Поліетилен є в даний час найбільш поширеною базової смолою, яка використовується у виробництві термопластичних деревно-полімрних композиційних матеріалів. Застосовується як в первинній, так і у вторинній формах (використані плівки, пляшки, одноразовий посуд, іграшки та ін.).
Поліетилен відноситься до класу поліолефінових з'єднань. Поліетилен широко застосовуються в промисловості для виготовлення великого асортименту виробів і матеріалів: м'яких і жорстких плівок і пластин, кабелів і проводів, труб, тари і упаковки, конструкційно - будівельних матеріалів, виробів побутового призначення, меблів та меблевої фурнітури і т.д. Він проводиться на великотоннажних хімічних виробництвах і поставляється під численними фірмовими назвами (торговими марками).
Поліетилен є високомолекулярним з'єднанням, що складається з довгих ланцюгів з відгалуженнями різної довжини. Його молекулярна маса коливається від 20 тис. До 3 млн. В залежності від способу отримання.
Хімічна формула поліетилену - (CH2CHR) n-
Структура молекули поліетилену показана на схемі.
Ступінь розгалуження і розмір бічних ланцюгів впливають на кінцеві властивості поліетилену.
Поліетилен проводиться двома принциповими способами (двох видів):
- Поліетилен низької щільності (910 - 925 кг / м3) - LDPE, PE-LD (low density) виготовляється при високому тиску. Тому його часто називають поліетиленом високого тиску - ПЕВТ.
- Поліетилен високої щільності, також званий поліетиленом низького тиску - ПЕНД (941 - 965 кг / м3) - HDPE, PE-HD (high density). Він володіє принципово більш високу міцність і твердість, але дещо меншою ударною в'язкістю.
Поліетилен низької щільності виходить шляхом радикальної полімеризації під тиском 120-150 МПа в присутності кисню або пероксидів і володіє великою кількістю довгих відгалужень в полімерного ланцюга. Поліетилен високої щільності виходить в процесах каталітичної полімеризації і володіє лінійною структурою з низьким вмістом коротких бічних відгалужень
Іноді виготовляється поліетилен середньої щільності (MDPE) -926 - 940 кг / м3.
Поліетилен відноситься до класу напівкристалічних з'єднань. При екструзії або лиття в ході охолодження розплаву довгі молекули полімеру починають орієнтуватися один щодо одного, утворюючи невеликі кристалітів, розділені аморфними ділянками. Ці кристалічні ділянки утворюють надмолекулярних структури - сфероліти. Чим нижче довжина ланцюгів полімеру і чим нижче ступінь розгалуженості молекул і довжина бічних ланцюгів, тим більш повно проходить кристалізація. Чим вище ступінь кристалізації поліетилену, тим вище його щільність. Так, в поліетилені високої щільності, що володіє середня молекулярна маса яких і лінійними молекулами з малою кількістю коротких відгалужень, ступінь кристалізації досягає 60-80%. Зі збільшенням молекулярної маси ступінь кристалізації зменшується до 50-60% і, як наслідок, зменшується щільність полімеру; такий поліетилен характеризується як поліетилен середньої щільності. У поліетилену низької щільності наявність великої кількості довгих бічних ланцюгів ускладнює утворення кристалітів і дозволяє досягти ступеня кристалізації тільки на рівні 35-50%.
Властивості поліетилену в основному залежать від щільності, молекулярної маси полімеру і молекулярно-масового розподілу. Зі збільшенням щільності поліетилену (більш висока ступінь кристалізації) збільшуються жорсткість матеріалу, його твердість, міцність на розрив і стійкість до впливу хімічних речовин. При цьому спостерігається також зменшення проникності для водяної пари і газів, ударної в'язкості, прозорості і стійкості до виникнення тріщин під навантаженням.
Зі збільшенням молекулярної маси збільшується ударна в'язкість матеріалу, стійкість до розтягування і розриву і стійкість до розтріскування під навантаженням.
