Rura (do nawadniania)

Polietylen o dużej gęstości, angielska nazwa to „polietylen o dużej gęstości” lub w skrócie „HDPE”.HDPE to wysoce krystaliczna, niepolarna żywica termoplastyczna.Wygląd oryginalnego HDPE jest mlecznobiały, a cienka sekcja jest do pewnego stopnia przezroczysta.PE ma doskonałą odporność na większość chemikaliów domowych i przemysłowych.Niektóre rodzaje chemikaliów mogą powodować korozję chemiczną, na przykład żrące utleniacze (stężony kwas azotowy), węglowodory aromatyczne (ksylen) i chlorowcowane węglowodory (czterochlorek węgla).Polimer jest niehigroskopijny i ma dobrą odporność na parę wodną i może być stosowany do celów opakowaniowych.HDPE ma dobre właściwości elektryczne, zwłaszcza wysoką wytrzymałość dielektryczną izolacji, dzięki czemu doskonale nadaje się do przewodów i kabli.Gatunki o średniej i wysokiej masie cząsteczkowej mają doskonałą odporność na uderzenia, nawet w temperaturze pokojowej, a nawet w niskich temperaturach -40F.

HDPE to termoplastyczna poliolefina wytwarzana przez kopolimeryzację etylenu.Chociaż HDPE został wprowadzony na rynek w 1956 roku, to tworzywo sztuczne nie osiągnęło jeszcze dojrzałego poziomu.Ten materiał ogólnego przeznaczenia stale rozwija swoje nowe zastosowania i rynki.

Główne cechy

HDPE to niepolarna żywica termoplastyczna o wysokiej krystaliczności.Wygląd oryginalnego HDPE jest mlecznobiały, a cienka sekcja jest do pewnego stopnia przezroczysta.PE ma doskonałą odporność na większość chemikaliów domowych i przemysłowych.Niektóre rodzaje chemikaliów mogą powodować korozję chemiczną, na przykład żrące utleniacze (stężony kwas azotowy), węglowodory aromatyczne (ksylen) i chlorowcowane węglowodory (czterochlorek węgla).Polimer jest niehigroskopijny i ma dobrą odporność na parę wodną i może być stosowany do celów opakowaniowych.HDPE ma dobre właściwości elektryczne, zwłaszcza wysoką wytrzymałość dielektryczną izolacji, dzięki czemu doskonale nadaje się do przewodów i kabli.Gatunki o średniej i wysokiej masie cząsteczkowej mają doskonałą odporność na uderzenia, nawet w temperaturze pokojowej, a nawet w niskich temperaturach -40F.Unikalne cechy różnych gatunków HDPE to odpowiednia kombinacja czterech podstawowych zmiennych: gęstości, masy cząsteczkowej, rozkładu masy cząsteczkowej oraz dodatków.Do produkcji dostosowanych polimerów o specjalnych właściwościach stosuje się różne katalizatory.Połączenie tych zmiennych daje gatunki HDPE do różnych celów;osiągnięcie najlepszej równowagi wydajności.

gęstość

Jest to główna zmienna, która określa właściwości HDPE, chociaż cztery wymienione zmienne wpływają na siebie nawzajem.Etylen jest głównym surowcem polietylenu.Kilka innych komonomerów, takich jak 1-buten, 1-heksen lub 1-okten, jest również często stosowanych w celu poprawy wydajności polimeru.W przypadku HDPE zawartość kilku powyższych monomerów na ogół nie przekracza 1%-2%.Dodatek komonomeru nieznacznie zmniejsza krystaliczność polimeru.Ta zmiana jest ogólnie mierzona gęstością, która ma liniową zależność od krystaliczności.Ogólna klasyfikacja Stanów Zjednoczonych jest zgodna z normą ASTM D1248, a gęstość HDPE wynosi 0,940g/.Powyżej C;Zakres gęstości MDPE wynosi 0,926 ~ 0,940 g / cm3.Inne klasyfikacje czasami klasyfikują MDPE jako HDPE lub LLDPE.Homopolimery mają największą gęstość, najwyższą sztywność, dobrą przepuszczalność i najwyższą temperaturę topnienia, ale ogólnie mają słabą odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku (ESCR).ESCR to odporność PE na pękanie spowodowane naprężeniami mechanicznymi lub chemicznymi.Wyższa gęstość ogólnie poprawia wytrzymałość mechaniczną, taką jak wytrzymałość na rozciąganie, sztywność i twardość;właściwości termiczne, takie jak temperatura mięknienia i temperatura odkształcenia cieplnego;oraz nieprzepuszczalność, taką jak przepuszczalność powietrza lub przepuszczalność pary wodnej.Niższa gęstość poprawia udarność i E-SCR.Na gęstość polimeru wpływa głównie dodatek komonomerów, ale w mniejszym stopniu masa cząsteczkowa.Wysoki procent masy cząsteczkowej nieznacznie zmniejsza gęstość.Na przykład homopolimery mają różne gęstości w szerokim zakresie mas cząsteczkowych.

