Температура плавления полиэтиленовой пленки: Температура плавления полиэтилена 2020

Содержание

Температура плавления полиэтилена 2020

Температура плавления различных сортов полиэтилена составляет от 103 до 137°C.

Анализируя этот показатель, можно разделить все разновидности этого полимера на две большие группы. У представителей первой группы температура плавления находится в пределах от 103 до 110°C, а у второй — от 130 до 137°C. Отличия связаны с тем, что существуют две принципиально отличающиеся технологии производства полиэтилена. Поэтому свойства материалов, полученных по разным технологиям, заметно отличаются.

При давлении 100-288 МПа синтезируют полиэтилен c низким удельным весом. В России чаще всего его обозначают аббревиатурой ПВД (высокого давления), а за рубежом — LDPE (полиэтилен с низкой плотностью, Low Density Polyethylene).

В отличие от первого метода, полиэтилен высокой плотности получают синтезом при невысоком давлении (0,1-0,495 МПа). Международное общепринятое обозначение этого материала — HDPE (полиэтилен с высокой плотностью — High Density Polyethylene), а у нас — ПНД (то есть низкого давления).

На большинстве изделий из полиэтилена, изготовленных в России, присутствует интернациональная маркировка — HDPE либо LDPE. Мы также будем придерживаться терминологии, принятой во всём мире.

Свойства ПВД

Полимерные цепочки этого материала короткие и разветвлённые, за счёт этого материал имеет низкую плотность — около 0,92 г/см³. Температура плавления ПВД низкая. Этот полиэтилен пластичен — легко тянется и устойчив к механическим повреждениям. За счёт низкого удельного веса он имеет меньшую теплопроводность и теплоёмкость. Из LD PE также изготавливают вспененный полиэтилен, являющийся хорошим теплоизолятором.

Свойства ПНД

Удельный вес — выше, чем у LDPE — порядка 0,95 г/см³. На изменение свойств влияют более длинные полимерные цепочки с меньшим количеством устойчивых поперечных связей.

Температура его плавления — высокая. Как следствие, этот материал более жёсткий и выдерживает повышенные нагрузки.

Как отличить ПВД от ПНД

Если сравнивать плёнки, полученные из LD PE и PE HD, то заметно, что первые имеют большую толщину и легче растягиваются, имеют характерный блеск и кажутся навощёнными. Напротив, плёнки из HD PE очень тонкие, более жёсткие, издают характерное лёгкое шуршание при смятии. Поверхность изделий из такого материала обычно не глянцевая, а матовая.

Золотая середина

Существует интересная разновидность, именуемая смесовым полиэтиленом. Он получается путём смешивания расплавов LD PE и HD PE при производстве готовых изделий. Для корректировки свойств материала в расплав вводят модифицирующие добавки. Меняя пропорции LD PE и HD PE, можно получить более пластичный или более жёсткий материал.

Как мы уже отмечали, при увеличении количества поперечных межмолекулярных связей (ветвлений) полиэтилен приобретает пластичность и прочность. Для того, чтобы существенно увеличить количество таких связей, при синтезе полиэтилена при высоком давлении материал подвергают воздействию жёсткого ионизирующего излучения.

Называют полученный полимер сшитым полиэтиленом. Его прочность настолько высока, что он успешно применяется для производства всевозможных труб, работающих при повышенном давлении.

Химические и физические свойства полиэтилена, технические характеристики 2020

Заслуженную популярность полиэтилен приобрел благодаря своим физико-химическим свойствам, обусловленным его химическим строением.

Химические

Свойство	Значение
Газопроницаемость	низкая
Паропроницаемость	низкая
Устойчивость к органическим и неорганическим кислотам	высокая (за исключением 50% раствора азотной кислоты)
Устойчивость к растворам солей	высокая
Взаимодействие со щелочами	не взаимодействует
Растворимость в органических растворителях	низкая (слегка разбухает)
Химические вещества, разрушающие полиэтилен	газообразный и жидкий фтор и хлор

Благодаря своим химическим свойствам в полиэтиленовых тарах можно хранить воду, алкоголь, соки, бензин, кислоты, масла, растворители.

Если упаковать изделие в полиэтиленовый пакет или пленку, то они в свою очередь надежно защитят его от вышеуказанных жидкостей.

Физические

Физические свойства полиэтилена находятся в сильной зависимости от его вида. Менее плотный полиэтилен высокого давления более мягкий, чем полиэтилен низкого давления. Он более эластичный, меньше страдает от разрывов и проколов, однако имеет более низкую температуру плавления. Полиэтилен низкого давления более твердый и прочный ввиду более высокой плотности.

Свойство	Значение
Цвет	от прозрачного до белого в зависимости от толщины
Запах	не имеет
Эластичность	высокая
Твердость	чем ниже плотность, тем мягче
Плотность, г/см3	полиэтилен высокого давления — 0,900-0,939; полиэтилен низкого давления — 0,931-0,970
Устойчивость к ударам	высокая
Эксплуатационные температуры, 0С	-70 +80
Температура плавления, ⁰С	полиэтилен высокого давления — +103-110; полиэтилен низкого давления — +125-132
Поглотительная способность	низкая
Проводимость тока	не проводит

Существуют также сверхмолекулярный полиэтилен, который выдерживает сверхнизкие и сверхвысокие температуры (от -260 до +120 ⁰С), более устойчив к растрескиванию и воздействию химических веществ. У данного вида полиэтилена также значительно повышена износостойкость.

Недостатки полиэтилена: Главный недостаток полиэтилена – это низкая устойчивость к старению под воздействием солнечного света и УФ-лучей. Снижения негативного влияния данного свойства достигают путем добавления сажи и производных бензофенонов.

Положительные физико-химические свойства полиэтилена можно улучшить добавлением различных химических веществ во время полимеризации или обработкой готового полиэтилена:

1. Добавлением олефинов и полярных мономеров добиваются усиления прозрачности и эластичности, снижения растрескивания;

2. Добавляя сополимеры и другие полимеры усиливают ударопрочность;

3. Хлорированием, бромированием и фторированием улучшают химическую и тепловую стойкость.

Эксплуатационный свойства изделий, произведенных из полиэтилена, во многом зависят от скорости и равномерности охлаждения и условий эксплуатации: температуры, давления, продолжительности и степени нагрузки, условий хранения.

При какой температуре плавится полиэтилен

Сегодня человечество не может обойтись без искусственных материалов. Они обладают рядом уникальных качеств, доступны и значительно удешевляют производство. Одним из таких материалов выступает полиэтилен. Температура плавления, а также прочие его технические характеристики заслуживают подробного рассмотрения. Ведь это один из самых востребованных сегодня материалов. Более половины всего этилена, производимого мировой химической промышленностью, направляется для получения полиэтилена. Чтобы понимать, почему он так популярен сегодня, следует рассмотреть его характеристики.

Что собой представляет вещество

Структура молекулы полиэтилена достаточно простая. Она выглядит как цепочка, которая состоит из атомов углерода. К каждому из них присоединяются 2 молекулы водорода. В мире существует две модификации этого вещества. Они различны по структуре. Это отражается и на свойствах, которыми обладает полиэтилен (температура плавления и кипения, потребительские свойства). Объединяет их только происхождение. Обе модификации получают из этилена.

Первая разновидность полиэтилена состоит из линейных мономеров. Их степень полимеризации равна 5000 и больше. Вторая модификация имеет разветвления мономеров. Они состоят из атомов углерода (от 4 до 6).

Чтобы создать линейный полиэтилен, применяют специальные катализаторы. Процесс полимеризации идет при температуре до 150 °С.

Характеристики

Термопластичным полимером, который характеризуется непрозрачностью при толстом слое, предстает для нас полиэтилен. Температура плавления, технические особенности материала делают его популярным. Он кристаллизуется в диапазоне от -60 до -269 °С.

