ труби широко використовуються. Вони чудові для:

• Водопостачання

• Розподіл газу

• Каналізація

Труби HDPE є міцними та стійкими до корозії.

Ізоляційні матеріали

PE FOAM - відмінний ізолятор. Він використовується в:

• Уізоляція стіни

• Підставка на даху

• Звукове посуд

Він легкий і вологостійкий.

Геомембрани

PE Geomembranes має вирішальне значення для будівництва:

• Сміттєзвалища

• Ставок

• Контроль ерозії

Вони забезпечують відмінну хімічну стійкість та довговічність.

Автомобільна промисловість

Паливні резервуари

Паливні резервуари HDPE поширені в транспортних засобах. Вони:

• Легкий

• Довговічний

• Стійкий до проникнення палива

Це допомагає підвищити ефективність та безпеку палива.

Внутрішні компоненти

PE використовується в багатьох автомобільних інтер'єрах:

• Дверні панелі

• Спини сидіння

• Власники чашок

Це економічно вигідно і легко формується.

Переваги у виробництві транспортних засобів

PE пропонує кілька переваг:

• Зниження ваги

• Поліпшення ефективності палива

• Нижчі виробничі витрати

• Переробка

Ці переваги роблять PE популярним у виробництві автомобілів.

Сільське господарство

Парникові фільми

Фільми LDPE ідеально підходять для теплиць:

• Світлова передача

• Зберігання тепла

• Міцність

Вони допомагають створити ідеальні умови вирощування.

Системи зрошення

Труби ПЕ широко використовуються в зрошенні:

• Крапельки іригаційні трубки

• Системи спринклерів

• Резервуари для зберігання води

Вони стійкі до хімічних речовин та ультрафіолетового випромінювання.

Мульчучі програми

Фільми PE Mulch пропонують переваги:

• Боротьба з бур’янами

• Утримання вологи

• Регулювання температури ґрунту

Вони допомагають збільшити врожайність та якість.

Медичні та медичні пристрої

Медична пластмаса PE

Медичний клас ПЕ спеціально сформульований:

• Біосумісний

• Стерилізуючий

• Хімічний стійкий

Він відповідає суворим стандартам охорони здоров’я.

Поширені медичні програми

PE використовується в різних медичних предметах:

• Протезування

• Хірургічні імплантати

• Фармацевтична упаковка

UHMWPE особливо цінний для заміни суглобів.

Споживчі товари

Предмети домашнього побуту

PE знаходиться у багатьох домашніх продуктах:

• Контейнери для зберігання

• Різання дощок

• Сміттєві банки

Це довговічно, легко чистити та доступно.

Іграшки та рекреаційні продукти

PE ідеально підходить для іграшок та спортивного обладнання:

• Обладнання для ігрових майданчиків

• Спортивні м'ячі

• Пляжні іграшки

Це безпечно, довговічно та стійке до впливу.

Електрична та електроніка

Кабельна ізоляція

PE - відмінний електричний ізолятор:

• Силові кабелі

• Телекомунікаційні дроти

• Волоконно -оптичні кабельні куртки

Він забезпечує захист та довговічність.

Електронні компоненти

PE використовується в електронному виробництві:

• З'єднувачі

• Корпус

• Друковані підкладки

Він пропонує хороші електричні властивості та хімічну стійкість

Розробка міркувань для поліетиленових продуктів

Вибір матеріалу

Вибираючи поліетилен (ПЕ) для дизайну продуктів, потрібно врахувати кілька факторів. Сюди входять механічні властивості , як міцність на розрив та гнучкість, які змінюються в різних типах ПЕ. Екологічна стійкість має вирішальне значення, особливо якщо продукт зіткнеться з впливом УФ або хімічним середовищем. Наприклад, HDPE пропонує чудову хімічну стійкість, поки LDPE краще для гнучких додатків з низьким стресом. Нарешті, метод обробки має значення - чи використовуєте ви під тиском , екструзію , або Міністрування - бо не всі типи ПЕ добре працюють з кожним методом.

Реконструйованість

Забезпечення виробництва є ключовим фактором для виробництва ефективних та економічних продуктів PE. Елементи дизайну, такі як простота, скорочують час та складність виробництва. Підтримка рівномірної товщини стінки запобігає таким дефектам, як викривлення або занурення, які можуть виникати під час охолодження. Кути проекту також є важливими для лиття ін'єкції, що дозволяє легко вилучити формовані деталі з форми. Пропуск цих міркувань може призвести до збільшення виробничих витрат та зниження якості продукції.