Produkcja i katalizator

Najpowszechniejszą metodą produkcji PE jest obróbka zawiesiny lub fazy gazowej, a kilka z nich jest wytwarzanych przez obróbkę w fazie roztworu.Wszystkie te procesy są reakcjami egzotermicznymi z udziałem monomeru etylenu, monomeru a-olefiny, układu katalitycznego (może to być więcej niż jeden związek) oraz różnego rodzaju rozcieńczalników węglowodorowych.Wodór i niektóre katalizatory są używane do kontrolowania masy cząsteczkowej.Reaktor zawiesinowy jest na ogół zbiornikiem z mieszaniem lub częściej stosowanym reaktorem pętlowym na dużą skalę, w którym zawiesina może krążyć i mieszać.Kiedy etylen i komonomer (w razie potrzeby) wchodzą w kontakt z katalizatorem, tworzą się cząstki polietylenu.Po usunięciu rozcieńczalnika granulki polietylenu lub granulki proszku suszy się i dodaje dodatki zgodnie z dawką w celu wytworzenia peletek.Nowoczesna linia produkcyjna z dużymi reaktorami z wytłaczarkami dwuślimakowymi może wyprodukować ponad 40 000 funtów PE na godzinę.Rozwój nowych katalizatorów przyczynia się do poprawy parametrów użytkowych nowych gatunków HDPE.Dwa najczęściej stosowane rodzaje katalizatorów to katalizatory firmy Philips na bazie tlenku chromu i katalizatory zawierające związek tytanu i alkiloglinu.HDPE wytwarzany przez katalizator Phillipsa ma średni rozkład masy cząsteczkowej;katalizator tytanowo-alkiloglinowy ma wąski rozkład masy cząsteczkowej.Katalizator używany do produkcji wąskich polimerów MDW w podwójnym reaktorze może być również wykorzystywany do produkcji szerokich gatunków MDW.Na przykład dwa reaktory połączone szeregowo, które wytwarzają produkty o znacząco różnych masach cząsteczkowych, mogą wytwarzać bimodalne polimery o masie cząsteczkowej, które mają pełny zakres rozkładów mas cząsteczkowych.złączki do rur PE

Waga molekularna

Wyższa masa cząsteczkowa skutkuje wyższą lepkością polimeru, ale lepkość jest również związana z temperaturą i szybkością ścinania stosowaną w teście.Do scharakteryzowania masy cząsteczkowej materiału stosuje się pomiar reologii lub masy cząsteczkowej.Gatunki HDPE na ogół mają masę cząsteczkową w zakresie od 40 000 do 300 000, a wagowo średnia masa cząsteczkowa odpowiada z grubsza zakresowi wskaźnika szybkości płynięcia, to znaczy od 100 do 0,029/10 min.Ogólnie, wyższy MW (niższy wskaźnik płynięcia MI) zwiększa wytrzymałość stopu, lepszą ciągliwość i ESCR, ale wyższy MW sprawia, że ​​obróbka

Proces jest trudniejszy lub wymaga wyższego ciśnienia lub temperatury.

Rozkład masy cząsteczkowej (MWD): WD PE waha się od wąskiego do szerokiego w zależności od zastosowanego katalizatora i procesu przetwarzania.

Najczęściej stosowanym wskaźnikiem pomiaru MWD jest wskaźnik nierówności (HI), który jest równy wagowo średniej masie cząsteczkowej (MW) podzielonej przez liczbowo średnią masę cząsteczkową (Mn).Ten zakres indeksu dla wszystkich gatunków HDPE wynosi 4-30.Wąski MWD zapewnia niskie wypaczanie i wysoką udarność podczas procesu formowania.Średnia do szerokiej MWD zapewnia przetwarzalność dla większości procesów wytłaczania.Szeroki MWD może również poprawić wytrzymałość stopu i odporność na pełzanie.