Основным его положительным качеством является отсутствие смачивания полиэтилена водой. В домашних условиях он не подвержен воздействию различных органических растворителей. Также он не вступает в реакцию при комнатной температуре с водными солевыми, кислотными и щелочными растворами.

При повышении температуры до 60 °С, материал становится уязвим для серной и азотной кислот. Применяя окислители для обработки поверхности полиэтилена, следует ожидать разрушения поверхностного слоя. Материал начинает смачиваться водой. Это качество необходимо для склеивания полиэтилена.

Способы п

что это такое? Из чего делают пленку и чем она отличается от полиэтилена? Температура плавления и производство, маркировка

Изделия из полиэтилена

Типы ПЭ

Полиэтилен изготавливается путем укрупнения молекул углеводорода этилена. Процесс полимеризации может проходить при совершенно различных условиях: температура, давление, сопутствующие реакции вещества дают разные полимерные модификации с широким диапазоном характеристик:

Полиэтилен «высокого давления» (ПВД) имеет небольшую плотность, относится к наиболее мягким пластикам и применяется для изготовления более гибких и эластичных изделий. Изделия из него получаются с наиболее гладкими и блестящими поверхностями, имеющие высокий коэффициент прозрачности.
Полиэтилен «низкого давления» (ПНД) гораздо более плотный и твердый. Применяется для изготовления наиболее прочных изделий, выдерживающих большие нагрузки.
Линейный ПЭ объединяет в себе прочность ПНД и эластичность ПВД, что необходимо в производстве целого ряда продукции и особенно находит применение в изготовлении пленок.
Сверхмолекулярный полиэтилен обладает уникальными свойствами прочности и стойкости перед различными физическими и химическими воздействиями.

ВАЖНО! Вопреки убеждениям о невозможности эксплуатации полиэтилена при высоких температурах из-за его термопластичности, некоторые его виды свободно используются для изготовления отопительных труб и горячего водоснабжения. Это термостойкий и так называемый «сшитый» (сверхмолекулярный) виды полиэтилена, имеющие структуру, близкую к кристаллической решетке особо твердых веществ

Виды продукции

Ассортимент полиэтиленовой продукции поражает своей широтой и «всеохватностью»:

Пленки для упаковки, гидроизоляции, постройки теплиц (замена стекла), изготовления непромокающей одежды (плащи, перчатки) и т. п.:
- Гладкие,
- Пузырчатые,
- Стрейчевые,
- Термоусаживаемые,
- Скотч.
Емкости разного назначения – от пластиковой бутылки и пищевого контейнера до канистр и баков объемом до 200 литров.

Трубы напорные либо безнапорные диаметром от 10-ти до 1600 мм с разной толщиной стенок:
- Водопроводные,
- Газовые,
- Канализационные,
- Дренажные,
- Отопительные.
Посуда как одноразовая, так и для более длительного использования, а также цветочные горшки и т.п.
Игрушки детские и елочные, сувенирная продукция.
Электроизоляционные оболочки и пластины.
Антикоррозийные покрытия для металлических труб, емкостей и других изделий.
Амортизаторы для механической защиты предметов при транспортировке, защиты закапываемых в землю трубопроводов от сезонных и сейсмических сдвигов пород и др.
Вспененные материалы для теплоизоляционных оболочек, подложек, прокладок при строительстве зданий, приборо-и автомобилестроении.
Корпуса для разных приборов, аппаратов, лодок и т.п.
Инженерные конструкции, предметы благоустройства придомовых и детских площадок.
Накопители для экологически опасных веществ и для отходоперабатывающих полигонов.
Медицинские аппараты и протезные элементы.
Сухой термоклей в виде полиэтиленового порошка.

Свойства и преимущества полиолефиновых пленок

Благодаря своим свойствам ПОФ пленка имеет такие преимущества:

Прочность, устойчивость к разрывам, растяжению, ударам и проколам;
Равная толщина, аккуратность сварных швов по всей полосе скрепления. Надежность. Устойчивость к высоким и низким температурам: пленка полиолефиновая термоусадочная выдерживает жару до +30 и мороз до -50 градусов Цельсия;
Легкость и быстрота усадки, которая достигает 64%, при температуре 120 градусов обеспечивает скорость усадки в течение двух минут до 60%. При высокой степени усадки (до 80%) удается достичь эффекта «второй кожи» и упаковывать сложные по форме предметы;
Полная герметичность получающегося покрытия;
Устойчивость к растворяющим веществам и жирам;
Глянцевый блеск и высокая прозрачность. Поф пленка одинаково хорошо обтягивает округлые и угловатые формы упаковываемых предметов.
Устойчивость к посторонним «химическим» запахам;
Удобство использования и, по сравнению с подобными товарами, небольшая цена;
Экологичность и безопасность производства и применения пленки полиолефиновой. К примеру, хлор, содержащийся в другом пленочном материале – ПВХ, вредит здоровью рабочих, быстро портит машины, задействованные в производстве и термоусадочных процессах, загрязняет воздух при утилизации.

Области применения

Благодаря широкому распространению, техническим характеристикам и невысокой стоимости получения, полиэтилен применяется во многих отраслях промышленности и народного хозяйства. Основными сферами использования можно считать следующие:

строительство. Сегодня существует масса специальных монтажных пленок и мембран, которые широко используют при постройке объектов в качестве паро и гидроизоляции. Для прокладки различных инженерных коммуникаций (в основном, магистрали подачи холодной воды), широко используются трубы из сшитого полиэтилена. В качестве изоляции проводов также применяют специальные защитные короба из полиэтилена;
упаковка. Наиболее распространенная область применения ПЭ. Мы уже не можем себе представить альтернативу пластиковым бутылкам, в которых мы регулярно покупаем напитки, масло, бытовую химию и многие другие товары. Существует масса полиэтиленовых контейнеров, для технического использования и пищевой промышленности. Упаковочный скотч и стретч-пленка изготавливаются также из полиэтилена. Пакеты для продуктов, которые продаются в любом супермаркете – это тоже продукт полимеризации этилена;
сельское хозяйство. Большой выбор различных пленок и мембран из полиэтилена дает возможность быстро и недорого изготовить парники и теплицы, системы полива и орошения с полиэтиленовыми насадками также получили широкое распространение;
товары народного потребления. Начиная от детских игрушек (используется только пищевой ПЭ) и, заканчивая бытовыми приборами, полиэтилен широко используется в нашей жизни.

Кроме того, некоторые разновидности этого полимера применяют в автомобилестроении и медицине.

Низкая стоимость, легкий и быстрый процесс получения, позволили полиэтилену получить широкое распространение во многих отраслях промышленности и быта, что по праву ставит этот полимер на первое место по популярности.

Свойства ЛПНП

ЛПНП обладает высокими физико-химическими характеристиками. Свойства ЛПНП можно назвать промежуточные между свойствами ПВП и ПНП. Но в сравнении с ПВД, ЛПВД обладает более однородным распределением групп полимера по молекулярной массе. Данный материал обладает следующими свойствами:

Значительная прочность при растяжении, высокая устойчивость к растрескиванию и удлинение при разрыве.

