Полиэтилен и полипропилен: сходства и различия

Полипропилен и полиэтилен являются одними из самых распространенных видов полимерных материалов. Их успешно используют в промышленности, быту, сельском хозяйстве. Благодаря уникальному составу они практически не имеют аналогов. Рассмотрим подробнее основные сходства и различия полипропилена и полиэтилена, а также сферы применения материалов.

Как и большинство подобных научных терминов, названия материалов были позаимствованы из греческого языка. Присутствующая в обоих словах приставка поли- переводится с греческого как «много». Полиэтилен – это много этилена, а полипропилен – много пропилена. То есть в изначальном состоянии материалы представляют собой обыкновенные горючие газы, имеющие формулы:

• C2H4 – полиэтилен;

• C3H6 – полипропилен.

Оба этих газообразных вещества относятся к особым соединениям, так называемым алкенам, или ациклическим непредельным углеводородам. Чтобы придать им твердую структуру, проводится полимеризация – создание высокомолекулярной материи, которая образуется при помощи соединения отдельных молекул низкомолекулярных веществ с активными центрами растущих полимерных молекул.

В итоге и образуется твердый полимер, химической основой которого служат лишь углерод и водород. Отдельные характеристики материалов формируются и повышаются за счет добавления в их состав специальных присадок и стабилизаторов.

По форме первичного сырья полипропилен и полиэтилен разницы практически не имеют – в основном они выпускаются в виде небольших шариков или плит, которые, кроме состава, могут отличаться лишь размерами. Уже потом путем переплавки или прессования из них производят различные изделия: водопроводные трубы, тару и упаковку, корпуса для лодок и многое другое.

После процесса полимеризации полиэтилен представляет собой твердый материал с необычной на ощупь поверхностью, как будто покрытой небольшим слоем воска. За счет низких показателей плотности он легче воды и имеет высокие характеристики:

• вязкости;
• гибкости;
• эластичности.

Полиэтилен является отличным диэлектриком, устойчив к радиоактивным излучениям. Этот показатель у него самый высокий среди всех подобных полимеров. Физиологически материал абсолютно безвреден, поэтому широко используется при производстве различных изделий для хранения или упаковки пищевых продуктов. Без потери качества способен выдерживать довольно широкий диапазон температур: от -250 до +90° в зависимости от его марки и производителя. Температура самовоспламенения составляет +350°.

Полиэтилен обладает высокой устойчивостью к ряду органических и неорганических кислот, щелочам, солевым растворам, минеральным маслам, а также к различным веществам с содержанием спирта. Но в то же время, как и полипропилен, он боится контакта с мощными неорганическими окислителями типа HNO3 и H2SO4, а также с некоторыми галогенами. Даже незначительное воздействие этих веществ приводит к его растрескиванию.

Полипропилен имеет высокие показатели ударной вязкости и износоустойчивости, водонепроницаем, без потери качества выдерживает многократные изгибы и изломы. Материал безвреден физиологически, поэтому изделия из него пригодны для хранения пищевых продуктов и питьевой воды. Он не имеет запаха, не тонет в воде, при возгорании не выделяет дыма, а плавится каплями.

Негативно сказываются на целостности полипропиленовых изделий галогены, различные окисляющие газообразования и окислители высокой концентрации, такие как HNO3 и H2SO4. Самовоспламеняется при +350°. В целом химическая стойкость полипропилена при одинаковом температурном режиме почти не отличается от показателей стойкости полиэтилена.

Полиэтилен изготавливают путем полимеризации газообразного вещества этилена при высоком или низком давлении. Материал, производимый при высоком давлении, называется полиэтилен низкой плотности (LDPE), его полимеризуют в трубчатом реакторе или специальном автоклаве. Полиэтилен низкого давления и высокой плотности (HDPE) получают при помощи газовой фазы или комплексных металлоорганических катализаторов.

Исходное сырье для производства полипропилена (газ пропилен) добывают путем переработки нефтепродуктов. Выделенная таким методом фракция, содержащая примерно 80% необходимого газа, проходит дополнительную очистку от лишней влаги, кислорода, углерода и других примесей. В результате получается газ пропилен высокой концентрации: 99–100%. Затем, используя специальные катализаторы, газообразное вещество полимеризуют при среднем давлении в среде особого жидкого мономера. В виде сополимера нередко применяется газ этилен.

Полипропилен, как и хлорированный ПВХ (поливинилхлорид), активно используется в производстве водопроводных труб, а также в качестве изоляции для электрических кабелей и проводов. Благодаря стойкости к ионизирующим излучениям изделия из полипропилена широко применяются в медицине, атомной промышленности. Полиэтилен, особенно высокого давления, обладает меньшей прочностью. Поэтому чаще используется в производстве различной тары (ПЭТ), брезента, упаковочных материалов, термоизоляционных волокон.

Выбор материала будет зависеть от типа конкретного изделия и его назначения. Полипропилен обладает меньшим весом, продукция из него выглядит более презентабельно, она не так подвержена загрязнению и проще в уходе в сравнении с полиэтиленом. Но из-за дороговизны сырья затраты на производство полипропиленовых изделий на порядок выше. Например, при одинаковых эксплуатационных характеристиках упаковка из полиэтилена почти вполовину дешевле.