przyłączeniowy

Dodatek przeciwutleniaczy może zapobiegać degradacji polimeru podczas przetwarzania i zapobiegać utlenianiu gotowego produktu podczas użytkowania.Dodatki antystatyczne są stosowane w wielu klasach opakowań w celu zmniejszenia przylegania butelek lub opakowań do kurzu i brudu.Specyficzne zastosowania wymagają specjalnych preparatów dodatków, takich jak inhibitory miedzi związane z zastosowaniami w przewodach i kablach.Doskonałą odporność na warunki atmosferyczne i promieniowanie ultrafioletowe (lub światło słoneczne) można osiągnąć poprzez dodanie dodatków anty-UV.Bez dodatku odpornego na promieniowanie UV lub czarnego PE zaleca się zaprzestanie używania go na zewnątrz.Wysokiej jakości pigmenty sadzy zapewniają doskonałą odporność na promieniowanie UV i są często stosowane w zastosowaniach zewnętrznych, takich jak przewody, kable, warstwy zbiorników lub rury.

metody przetwarzania

PE może być wytwarzany w szerokim zakresie różnych metod przetwarzania.Używając etylenu jako głównego surowca, propylenu, 1-butenu i heksenu jako kopolimeru, pod działaniem katalizatora, przyjmuje się proces polimeryzacji w zawiesinie lub polimeryzacji w fazie gazowej, a otrzymany polimer jest rzutowany, oddzielany, suszony, granulowany itp. Proces mający na celu uzyskanie gotowych produktów o jednorodnych cząstkach.W tym takie jak wytłaczanie arkuszy, wytłaczanie folii, wytłaczanie rur lub profili, formowanie z rozdmuchem, formowanie wtryskowe i formowanie rotacyjne.

▲ Wytłaczanie: Gatunek stosowany do produkcji przez wytłaczanie ma na ogół wskaźnik szybkości płynięcia poniżej 1 i średni do szerokiego MWD.Podczas przetwarzania niski MI może uzyskać odpowiednią wytrzymałość stopu.Szersze gatunki MWD są bardziej odpowiednie do wytłaczania, ponieważ mają wyższe prędkości produkcyjne, niższe ciśnienie matrycy i zmniejszoną tendencję do pękania stopu.

PE ma wiele zastosowań do wytłaczania, takich jak druty, kable, węże, rury i profile.Zastosowania rur obejmują zarówno żółte rury o małych przekrojach do gazu ziemnego, jak i grubościenne czarne rury o średnicy 48 cali do rurociągów przemysłowych i miejskich.Gwałtownie rośnie wykorzystanie rur o dużej średnicy z pustymi ścianami jako substytutu rur kanalizacji deszczowej wykonanych z betonu i innych rur kanalizacyjnych.

Arkusze i termoformowanie: termoformowalna wyściółka wielu dużych lodówek piknikowych jest wykonana z PE, który jest wytrzymały, lekki i trwały.Inne produkty arkuszowe i termoformowane obejmują błotniki, wkładki do zbiorników, osłony patelni, skrzynie transportowe i zbiorniki.Duża liczba szybko rosnących zastosowań arkuszy to ściółka lub osady na dnie stawu, które opierają się na wytrzymałości, odporności chemicznej i nieprzepuszczalności MDPE.

▲ Formowanie z rozdmuchem: Ponad 1/3 HDPE sprzedawanego w Stanach Zjednoczonych jest wykorzystywana do formowania z rozdmuchem.Obejmują one butelki zawierające wybielacz, olej silnikowy, detergent, mleko i wodę destylowaną, a także duże lodówki, samochodowe zbiorniki paliwa i kanistry.Charakterystyki gatunków do formowania z rozdmuchem, takie jak wytrzymałość stopu, ES-CR i wiązkość, są podobne do tych stosowanych do zastosowań w arkuszach i formowaniu termicznym, więc można stosować podobne gatunki.

Formowanie wtryskowe z rozdmuchem jest zwykle stosowane do produkcji mniejszych pojemników (poniżej 16 uncji) do pakowania leków, szamponów i kosmetyków.Jedną z zalet tego procesu jest to, że butelki produkcyjne są automatycznie przycinane, bez konieczności wykonywania czynności wykończeniowych, takich jak ogólne formowanie z rozdmuchem.Chociaż niektóre wąskie gatunki MWD są stosowane do poprawy wykończenia powierzchni, generalnie stosuje się średnie i szerokie gatunki MWD.