Высокие эксплуатационные характеристики
Довольно высокая температура плавления. Это позволяет использовать ЛПВД при расфасовке горячих продуктов.
Огромным плюсом линейного полиэтилена считается его химическая устойчивость в большом температурном диапазоне. ЛПНП выдерживает температуру в пределах -45-100°С.
Прекрасная эластичность расплава. Данное свойство дает возможность получить довольно тонкую пленку (от 6 до 25 мкм).
Линейный полиэтилен инертен в химическом плане при комнатной температуре, а при достаточном нагревании он способен к реакции нитрирования, окисления, сульфирования.
ЛПНП отлично подойдет для хранения пищевых продуктов, ведь он на их вкусовые качества не влияет.
ЛПВД не подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей, коррозии, не портится в экстремальных погодных условиях. Его используют при пиковой температуре в 60 °С.
В силу высокой кристалличности линейный полиэтилен низкой плотности менее прозрачен, чем прочие виды полиэтилена. Для получения более прозрачного ЛПНП в него вводятся специальные оптические добавки.
Внешне ЛПВД представляет собой твердый материал с едва заметным перламутровым оттенком.
Линейный полиэтилен в тонких пленках практически прозрачен, эластичен, термопластичен и гибок, легко режется ножом. ЛПНП в толстых листах тяжело поддается резке ножом.
ЛПВД очень медленно загорается, горит без копоти, слабым синим пламенем, источая запах горячего парафина.
При плавлении линейный полиэтилен преобразуется в мягкую желеобразную массу, почти не обладающую текучестью.
ЛПНП практически нерастворим в органических жидкостях ниже температуры 60°С. При более высокой температуре линейный полиэтилен быстро растворяется в галоидопроизводных, углеводородах и некоторых остальных продуктах.
ЛПВД воду абсорбирует в крайне малой степени. Абсорбция и ее скорость несколько увеличивается при высоких температурах.
Проницаемость водяного пара через пленку линейного полиэтилена весьма низкая. ЛПНП – один из наилучших водонепроницаемых пленкообразующих материалов.

Отличительные свойства материалов

И хоть обе категории материалов могут быть выкрашены в любой цвет или использоваться для размещения надписей и рисунков, различить целлофан от полиэтилена возможно и без спецсредств. Чтоб прослыть “знатоком“ среди знакомых и блеснуть своей эрудицией не имея химического образования достаточно просто запомнить отличительные свойства материалов. Известная поговорка “на вкус и цвет товарища нет” как нельзя кстати подойдет к прозрачным пакетам.

Вкус. Целлофановый пакет содержит в своем составе глицерин, что придает немного сладкий привкус материалу. В этом всегда можно убедиться, если лизнуть чистый пакет.
Цвет. Структурная особенность целлофана позволяет нанесенной краске держаться очень долго. А вот рисунки на полиэтилене стираются гораздо быстрее, что придает пакетам неопрятный вид.
Тактильные ощущения. Пакет из полиэтилена на ощупь кажется мягким и немного жирным, а целлофановый — жестким, сильно шуршащим и легко сгибающимся (заламывающимся).

Плюсы и минусы при выборе целлофана

Пакеты из целлофана очень удобный упаковочный материал. Однако при выборе целлофана или полиэтилена для ежедневного использования следует знать все достоинства и недостатки такого вида упаковки. Ведь эти два похожих внешне, но разных по составу материала обладают абсолютно различными свойствами. И, несмотря на то что из-за дороговизны и сложности при изготовлении целлофановые пакеты встречаются гораздо реже, предпочтение в выборе упаковки все-таки следует отдать им.

Многие колбасные и сырные заводские упаковки изготавливаются именно из целлофана. Структура такого пакет всегда позволит “дышать” содержимому и продукты питания дольше останутся свежими. Например, свежий хлеб останется мягким в течение 5 дней.
Боящийся влаги целлофан не будет собирать в себе выделяемую из продуктов воду, как это делает неспособный ее пропускать полиэтилен. Поэтому целлофановый пакет всегда предохранит от лишней влаги помещенный в него продукт.
При случайном контакте с нагревательными приборами или огнем полиэтилен мгновенно плавится, тогда как целлофан не сваривается, а только сжимается.
Целлофан — это безопасный материал как для человека, так и для окружающей среды. Быстро разлагаясь естественным путем, такой пакет не выделяет вредных искусственных веществ, т.к. является целиком биологическим материалом.

Справедливости ради следует отметить, что по прочности материала целлофан незначительно, но все-таки уступает пластику. Если пакет из полиэтилена будет растягиваться под тяжестью веса, то целлофановая упаковка хоть и очень прочная, но при малейшем надрыве моментально “полезет по швам” разрыва. Однако этот маленький недостаток не способен затмить положительные стороны целлофана. А его способность надолго сохранять продукты свежими, не давая им напитаться излишней влагой, и естественная утилизация материала без нанесения вреда по праву делают целлофановый пакет королем упаковки.

https://youtube.com/watch?v=aRO60eOkZbo

Пленка полиэтиленовая – что это такое? Ее свойства и характеристики

Материал имеет множество преимуществ, которые определяют ее популярность:

Устойчивость к воздействию химической среды, инертность. Благодаря этому качеству полиэтилен широко применяется в общепите;
Растяжимость и эластичность. Полиэтиленовое полотно легко растягивается и обвалакивает упаковываемый предмет;
Влаго- и паронепроницаемость. Материал широко применяется в гидроизоляции при строительных работах, как укрывной материал, в упаковке продуктов;
Герметичность – обеспечивает барьер для поступления воздуха;
Прозрачность (у неокрашенных пленок) –обеспечивает хорошую видимость товара в упаковке из пленки;
Хорошие диэлектрические качества;
Долгий срок службы.

Из минусов можно выделить:

Боязнь высоких температур. При показателях свыше 115 градусов пленка начинает плавиться;
Чувствительность к воздействию УФ лучей. При долгом нахождении под их воздействием полиэтилен стареет и начинает распадаться, ухудшаются прочностные характеристики;
Неустойчивость к низким температурам. При долгом нахождении на морозе полиэтилен становится хрупким.

Применение пленки ПВД

В качестве упаковочной тары материал используется уже пять – шесть десятков лет. Сегодня ПВД используют в качестве:

упаковки продуктов, для изготовления пакетов пищевого и непищевого типа. Пленка позволяет сохранять целостность продукции и продлять ее хранение, создает защищенность от пыли, неприятных запахов и воды. Пакеты, изготовленные из данного материала, отличаются устойчивостью к смятию.

Пакеты ПВД

упаковка крупногабаритных изделий в пленку ПВД

В утолщенный вариант упаковывают кирпичный и блочный материал, оборачивают им мебель и оборудование во время ремонтных работ.
Во время уборки строительных отходов отлично зарекомендовали себя большие пакеты, отличающиеся устойчивостью к повреждениям.

Большим спросом пленка пользуется в сельской отрасли. Ее ценят за два качества – не пропускать влагу и пары. Материал применяется для теплиц, так как он гораздо дешевле стекла. Пленкой устилают дно и укрывают верх ям для хранения силоса, чтобы ускорить процесс и защитить землю.

Технологический процесс изготовления не вызывает сложностей, пленка стоит относительно дешево. При бережном обращении с техническим полиэтиленом, появляется возможность использовать материал многократно.

Варианты классификации

Пленку ПВД можно классифицировать по нескольким критериям. Наиболее важный — направление дальнейшего использования:

Упаковочная;
Сельскохозяйственная.

В свою очередь упаковочная пленка бывает:

Пищевой;
Промышленной.

В отдельную категорию можно выделить термоусадочную и стретч пленки.

Термоусадочная пленка имеет толщину 40-180 микрометров и температуру плавления 120-200С. Под воздействием температуры она меняет форму, давая усадку. На стыке получаются достаточно прочные запаянные швы.

Стретч-пленка очень тонкая и эластичная. Она хорошо тянется, что снижает ее расход, но при этом не теряет своих свойств. А благодаря свойству обратного растяжения плотно прилипает к упаковываемому товару, подчеркивая его форму, и по минимуму уменьшает объем упаковки. Использование стретч-пленки в несколько слоев обеспечивает практически 100 % герметичность упаковки.

Пленку ПВД можно купить в различных цветовых решениях. Прозрачность пленки очень зависит от толщины – чем тоньше, тем прозрачней. Утолщенная пленка, используемая в строительстве, имеет белый цвет, характерный для полиэтилена. По желанию конечного потребителя можно получить пленку любого цвета, добавив при производстве нужный краситель.