Внаслідок того, що молекули полімеру мають різну довжину, важливим фактором, що визначає властивості полімерів, є розподіл молекул усередині полімеру по молекулярній масі. Так, наприклад, ПЕНД, що має однакове значення показника плинності, але володіє більш вузьким молекулярно-масовим розподілом з меншим вмістом коротких молекул, буде мати більш високою ударною в'язкістю в порівнянні з поліетиленом з широким розподілом. При цьому треба зазначити, що полімер з широким молекулярно-масовим розподілом переробляється легше в порівнянні з полімером, що мають вузький розподіл молекулярноой маси.
Поліетилен - легко переробляється і біологічно безпечний матеріал. Поліетилен поставляється в гранульованому вигляді.
У виробництві термопластичних ДПК використовуються всі різновиди поліетилену, як в первинних, так і у вторинних формах (відходи, б / у і т.п.).
Поліетилен високого тиску (низької щільності) випускається в нашій країні по ГОСТ 163377-77
- Схильний до розтріскування при навантаженні.
- Чи не відрізняється стабільністю розмірів.
- Володіє відмінними діелектричними характеристиками.
- Має дуже високу хімічну стійкість. Не стійкий до жирів, масел.
- Не стійкий до УФ-випромінювання. Відрізняється підвищеною радіаційною стійкістю.
- Теплостійкість без навантаження до 60 оС (для окремих марок до 90 оС).
- Допускає охолодження (деякі марки можуть експлуатуватися в діапазоні від -45 до -120 ° С).
Властивості поліетилену високого тиску Найменування показника Розмірність 15303-003 153-10К в. с. 1с 2с В.С. 1с Щільність г / см 3 0,9205 + 0,0015 нe нормують Показник плинності розплаву г / 10 хв 0,3 + 30% 0,21 - 0,39 Розкид показника текучості розплаву% Не> +6 +12 +15 +8 +12 Кількість включення не> 2 8 30 не хотіли нормують Межа текучості при розтягуванні Па, не 98 * 10 98 (100) Міцність при розриві Па, не 137 * 10 137 (140) Відносне подовження при розриві%, не 600 600 Масова частка екстрагуються речовин%, не 0,4 0,6 0,6 0,5 0,6 Технологічна проба на зовнішній вигляд плівки А чи В В C - Стійкість до розтріскування, не менше Часів 500 500 Запах і присмак водної витяжки Балів 1 0 Стійкість до термоокислювальну старінню ч, не - 8 Стійкість до фотоокіслітельному старіння ч, не - 500
За даними ГОСТ і Томського НПK, джерело: http://plastmassy.webzone.ru/2002/ar_2002_4_Jurtayev.htm . та ін.
Поліетилен високої щільності (низького тиску) випускається по ГОСТ 16338-85
- Спостерігається висока повзучість при тривалому навантаженні.
- Має дуже високу хімічну стійкість (більше, ніж у LDPE).
- Володіє відмінними діелектричними характеристиками.
- Теплостійкість окремих марок до 110 оС.
- Допускає охолодження до -80 ° С
Властивості поліетилену високої щільності Найменування Норма вищий сорт перший сорт Щільність, г / см3 0,958-0,963 Показник плинності розплаву, г / 10 хв 2,6-3,2 Розкид показника текучості розплаву в межах партії,% не більше 110 ± 18 Кількість включень, шт., н / б 5 20 Масова частка золи,%, не більше 0,03 0,045 Межа текучості при розтягуванні, МПа (кгс / см2), не менше 25,5 (260) 25,5 (260) Міцність при розриві, МПа (кгс / см2), не менше 27,4 (280) 23,5 (240) Відносне подовження при розриві,%, не менше 700 700 Стійкість до розтріскування, ч, не менше 30 30 Летючі,% за вагою, не більше 0,10
джерело: http://www.big-av.ru/prod.php?action=2&code=27
Примітка:
- Підвищена повзучість під тривалим навантаженням, властива поліетилену, значно зменшується в композиціях ДПК, також як і жорсткість матеріалу.
- Поліолефіни (поліетилен і поліпропілен) мають низьку адгезію до деревини. Для отримання ДПК з високими механічними властивостями потрібні спеціальні заходи (добавки і ін.).
Автор статті: Абушенко Олександр Вікторович
Php?