фактора проектування	Важливість
Простота	Скорочує складність та час виробництва
Рівномірна товщина стінки	Запобігає викривленню та тонуту
Кути	Полегшує легке видалення з форм

Переробка

Оскільки стійкість стає важливішою, проектування PE продуктів для переробки є зростаючим пріоритетом. Використання одного матеріалу , як чистий HDPE або LDPE , полегшує переробку. Багатоматеріальні продукти ускладнюють процес і часто опиняються на сміттєзвалищах. Проектування для розбирання - це ще одна стратегія, де продукти побудовані, щоб їх можна було легко розібрати для переробки. Чітке маркування матеріалів теж має вирішальне значення - це допомагає переробникам ефективно визначити та сортувати пластмаси.

ключових міркувань	Опис
Використання одного матеріалу	Спрощує переробку
Дизайн для розбирання	Полегшує полегшення розбиття продукту
Чітке маркування матеріалів	Допомагає сортувати процеси переробки

Тестування та контроль якості

Механічні випробування

Механічне тестування гарантує, що продукти ПЕ відповідають необхідним стандартам міцності та довговічності. Випробування міцності на розрив вимірюють, скільки сили Матеріал ПЕ може витримати, перш ніж він зламається. Це має вирішальне значення для таких продуктів, як труби або пляшки , де має значення структурна цілісність. Тестування впливу оцінює стійкість матеріалу до раптових сил, гарантуючи, що він не розтріскується або розбивається під напругою. Тим часом тести на згинання оцінюють, наскільки вигин може витримати продукт до того, як він не вдасться, що особливо важливо у гнучких матеріалах PE, як LDPE.

механічні тестування	Приклад	додатків
Сила на розрив	Вимірює стійкість до витягуючих сил	Труби, контейнери
Тестування впливу	Випробує стійкість матеріалу до раптових ударів	Упаковка, автомобільні деталі
Сила згинання	Оцінює, скільки сили згинання вона може впоратися	Гнучка упаковка, фільми

Наприклад, наведені вище механічні випробування повинні бути включені в параметри тесту на упаковку пляшок .

Теплове тестування

Щоб забезпечити продукцію PE добре при різних температурах, теплові тестування є важливим. Диференціальна скануюча калориметрія (DSC) аналізує, як ПЕ поводиться під теплом, допомагаючи визначити його температуру плавлення та кристалічність . Це є ключовим для вибору правильного типу ПЕ для середовищ з високим нагріванням . Іншим корисним методом є термогравіметричний аналіз (TGA) , який випробовує теплову стабільність матеріалу та вимірює, скільки ваги він втрачає під час розкладання. Це допомагає виробникам зрозуміти, як поводитиметься матеріал в екстремальних умовах.

Хімічні випробування

Продукти PE часто стикаються з суворими хімічними речовинами, роблячи хімічні випробування вирішальними. Екологічна стійкість до тріщин (ESCR) оцінює, наскільки добре матеріали ПЕ протистоять розтріскуванням під комбінованим впливом стресу та впливом хімічних речовин. Це життєво важливе значення для продуктів, що використовуються в хімічному зберіганні або зовнішньому середовищі , де вони можуть контактувати з агресивними речовинами. ESCR забезпечує тривалі показники, зменшуючи ризик матеріальної збої з часом.

Тестовий тип	призначення	Загальне використання
Диференціальна сканування калориметрії	Вимірює температуру плавлення та кристалічність	Застосування з високим нагріванням
Термогравіметричний аналіз	Оцінює теплову стабільність	Екстремальні температурні середовища
Екологічний стрес стійкість до тріщини	Випробування хімічної та стресової стійкості	Хімічне зберігання, зовнішні вироби

Висновок: Майбутнє ПЕ пластику

PE пластиковий - це універсальний матеріал з численними перевагами. Його довговічність та пристосованість роблять його ідеальним для різних застосувань.

Ключові переваги ПЕ включають:

• Гнучкість у виробництві

• Резистентність до хімічних речовин і вологи

• Економічна ефективність

• Переробка

Однак із збільшенням пластикових відходів балансування його промислового використання з екологічною відповідальністю має вирішальне значення. Постійні інновації в переробці та стійких альтернативах допоможуть забезпечити майбутнє PE, зменшуючи вплив на навколишнє середовище.

Поради: Ви, можливо, зацікавлені в All Plastics

Домашня тварина	Живлення	ПЕ	Пенсільванія	Заглянути	ПП
Помпа	PPO	TPU	TPE	Сан	ПВХ
PS	ПК	PPS	Абс	PBT	ПММА