Пленка ПВД бывает следующих форм:

Полотно;
Рукав;
Полурукав.

Полурукав и рукав имеют один или два боковых шва и очень удобны для применения при массовой упаковке товаров с использованием упаковочных станков.

Сфера применения линейного полиэтилена

ЛПНП довольно устойчив к ударам, разрывам, проколам, обладает высокой пластичностью. Этими характеристиками он схож с ПНД. Из линейного полиэтилена производят весьма тонкую пленку, что дает возможность сэкономить материал и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. ЛПНП прекрасно подойдет для самых разных применений, но благодаря отличной прозрачности, прочности и гибкости чаще всего ЛПВД используется в производстве упаковочных пленок.

На мировом рынке полимеров именно ЛПНП является самым динамично употребляемым полимером – в сравнении с ПЭВП и ПЭНП – потому как он позволяет произвести тонкие пленки с высокими прочностными характеристиками. Материал этот предназначается, в частности, для производства медицинских пакетов. И все же самое широкое применение линейный полиэтилен нашел в производстве так называемых стретч-пленок для пакетирования. Упаковка из ЛПВД обладает следующими преимуществами: отсутствие нужды в термокамере для усадки пленок, снижение расхода пленки (в результате ее малой толщины), а также прекрасные эксплуатационные свойства.

В России почти весь объем потребляемого ЛПНП применяется в производстве пленок (например, стретч-пленка, получаемая на каст-линиях и при помощи раздува, а также пленка для ламинации и многослойная термоусадочная пленка). При этом, что интересно, для изготовления мусорных пакетов ЛПВД в нашей стране почти не используют. В ближайшее время ожидается, что линейный полиэтилен будет все больше вытеснять уже привычный нам ПЭВД при изготовлении однослойных, а также многослойных пленок.

Полиэтилен: свойства и применение

Полимер представляет собой органическое соединение, относится к классу полиолефинов. Термопластичный полимер этилена своеобразная масса прозрачных тонких листов имеет множество практичных качеств, сделавших его незаменимых в обиходе. Его часто называют целлофаном.

История возникновения

Первая дата упоминания об изобретения полиэтилена относится к 1899 г. Родина возникновения химического соединения – Германия. Однако заслуга практичного применения и распространения материала в его современном виде принадлежит инженерам Гибсону и Фосету. С середины прошлого столетия для производства кабельной продукции, позднее для выработки упаковочного материала широкое использование получил синтетический полимерный материал. Так применение полиэтилена в промышленности позволило создавать новые виды продукции.

Химическая формула полиэтилена (Ch3CHR)n

Разновидности

Известно две основные группы полимеров, которые различают по прочности и плотности основы материала. Это

Полиэтилен высокой плотности (высокого давления)
Полиэтилен низкой плотности (низкого давления)
Промышленность также выпускает полиэтилен средней плотности.

В разных источниках можно встретить другие названия, к примеру, сополимеры и гомополимеры. Но все они являются производными от двух основных групп. В процессе производства разработаны различные технологии выпуска широко востребованного материала. Именно технологические различия и физические свойства полиэтилена обосновывают разнообразность данного вида продукции.

Высокая прочность материала, другие востребованные свойства, которые обосновывают широкое использование тонкой прозрачной пленки, в сочетании с относительно низкой стоимостью производства, позволяют постоянно расширять область применения. Особенное свойство, обуславливающее термопластичность полиэтилена, вывело продукт на верхние позиции популярных упаковочных материалов.

Особенности химического состава дают поистине неограниченные возможности его использования. В своей основе вещество является высокомолекулярным соединением, которое состоит из длинных разветвленных цепей. В зависимости от технологических особенностей производственного процесса при полимеризации вещества изменяются свойства конечного продукта.

Полимеризация при давлении 130 -150 МПа дает полиэтилен низкой плотности, он более пластичный. Полиэтилен высокой плотности, имеет склонность растрескиваться при физическом воздействии. Это обуславливается тем, что изготавливается в процессе каталитической полимеризации, линейная структура практически не содержит боковых ответвлений.

Свойства

В зависимости от плотности молекулярной массы продукта могут меняться его физические свойства полиэтилена.

Полиэтилен низкого давления свойства:

Имеет высокую способность к растяжению.
Стоек к химическим соединениям.
Не пропускает влагу.
Высокая теплостойкость.
Морозоустойчивость при сильном охлаждении.

Полиэтилен низкого давления применение:

Изготавливается пищевая и упаковочная пленка.
Рабочие перчатки и изоляционные материалы.
Широкое применение в кабельной промышленности.

Полиэтилен высокого давления свойства:

Допускается растрескивание под воздействием нагрузок.
Может деформироваться и менять изначальные размеры.
Отличается высокой химической стойкостью.
Диэлектричен.
Высокая радиационная устойчивость.
Морозоустойчив.

В промышленности из него изготавливается тара, упаковка для парфюмерной и пищевой промышленности (бутылки, тюбики и др.). Пригоден для изготовления контейнеров, труб и деталей трубопроводов. Разнообразие и физические свойства полиэтилена делают возможным успешно использовать материал в разных сферах деятельности. Материал занимает лидирующие позиции по использованию среди других пластмасс.

Важно. Полиэтилен безопасный для здоровья и экологически безвредный материал. Легко подлежит переработке, используется во вторичной форме.

Основные особенности присущие синтетическому материалу придают различия молекулярно-массовых распределений внутри полимера. Чем выше плотность молекулярной массы, тем жестче и тверже становится пластмасса. Эти химические свойства полиэтилена влияют на влагопроницаемость, прозрачность и стойкость при сохранении целостности поверхности готовой продукции.

Сферы применения

Изделия из полиэтилена применяются практически везде. Из прочного и недорогого материала изготавливают упаковку и контейнера для транспортировки товаров на длительные расстояния. Уникальные диэлектрические свойства полиэтилена нашли свое применение в производстве инструмента, защитной и рабочей одежды, кабельной продукции, товарах бытового применения и многое другое.

Универсальные свойства и применение полиэтилена в самых различных сферах повышает спрос и стимулирует разработку новых видов товаров и изделий. Из пнд изготавливают:

Провода для линий электропередач.
Изделия для использования в медицине.
Геотекстиль.
Новые виды строительных и отделочных материалов.
Инструменты и инвентарь для садово-огородного применения.
Изделия для авиационной промышленности.

Сфер применения полимера много, так применение пнд обусловливают особенности физических свойств и технические характеристики готовой продукции. Структура молекулы полиэтилена нд отличается кристалличностью и имеет иную плотность. Особенности производства – температура изготовления 120-150⁰С, давление до 2 МПа. Для выработки требуется присутствие специального катализатора.

При охлаждении полимера в процессе производства образуются плотные соединение имеющие стабильную устойчивость к высоким температурам. Из такого материала изготавливаются изделия, пригодные для кипячения и контакта с высокотемпературной средой.

Не менее широко используется полиэтилен высокого давления.Его примененяют при изготовлении товаров для морской, автомобильной, строительной промышленности и иных сферах производства. В основу производства легли некоторые химические отличия пластмассы, которые базируются на более низкой степени кристаллизации вещества. ПВД примененяют в следующих направлениях:

Изготовления выдувных изделий.
Выпуск пленок для упаковки.
Литье пластмасс под давлением.
Выпуск кабельной продукции.

Процесс изготовления ПЭВД — температура 200- 260⁰С, давление 150 – 300 МПа. Присутствие кислорода или органического пероксида обязательно.

Важно. Легкий эластичный, кристаллизующийся материал с теплостойкостью до 60⁰ имеет один существенный недостаток – быстро стареет.