▲ Formowanie wtryskowe: HDPE ma niezliczone zastosowania, od cienkościennych kubków na napoje wielokrotnego użytku po puszki 5-gsl, które zużywają 1/5 domowego HDPE.Gatunki do formowania wtryskowego mają na ogół wskaźnik szybkości płynięcia 5-10.Istnieją gatunki o twardości i niższej płynności oraz gatunki o wyższej płynności i przetwarzalności.Zastosowania obejmują artykuły codziennego użytku i opakowania cienkościenne do żywności;wytrzymałe i trwałe puszki na żywność i farby;wysoka odporność na pękanie naprężeniowe środowiska, takie jak zbiorniki paliwa do małych silników i pojemniki na śmieci o pojemności 90 galonów.

▲ Formowanie rotacyjne: Materiały wykorzystujące tę metodę przetwarzania są zwykle kruszone na materiały proszkowe, które topią się i płyną w cyklu termicznym.Rotomoulding wykorzystuje dwa rodzaje PE: ogólnego przeznaczenia i sieciowalny.MDPE/HDPE ogólnego przeznaczenia ma zwykle gęstość w zakresie od 0,935 do 0,945 g/cm3, z wąskim MWD, dzięki czemu produkt ma dużą udarność i minimalne wypaczenie, a jego wskaźnik płynięcia mieści się na ogół w zakresie 3-8.Wyższe stopnie MI generalnie nie są odpowiednie, ponieważ nie mają takiej odporności na uderzenia i pękanie naprężeniowe, jakiej oczekuje się od produktów formowanych rotacyjnie.

Wysokowydajne aplikacje do formowania rotacyjnego wykorzystują unikalne właściwości chemicznie sieciowalnych gatunków.Gatunki te mają dobrą płynność w pierwszej części cyklu formowania, a następnie sieciują się, tworząc doskonałą odporność na pękanie naprężeniowe i udarność w środowisku.Odporność na zużycie i odporność na warunki atmosferyczne.Sieciowalny PE nadaje się tylko do dużych pojemników, od zbiorników o pojemności 500 galonów do transportu różnych chemikaliów po zbiorniki rolnicze o pojemności 20 000 galonów.

▲Film: obróbka folii PE zazwyczaj wykorzystuje zwykłą obróbkę folii rozdmuchiwanej lub wytłaczanie płaskie.Większość PE jest używana do folii, dostępny jest ogólny PE o małej gęstości (LDPE) lub liniowy PE o małej gęstości (LLDPE).Gatunki folii HDPE są zwykle stosowane tam, gdzie wymagana jest doskonała rozciągliwość i doskonała nieprzepuszczalność.Na przykład folia HDPE jest często używana do produkcji toreb na zakupy, toreb na zakupy i opakowań do żywności.

Wydajność produktu

Polietylen o dużej gęstości to nietoksyczne, pozbawione smaku i zapachu białe cząstki o temperaturze topnienia około 130°C i gęstości względnej od 0,941 do 0,960.Ma dobrą odporność na ciepło i odporność na zimno, dobrą stabilność chemiczną, wysoką sztywność i wytrzymałość oraz dobrą wytrzymałość mechaniczną.Właściwości dielektryczne i odporność na pękanie naprężeniowe w środowisku są również dobre.

Pakowanie i przechowywanie

Podczas przechowywania przechowywać z dala od ognia i izolacji cieplnej.Magazyn powinien być suchy i uporządkowany.Surowo zabrania się mieszania jakichkolwiek zanieczyszczeń, światła słonecznego i deszczu.Transport powinien być przechowywany w czystych, suchych, krytych wagonach lub kabinach i nie powinno w nim znajdować się ostrych przedmiotów, takich jak żelazne gwoździe.Surowo wzbroniony jest transport mieszany z łatwopalnymi węglowodorami aromatycznymi, chlorowcowanymi węglowodorami i innymi rozpuszczalnikami organicznymi.

poddawać recyklingowi i ponownie wykorzystywać

HDPE to najszybciej rozwijająca się część rynku recyklingu tworzyw sztucznych.Wynika to głównie z łatwego ponownego przetwarzania, minimalnej degradacji i dużej liczby zastosowań do celów opakowaniowych.Główny recykling polega na ponownym przetworzeniu 25% materiałów pochodzących z recyklingu, takich jak poużytkowe surowce wtórne (PCR), z czystym HDPE w celu wyprodukowania butelek, które nie mają kontaktu z żywnością.

Rury PE do wodociągów są zamiennikami tradycyjnych rur stalowych oraz rur PVC do wody pitnej.