Особенности полиэтилена низкого давления

Если посмотреть вокруг, то можно увидеть огромное количество самых разных вещей из полиэтилена — это и всевозможные пакеты, и пленочные упаковки, цветочные контейнеры и ящики, игровые модули и тысячи других пластиковых товаров. Большое распространение в бытовой и промышленной отрасли получил полиэтилен низкого давления. О его эксплуатационных характеристиках мы и поговорим в нашей статье.

Аббревиатура ПНД (ПЭНД) значит полиэтилен низкого давления. Материал представляет собой пластмассу повышенной плотности. Его получают в ходе полимеризации этилена под пониженным давлением. Полимер в таких условиях получается жестким и твердым, относительно прозрачным. Молекулярные клетки этого материала имеют особое строение с повышенным уровнем межмолекулярных связей. Это делает ПНД более плотным, нежели полиэтилен других типов, потому он и получил название «полиэтилен высокой плотности» (ПВП, а англоязычной версии – HDPE).

Технология изготовления ПНД предполагает полимеризацию этилена под давлением 0,2-0,5 МПа при температуре 80 градусов. Реакция происходит с участием органического растворителя с добавлением металлоорганических катализаторов. Плотность такого полиэтилена на выходе составляет 959-960 кг/м3, молекулярная масса соответствует 80-800 тысячам, а степень кристалличности варьируется в пределах 75-90.

Обычно ПНД используется как сырье для дальнейшего производства предметов бытового и промышленного назначения.

Основное технологическое отличие полиэтиленов низкого давления от аналогов высокого давления заключаются в разнице параметров полимеризации. Различные уровни давления и разный нагрев придают полимеру принципиально различающиеся физические характеристики, которые оказывают непосредственное влияние на сферу использования материала.

Заметить разницу этих пленок можно тактильно и визуально. Так ПВД на ощупь гладкий, немного напоминающий воск.

ПНД можно отличить по его способности шуршать, такая пленка напоминает бумагу и сминается, при этом демонстрирует исключительные показатели прочности на разрыв и растяжение. Неслучайно практичные пакеты из этого материала давно стали обязательным товаром в магазинах. Их ручки не растягиваются до момента достижения предела прочности, причем предел этот достаточно высок, но при переходе через критический уровень пакет порвётся.

Высокие прочностные характеристики полиэтилена низкого давления повсеместно используются во многих других сферах производства, помимо изготовления упаковочных материалов.

Можно выделить следующие технико-эксплуатационные параметры полиэтилена низкого давления:

• абсолютная гидро- и паронепроницаемость;
• низкое водопоглощение;
• хорошая пластичность, растяжимость;
• пониженный показатель плотности (0,93-0,96г/см3);
• плавление материала начинается при нагреве в 110-130 градусов, именно поэтому ёмкости, выполненные из данного полимера могут легко выдерживать паровую стерилизацию и нагревание в микроволновой печи;
• химинертность — устойчивость к техническим растворам и маслам;
• прочность межмолекулярных связей придает изделию особую износостойкость и устойчивость на разрыв;
• высокая свариваемость при выполнении химической, газовой и тепловой сварки;
• прозрачность;
• легковесность — даже самые массивные бочки и цистерны намного легче, чем аналоги из прочих полимеров;
• растворяется в среде ароматических углеводородов при нагреве до уровня 120 градусов и больше.

Также можно отметить, что гранулы этого полимера с легкостью поддаются обработке любыми доступными методами, используемыми для пластмасс.

Следует знать, что ПВП (полиэтилен высокой прочности) считается самым твердым полимером среди всех остальных типов пластиков, изготавливаемых из этилена. А как известно, у любых пластмасс повышение плотности вызывает увеличение параметров химической стойкости и износостойкости. Отсюда вытекают различия пластика низкого давления от других видов полимерного сырья – ПВД и ЛПНП. По сравнению с ПВД полимер этой марки имеет:

• большую жесткость, но меньшую степень прозрачности;
• большую крепость и прочность, но в то же время меньшую стойкость к деформациям под действием низких температур;
• большую температуру расплавления, что позволяет выполнять стерилизацию на пару;
• меньшую паропроницаемость и гидропоглощение;
• высокую устойчивость к действию агрессивных растворов.