Пленки из полиэтилена

При производстве пленки и листов из полиэтилена может быть использован материал любой плотности. Популярная полиэтиленовая пленка, характеристики которой значительно выше, чем у других видов упаковки — один из самых востребованных и экономичных товаров. Современные технологии позволяют создать пленку из ПЭ толщиной от 0,03 мм, длина рулона достигает 300 м.

Пленка пригодна для упаковки пищевой продукции, сохраняет качество и внешний вид товара. Давно стали привычными некоторые виды спецодежды, изготовленные из непромокаемой пленки – плащи, накидки, перчатки хозяйственные и многое другое.

Армированная пленка характеризуется высокой прочностью и используется для изготовления скатертей, упаковки, защитной одежды, для производства теплиц. Сферы применения изделий из ПЭ постоянно расширяются, свойства полиэтиленовой пленки поистине универсальны.

Упаковочный материал в листах толщиной от 1 до 6 мм с шириной до 1400 мм вырабатывают методом вакуумного формирования. Крупногабаритные изделия из ПЭНД прочно вошли в нашу жизнь. Это трубы сантехнические, ванны, бачки и емкости различного назначения. Технологические приемы разнообразят ассортимент и назначение изделий, товары народного потребления из пластмассы вошли в каждый дом.

Ведущее место в мире сегодня занимает производство изделий из полимера. Ширится разновидность марок изделий. Основные группы, выпускаемые на сегодняшний день из полиэтилена и сополимеров, насчитывает не один десяток, давая возможность развиваться новым технологиям. Выпуск востребованных и качественных товаров постоянно увеличивается, находя новые сферы применения.

PPT — Презентация по полиэтилену в формате PowerPoint, скачать бесплатно

Полиэтилен Джамила Ричардсон

Запуск • Полиэтилен был впервые произведен британской компанией Imperial Chemical Industries. Для приготовления необходимы температура до 200 градусов С и давление до 2000 атм. • Карл Циглер приготовил высокомолекулярный полиэтилен при комнатной температуре в 1952 году, работая в Dacron Industries. • Полиэтилен ICI имел более короткие разветвленные цепи, воскообразный и легко деформировался.Щенок Зиглера был жестким и жестким, и его легко можно было растянуть на волокна. • Джулио Натта расширил исследования Циглера, в конечном итоге продемонстрировав, как геометрию полиэтилена можно контролировать с помощью определенных катализаторов (производимых Циглером). Джамила Ричардсон

Этилен, интересная молекула • Этилен из-за своей двойной связи более активен, чем этан. Двойные углеродные связи делают молекулу более восприимчивой к связыванию с другими молекулами. • При приближении другой молекулы двойная связь разрывается; атомы углерода связаны одинарной связью, оставляя молекулу свободной для связи с обоими атомами углерода.• Этилен используется при созревании фруктов; он стимулирует метаболические процессы плода, растворяясь в клеточной мембране, тем самым увеличивая ее проницаемость. Джамила Ричардсон

Формирование и структура • Связь этилен-этилен дает полиэтилен (Ch3Ch3) n • Кристаллические области чередуются с аморфными области, которые создают рассеяние легкого полиэтилена • Чистый полиэтилен, полиэтилен низкой и высокой плотности (LDPE, HDPE) Джамила Ричардсон

Полиэтилен высокой плотности • Отсутствие разветвлений приводит к более плотно упакованной структуре, более кристаллической , более высокая плотность и химическая стойкость немного выше, чем у LDPE. • Устойчив к спиртам, кислотам, основаниям, сложным эфирам и альдегидам • Удельный вес: от 0,94 до 0,97 • Точка плавления от 130 до 135 ° C • Углеродные цепи могут иметь длину от 10 000 до 100 000 атомов углерода • Прозрачный Джамила Ричардсон

Низкая плотность Полиэтилен (LDPE) • Небольшое количество разветвлений на цепи дает более открытую структуру • Температура плавления от 109 до 125 ° C • Не реагирует при комнатной температуре • Устойчив к спиртам, сложным эфирам, кислотам и основаниям. Ограниченная устойчивость к альдегидам.• От полупрозрачного до непрозрачного • Используется для пластиковых пакетов для пищевых продуктов или одежды, бутылочек с распылителем, пластиковых крышек. Джамила Ричардсон

Чистый полиэтилен • Низкая плотность возникает из-за минимального количества разветвлений в цепи, дает более открытую структуру. • От полупрозрачного до непрозрачного. • Устойчив к кислотам, щелочам, сложным эфирам, спиртам, углеводородам. Ограниченная устойчивость к альдегидам. • Не реагирует при комнатной температуре. • От прозрачного до непрозрачного. Джамила Ричардсон

Свойства • Пойлэтилен — растворитель для жиров, масел и смазок.Растворение происходит медленно. • Электроны плотно захвачены своими связями C-C и C-H, что приводит к неспособности электрического тока течь. • Также приводит к неспособности воды и ионов проникать внутрь твердого тела. Тонкая пленка из полиэтилена, сфотографированная в поляризованном свете. Узор возникает из-за наличия сферолитов или областей, в которых молекулы полимера агрегированы в сферы. Изображение и подпись от Molecules Джамила Ричардсон

Другие (забавные) факты • Полиэтилен — это термопласт.То есть она становится мягкой и податливой при нагревании и твердой и твердой при охлаждении. (Так что, по сути, это пластик. Вау.) • Полиэтилен — это аддитивный полимер. Двойные связи позволяют расщепляться и связываться с другими молекулами. Джамила Ричардсон

R-E-C-Y-C-L-E, Recycle. . . • Полиэтилен не подвергается биологическому разложению, если не окислен. • Полиофины очень восприимчивы к фотоокислению или окислению, вызванному воздействием света. Затем для предотвращения фотоокисления используются светостабилизаторы на основе затрудненных аминов.Полиэтиленовая пленка, которая широко используется для упаковки, формируется путем выдавливания расплавленного пластика через кольцеобразный зазор и его надувания как воздушного шара. Фотография и подпись от Molecules Джамила Ричардсон

Ну вот и все. • Надеюсь, вам понравилась моя презентация. ДО СВИДАНИЯ! Джамила Ричардсон

PPT — Презентация PowerPoint из полиэтилена | бесплатно скачать

Название: Полиэтилен

1
Полиэтилен
Кен Андерсон Полиэтилен RD The Dow Chemical
Company Freeport, Texas Приглашенная лекция по химии
470 Industrial Chemistry Prof. Майкл Росайнек,
Техасский университет AM 7 апреля 2006 г.
2

Моя биография
B.S. Chemistry, Tarleton State Univ.,
Stephenville, TX, 1978
Ph.D. Наука о полимерах, Univ. of Southern
, Миссисипи, 1984 г.
В 1983 г. присоединился к Dow Chemical в отделе эпоксидных продуктов RD
, затем перешел в отдел исследований полиэтиленовых продуктов в
1996 г.
Моя нынешняя должность в Dow
Руководитель исследования продуктов для решения PE
Технический наставник для младших сотрудников отдела продуктов
Группа разработчиков
Дизайн молекулярной архитектуры для нового продукта
Разработка и разработка взаимосвязи структура-свойство-
Интерфейс с катализом, характеристика,
материаловедение, интеллектуальная собственность, процесс
разработка, пилотные установки, изготовление,
Производство , TSD и маркетинг, с
периодическим взаимодействием с клиентами для разработки продукта
Представитель RD в North American Films Market Management
Team

3
Часть этиленовой цепи
Жидкости природного газа (этан, пропан) или Нафта
(из сырой O il)
Паровой крекинг
Этилен, пропилен
Другие полимеры
Химические вещества
ПОЛИЭТИЛЕН
4
— (- Ch3-Ch3-) n-
Этилен
Полиэтилен
Есть вопросы?
5
Полиэтилен Самый большой объем термопласта
Годовая мощность 2004 г.

, млрд фунтов
151
92
90
75
31
6
Спрос на полиэтилен по регионам Мировой спрос на полиэтилен в 2004 году 136
млрд фунтов
7
Рынки / Применение полиэтилена

Жесткая и гибкая упаковка
Пленки, бутылки, хранение пищевых продуктов, термоусадочная пленка
Гигиена и медицина (нетканые материалы)
Трубы, трубопроводы и трубки
Волокна
Бытовые и промышленные футеровки
Автомобильная промышленность
Стрейч-пленка и сверхмощные транспортные мешки (HDSS)
Сельскохозяйственная пленка для силоса, мульчи, обмотки тюков
Эластомеры, обувь
Провода и кабели
Товары длительного пользования, игрушки

8
Универсальность изготовления

Пленка ( выдувные и литые) экструзия
Литье под давлением
Выдувная форма ing
Экструзия листа, профиля или труб
Термоформование
Ротационное формование
Экструзионное покрытие — ламинирование
Вспенивание
Прядение волокна
Проволочный кабель

9
PE Потребность в процессе конверсии 2004 Глобальный PE 136 миллиардов фунтов
Гигиена упаковки пищевых продуктов Потребительские товары медицинского назначения
Ind.

Вкладыши Стретч-пленки Сельскохозяйственные
Пленки HDSS
Пленки
10
Мировые лидеры в производстве полиэтилена
Dow ExxonMobil SABIC Sinopec Innovene Chevron
Phillips Basell Lyondell / Equistar Borealis Всего
Formosa Plastics NOVA Chemical Polimeri
Europa 970 970 970 970 PetroCh. Полиэтилен
HDPE (0,940-0,965) высокой плотности
LLDPE (0,860-0,926) Линейный низкая плотность
O
O
O
C-OH
O
O
O
O
O
O
O
O
LDPE (0 .915-0.930) Низкая плотность
Сополимеры высокого давления (AA, VA, MA, EA)
12
Другие этиленсодержащие полимеры

EPDM каучук
Этилен-пропиленовый каучук
Ударный сополимер полипропиленов
Случайный сополимер полипропиленов
Хлорированный ПЭ
ПЭ с привитым малеиновым ангидридом
Иономерные соли EAA или EMA

13
Классификация ПЭ по молекулярной архитектуре

Смолы ПЭ можно отличить по их уникальным комбинациям
следующих атрибутов распределение веса (MWD)
распределение короткоцепочечных разветвлений (SCBD)
взаимосвязь SCBD по MWD
степень длинноцепочечного разветвления
тип и уровень сомономера
Они продиктованы химией полимеризации
и условиями реакции.

14
Классификация полиэтилена по химии полимеризации

Свободнорадикальная полимеризация
LDPE
Координационная полимеризация через катализатор
HDPE и LLDPE

15
Свободнорадикальная полимеризация PE LDPE

чрезвычайно высокое давление с использованием органических пероксидов

образование обеих длинных коротких ветвей в результате побочных реакций

может использовать полярные сомономеры, например.г. AA, VA

первая практическая форма PE, открытая в 1930-х годах

16
Открытие реакции LDPE

Дата март 1933 г.
Компания Imperial Chemical Industries (ICI)
Местоположение Виннингтон, Англия
Inventors RO Gibson and EW Fawcett
Программа исследования высокого давления (влияние на скорость реакции
)
Система этилен / бензальдегид при 170 ° C и
29000 фунтов на кв. Дюйм
Неожиданная потеря давления реакции
Получены незначительные количества воскообразного белого твердого вещества
( LDPE)
Два года исследований и взрывов для надежного воспроизведения
результата
Полимеризация этилена, инициированная следовым кислородом
Первая коммерческая автоклавная линия была запущена в
1939 году в Англии.
Технология трубчатых реакторов, разработанная UCC
во время Второй мировой войны

17
Свободно-радикальная полимеризация LDPE
Типичный механизм распространения
H
H
.
Ch3.
Ch3-Ch3-Ch3
CC
H
H
Активный центр перемещается с конца цепочки роста
в положение на одном из углеродных атомов этилена
, и процесс продолжается
, образуя все более и более длинные полиэтиленовые цепи
18
Свободнорадикальная полимеризация LDPE.
Механизм обратного укуса.

Разветвление короткой цепи.
Активный центр переносится с конца
растущей цепи в позицию вдоль задней части
цепи, и рост цепи продолжается из этой позиции
.
19
Свободнорадикальная полимеризация LDPE
Перенос цепи на разветвление длинной цепи полимера
Активный центр перемещается с конца растущей цепи
в положение на мертвой цепи
, что позволяет этой цепи начать формирование длинной цепи
цепное отделение.
В ваших классных заметках эти реакции проиллюстрированы
более подробно.
20
Типичный процесс ПЭ с низким давлением и низкой плотностью
Рециркуляция при низком давлении
Очистка до LHC
Рециркуляция при высоком давлении
CTA
Реактор
HPS
(16-39,000 psi)
Компрессор
LPS
Экструдер
Вторичный или гиперкомпрессор
Этилен
Сжатие? Реакция? Удаление летучих?
Экструзия
21
Пример автоклавного реактора для полиэтилена
Этилен
Перекись
Перекись
Перекись
Перекись
По HPS
22
Классификация полиэтилена по химии полимеризации

Координационная полимеризация с использованием катализатора
ЛПЭНП, при использовании сомономеров альфа-олефина
Можно использовать процессы в растворе, суспензии или газовой фазе
Давление намного ниже, чем при свободном радикале
Более низкие температуры реакции, особенно. в суспензии и газовой фазе
(процессы формирования частиц)
Необходимо управлять теплотой реакции для поддержания температуры реакции
, особенно. в форме частиц
Более низкие капитальные затраты, чем у ПВД

23
Три основных типа координационных катализаторов

Типы оксида хрома, так называемый тип Филлипса
, только для суспензии и газовой фазы
Преобладающий тип в обычной суспензии ПНД
можно использовать для LLDPE
Ziegler-Natta Обычный LLDPE
, открытый в 1950-х годах для HDPE и PP
, эффективно коммерциализированный в 1970-х годах для LLDPE
все еще преобладающий тип для LLDPE
плотность ограничена примерно до прибл.0,900 и выше
Катализаторы с одним центром
с ограниченной геометрией и металлоценовые типы
(mLLDPE)
могут использоваться как гомогенные (растворимые) или
, поддерживаемые для процессов в форме частиц (газ, суспензия
)
относительно недавняя инновация, коммерциализирована в
1992
обеспечивает полную плотность вплоть до
аморфных
, обеспечивая быстрый рост специальных полиолефинов

В заметках вашего класса проиллюстрирован химический состав катализатора
и механизмы полимеризации.

24
Типичный процесс полиэтилена в газовой фазе
25
Типичное решение Процесс полиэтилена
Восстановление растворителя
Сомономер
Этилен
Реактор
Devo 2
Devo 1
Полимер
В ваших классных заметках также показан процесс суспензионного цикла Phillips
.
26
Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE)
27
INSITE Catalyst Technology

Новая технология катализатора
с ограниченной геометрией, представленная в 1992 году, которая преобразила
промышленность полиолефинов
Инновация, которая продолжает развиваться поставлять новые семейства пластмасс
, предлагая новые комбинации характеристик и технологичности
Исключительный контроль молекулярной архитектуры и конструкции полимера
, вызывающий инновации и уникальные решения

Торговая марка компании Dow Chemical Company
28
Сравнение молекулярной структуры LLDPE
Однородное распределение длин цепи
Однородное распределение короткоцепочечных ответвлений
Гетерогенное распределение длин цепей
Гетерогенное распределение короткоцепочечных ответвлений
Технологический полимер INSITE (типичный mLLDPE не имеет
длинноцепочечных ответвлений)
Обычный LLDPE v ia Ziegler-Natta
Торговая марка компании Dow Chemical.