Совет: при ударе о любую твердую поверхность, предметы из ПВП издают довольно звонкий звук.

Высокоплотные листы полиэтилена выпускаются в различных категориях в зависимости от используемой техники производства. В сырье допускается наличие всевозможных примесей, которые могут быть как осадками сопутствующих веществ, так и основными участниками проводимой реакции.

Такой полиэтилен может включать химические стабилизаторы. В ходе полимеризации этилена они способствуют образованию суспензионного субстрата из гранулята. Обычно сюда относят спирты, окислы легких металлов, слабоагрессивные кислоты, а также отдельные разновидности глины.

В большинстве случаев содержит остатки катализаторов, которые участвуют в полимеризации под действием высокой температуры.

Структуру такого полиэтилена составляют фрагменты эфирных компонентов, а также газы. И всех перечисленных разновидностей он имеет самую слабую структуру, поскольку относительно неоднороден и содержит менее износоустойчивые участки.

Присутствие посторонних компонентов, в том числе катализаторов, обуславливает повсеместное использование ПНД в промышленных целях, где прочность и крепость считается более важным критерием, нежели токсичность и экологичность. На удовлетворение бытовых потребностей идет лишь незначительная часть готовой продукции.

Сфера использования материала напрямую зависит от способа обработки полиэтилена. В соответствии с ГОСТ выделяют следующие направления – экструзия, литье под давлением, а также выдув и ротационное формование.

Этот способ предполагает получение полиэтилена из полимерного сырья методом продавливания готового материала сквозь формующий конус – отверстие экструдера. Метод позволяет изготавливать фасовочные пакеты, конвейерные и воздушно-пузырьковые ленты для фасовки товаров, а также электрические провода и сетки разных типов (бытовые, сельскохозяйственные и строительные). Широко востребован материал для производства напорных труб канализации, водосточных и газовых труб разного диаметра. ПНД сохраняет свои характеристики при воздействии температуры от -60 до +100 градусов.

Этот способ переработки полимерного сырья предполагает впрыск расплава под высоким давлением в форму с её последующим охлаждением. Таким способом производят фитинги, кухонные атрибуты, а также фурнитуру для мебели, пластиковые крышки, тарные ящики и некоторые виды сантехники.

В ходе обработки прогретый пластик под напором впрыскивается в специальную полость, имеющую форму того продукта, который планируется изготавливать. Технология позволяет получить баки, кадки, цистерны, бочки и всевозможные косметические флаконы.

Этот способ изготовления полимерных изделий в нашей стране появился сравнительно недавно. Он позволяет изготавливать самые разные изделия по чертежам заказчика. Ротоформование используют для создания детских игровых комплексов, мобильных биотуалетов, мусорных контейнеров, дорожных конусов и многих других изделий. Данное направление использования ПНД считается одним из наиболее перспективных.

Из полиэтилена высокой прочности можно получить тончайшую пленку, толщина которой сопоставима с папиросной бумагой и не превышает 7 мкм. Она может стать хорошей альтернативой жаростойкой бумаге, например, пергаменту — в отличие от последних, ПНД обладает хорошей водостойкостью, исключительными арома- и паробарьерными характеристиками.

Примечательно, что отслужившие свое предметы из ПВП под действием внешних природных факторов не разлагаются. Именно поэтому особенно актуальным является вопрос об их вторичной переработке — такое решение может быть не только экономически выгодным и безопасным для экологии. Переработка полиэтилена в последние годы стала одним из наиболее перспективных направлений промышленности. Вторсырье широко востребовано при изготовлении пластиковой тары, посуды и других изделий, не требующих высокого качества продукции.

В чем разница между паолиэтиленом ПВД и ПНД, вы можете узнать из видео ниже.