29
Полукристаллическая морфология
Поскольку SCB нарушает кристалличность, большее разветвление
означает меньшее количество кристаллов меньшего размера.Обычный ЛПЭНП
представляет собой смесь мелких и крупных кристаллов
, в то время как металлоценовый ЛПЭНП имеет более однородное распределение кристаллов по размерам

СТЯЖНАЯ ЦЕПЬ
ИНТЕРФЕЙС
КРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ЯДРО
АМОРФУС
МАТЕРИАЛ
Трехмерное представление цепочечных ламелей в полукристаллическом
PE отображается в заметках вашего класса.
30
ДСК Эндотермы плавления
31
Свойства твердого тела

Свойства твердого тела определяются
Процентная кристалличность (плотность), размер кристаллов
Распределение
Количество разветвлений коротких цепей
Концентрация связующих цепей (вязкость )
Распределение разветвлений короткой цепи
Молекулярный вес
Ориентация как кристаллической, так и аморфной фаз
Распределение молекулярной массы
Разветвление длинной цепи

32
Инженерная реакция на напряжение-деформацию — смолы ITP
(скорость деформации — 2.

4 мин-1)
Образцы охлаждали со скоростью 1 ° C / мин.
33
Снижение кристалличности (плотности)

Достигается …
Увеличение количества короткоцепочечных разветвлений путем добавления
сомономера
И приводит к …
Уменьшению модуля (жесткости)
Снижение предела текучести
Улучшение оптики (матовость, блеск, прозрачность)
Снижение точек размягчения при плавлении

34
Повышение концентрации связующей цепи

Осуществляется с помощью
Оптимизация распределения коротких ветвлений
вес
Увеличивает
Прочность
Удар
Разрыв (требуется баланс высокой плотности стяжной цепи)
Устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR)

35
Свойства vs.Плотность
36
Что такое молекулярный вес?

Одно из наиболее важных свойств полимера
— молекулярная масса.
MW — это просто вес всех атомов в молекуле
. (Вес цепи).
Из-за случайного характера процесса полимеризации
, все полимерные цепи
не имеют точно одинаковой длины.
Это требует, чтобы молекулярная масса была определена как среднее значение
и как функция распределения (MWD).

37
Сравнение молекулярно-массового распределения по гель-проникающей хроматографии
Типичный mLLDPE
Mw 73800, Mn 37400, MWD 2.0
Mw 124600, Mn 33200, MWD 3,8
Обычный LLDPE
16
18
20
24
20

26
28
ОБЪЕМ ЭЛЮЦИИ (мл)
38

Свойства расплава определяются по молекулярной массе
, особенно вязкость k M3,6
Удвоение молекулярной массы приводит к десяти
-кратному увеличению вязкости
Молекулярно-массовое распределение
Разветвление длинной цепи
По мере увеличения молекулярной массы
Технологичность становится более сложной
Прочность расплава, стабильность пузырьков улучшаются
Прочность на растяжение повышается
Ударная вязкость повышается
ESCR увеличивается

39
(без стенограммы)

История мира: первый кусок полиэтилена

Образец первой тонны полиэтилена с инициалами Джорджа Фичема

Супермаркетам это нравится. Экологи это ненавидят. И почти все им пользуются.

Полиэтилен — самый популярный пластик в мире, из которого ежегодно производятся миллиарды пакетов.

Тем не менее, он был впервые обнаружен случайно на химическом заводе в Чешире недалеко от Нортвича.

Теперь история полиэтилена и его роль в спасении тысяч жизней во Второй мировой войне раскрывается благодаря секретному памятному подарку одного человека, который теперь включен в «Историю мира» BBC.

Discovery

В 1933 году группа химиков на заводе ICI в Валлерскоте недалеко от Нортвича работала над полимерами, когда эксперимент пошел неожиданно неудачным.

Образовался белый восковой осадок — не ожидаемый результат — который оказался полиэтиленом, более известным как полиэтилен.

Джордж Фичем, молодой химик, дежурил в ту ночь и стал свидетелем этого открытия; он и представить себе не мог, какое влияние это окажет на мир — как хорошее, так и плохое.

Он, очевидно, был очень скромным человеком, потому что моя бабушка даже не знала, что это было там

Крис Браунинг, внук Джорджа Фичема

Джордж умер в конце 1970-х.

Но только в 2009 году его семья обнаружила небольшой треугольный пластиковый медальон внутри старого бумажника, который они нашли в ящике его вещей.

Интересно, что на нем была начертана дата «декабрь 1938 года» и прикреплена небольшая латунная застежка, на которой выгравированы его инициалы «G.F.».

Проведя расследование, они обнаружили, что секретный сувенир Джорджа был образцом первой тонны полиэтилена, когда-либо произведенного и представленного команде, которая усовершенствовала эту технику.

Внук Джорджа Крис Браунинг подал первый кусок полиэтилена для BBC History of the World проект в знак признания работы его деда.

«Очевидно, он был очень скромным человеком, потому что моя бабушка [Маргарет Гринхоу] даже не знала, что он там есть», — сказал он.

«Треугольник лежал в бумажнике, в его заднем кармане, а затем в ящике для почти 70 лет, пока мы не нашли его в прошлом году. «

« Мне кажется трогательным, что это открытие так много значило для него в то время, что он хранил этот сувенир, не спрятанный, а в кошельке, при себе все эти годы ».

Хула-хуп

Открытие полиэтилена приписывают двум ученым — Эрику Фосетту и Реджинальду Гибсону — которые впервые случайно создали его в 1933 году.

ICI потребовалось пять лет, чтобы последовательно воспроизвести химический состав и, как показывают записи ICI, первый предметом, когда-либо сделанным из полиэтилена, была трость кремового цвета.’

По данным ICI, день обнаружения полиэтилена

К 1938 году ICI, наконец, усовершенствовала технологию, позволяющую производить этот универсальный пластик в промышленных масштабах.

Это своевременный прорыв. К началу Второй мировой войны крупные заводы были заняты производством большого количества этого нового вещества, которое оказалось неоценимым для военных действий.

Полиэтилен использовался в качестве изоляционного материала для кабелей радаров во время Второй мировой войны, и это вещество было строго охраняемым секретом.

Его доступность дала Великобритании преимущество в дальних воздушных боях, особенно в битве за Атлантику, против немецких подводных лодок, которые угрожали лишить Британию продовольствия.

После войны полиэтилен производился в промышленных масштабах и был сырьем для изготовления «хула-хуп», всемирного повального увлечения 1950-х годов.

Сегодня он широко используется в производстве упаковки для пищевых продуктов, пакетов, пластиковых труб, изоляции электрических кабелей и даже искусственных бедер.

Однако, поскольку для биоразложения требуется несколько столетий, полиэтилен ненавидят защитники окружающей среды, а полиэтиленовый мешок стал символом загрязнения планеты человеком.

Несмотря на это, Крис Браунинг по-прежнему очень гордится своим дедом и учеными из Нортвича.

«Я не думаю, что кто-либо в команде мог представить себе миллиарды сумок для супермаркетов по всему миру, — сказал он.

» Но он помог разработать то, что, вероятно, спасло бесчисленное количество жизней во время войны, и это стоит помнить .»

Полиэтилен

Модель выше является изображением модели pdb, которую вы можете просмотреть
, щелкнув здесь, или вы можете просто щелкнуть само изображение.
В любом случае, не забудьте закрыть новое окно, в котором открывается
с 3D-моделью в нем, когда будете готовы вернуться сюда.

Чтобы узнать о полиэтилене с первого взгляда, нажмите здесь!

Полиэтилен, вероятно, является полимером, который вы чаще всего видите в повседневной жизни.Это один из полимеров, называемых полиолефинами, что имеет странное название. Многие имена из прошлого не имеют ничего общего с фактическим химическим составом молекул, но это история для другого времени.
Полиэтилен — самый популярный пластик в мире. Это полимер, из которого делают продуктовые пакеты, бутылки для шампуня, детские игрушки и даже бронежилеты.

Для такого универсального материала он имеет очень простую структуру, самый простой из всех коммерческих полимеров. Молекула полиэтилена — это не что иное, как длинная цепочка атомов углерода, с двумя атомами водорода, присоединенными к каждому атому углерода.Это то, что показано на картинке вверху страницы, но было бы проще нарисовать ее, как на картинке ниже, только с цепочкой атомов углерода, состоящей из многих тысяч атомов:

Иногда все немного сложнее. Иногда некоторые из атомов углерода, вместо присоединения к ним водородов будет к ним прикреплены длинные цепочки или ответвления из полиэтилена. Это называется разветвленный, либо полиэтилен низкой плотности, либо LDPE. Когда есть без разветвлений, его называют линейным полиэтиленом, или HDPE.Линейный полиэтилен намного прочнее разветвленного полиэтилена, но разветвленный полиэтилен дешевле и проще в производстве. Он также более гибкий и отлично подходит для упаковки сэндвичей.

Линейный полиэтилен обычно производится с молекулярной массой. в диапазоне от 200 000 до 500 000, но можно сделать и больше. Полиэтилен с молекулярной массой от трех до шести миллионов относится к как сверхвысокомолекулярный полиэтилен или UHMWPE. СВМПЭ может быть используется для изготовления волокон, которые настолько прочны, что заменил кевлар для использования в пуленепробиваемых жилеты.Его большие листы можно использовать вместо льда на катках.

Полиэтилен — виниловый полимер, изготовленный из мономер этилен. Вот модель мономера этилена. Это выглядит как какое-то четвероногое обезглавленное животное, если вы спросите меня.

Модель выше является изображением модели PDB, которую вы можете просмотреть, нажав
, нажав здесь или вы можете просто нажать на само изображение.
В любом случае, не забудьте закрыть новое окно, в котором открывается
с 3D-моделью в нем, когда будете готовы вернуться сюда.

Разветвленный полиэтилен часто делают из свободнорадикального винила. полимеризация. Линейный полиэтилен производится более сложной процедурой, которая называется Полимеризация Циглера-Натта. СВМПЭ производится с использованием металлоценового катализа полимеризации.

Но полимеризация Циглера-Натта также может быть использована для производства LDPE. По сополимеризация этиленового мономера с алкил-разветвленным сомономером получается сополимер с короткими углеводородными ответвлениями. Сополимеры Так называются линейным полиэтиленом низкой плотности или LLDPE.BP производит LLDPE с использованием сомономер с запоминающимся названием 4-метил-1-пентен и продается под торговой маркой Инновекс ^{. ЛПЭНП часто используется для изготовления пластиковых пленок.}

Протестированный синтез полиэтилена

Теперь, если по какой-то странной причине вы действительно хотите изготавливать полиэтилен высокой плотности так, как он производится в лаборатории, у нас есть для вас две процедуры в одном PDF-файле. Они используют два разных катализатора на основе переходных металлов, чтобы получить два разных линейных и почти линейных образца полиэтилена.

Несмотря на то, что они «лабораторного масштаба», они требуют довольно больших реакторов и крайне ОСТОРОЖНОГО обращения. Будьте внимательны!

Щелкните здесь, чтобы увидеть процедуру, и здесь, чтобы загрузить копию.

Спектры ЯМР ПЭНП

Итак, у вас есть образец того, что, по вашему мнению, является полиэтиленом, и, в частности, вариант с низкой плотностью. Может быть, вы даже сделали это сами. Как вы можете быть уверены, что это именно так? Вы решаете получить один или два спектра ЯМР. Но, конечно, у вас должен быть реальный спектр этого материала для сравнения.

Итак, вот спектр ¹ H ПЭНП, а вот его спектр ¹³ C.

У нас также есть твердотельные спектры этого и нескольких других полиолефинов. Вы можете выполнить поиск по файлам здесь, чтобы найти спектр, который может вас заинтересовать.

Свойства и использование — Надежность Accendo

Полиэтилен — один из наиболее часто используемых конструкционных пластиков.

Его химическая стойкость и простота изготовления делают его популярным в химической промышленности.Его молекулярная структура является ключом к универсальности.

Ключевые слова: ПЭВП, длинноцепочечная макромолекула, термопласт, пластическая сварка.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен (PE) — это пластик. Он сделан путем объединения отдельных атомов углерода вместе для создания длинных цепочек атомов углерода. Длинные цепи называются макромолекулами.

К каждому атому углерода обычно прикреплены два атома водорода. На рис. 1 показано, как устроена макромолекула полиэтилена.

Рисунок 1 Углеродная цепь макромолекулы PE

PE принадлежит к семейству пластмасс, называемых термопластами. Эти пластмассы обладают слабыми силами, которые притягивают макромолекулы друг к другу. Другое семейство пластиков — это термореактивные пластмассы.

В них атомы водорода иногда заменяются другими атомами, которые присоединяются к соседним цепочкам, запирая их вместе. Термопласты можно плавить и изменять форму, но реактопласты можно использовать только один раз.

Процесс использования растворителей и тепла для преобразования отдельных атомов в цепочку из тысяч атомов называется полимеризацией.

Во время полимеризации одновременно образуется множество углеродных цепей. Когда полиэтилен расплавлен, длинные цепи подвижны, но при охлаждении длинные цепи переплетаются и сцепляются. Очень похоже на то, когда спагетти варят и дают остыть.

Плотность полиэтилена зависит от процесса его изготовления. Один метод производит низкую плотность (LDPE), а высокую плотность (HDPE) — другой.

Плотность пластика может быть дополнительно изменена для производства продуктов средней плотности (MDPE) и сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE).Свойства каждого типа полиэтилена зависят от формы и длины углеродных цепей, а также от того, насколько плотно они уплотняются.

Структура полиэтилена
Длина углеродной цепи и степень разветвления сильно влияют на свойства пластика. На рисунке 2 показаны различные структуры макромолекул для LDPE и HDPE.
Степень разветвления боковых цепей зависит от степени сближения молекул. Плотно компактные цепи дают более жесткий и прочный пластик.
Иногда молекулы лежат рядом. Это создает более твердый комок, известный как кристаллическое выравнивание.
Пластмассы с большим количеством кристаллических структур тверже и прочнее, но более хрупкие. Цепи из СВМПЭ имеют мало ответвлений и в 10-20 раз длиннее, чем ПНД. Это позволяет образовывать гораздо больше кристаллических областей, чем полиэтилен низкой плотности.
Случайно расположенные цепи без порядка образуют аморфную структуру. Примеры каждой структуры показаны на рисунке 3.
Рисунок 2 Структурные формы макромолекул Рисунок 3 Кристаллические и аморфные области
Свойства и применение
Степень разветвленности и кристалличности ПЭ приводит к вариациям в поведении и свойствах.
Таблица 1 дает обзор различий между типами полиэтилена.
Таблица 1 Сравнение свойств
Тип Плотность Удельный вес Температура искажения ° C Предел прочности на разрыв, Н / мм ² Сопротивление истиранию
ПЭНП 0.91 — 0,92 40–50 170 Мягкий
MDPE 0,93 — 0,94 60–70 275–450
ПНД 0,94 — 0,96 70–90 Более 625
СВМПЭ > ПНД > ПНД > ПНД Отлично
Полиэтилен полиэтилен низкой плотности обладает хорошей ударной вязкостью (способностью деформироваться без разрушения) и отличным удлинением (способностью к растяжению), при этом полиэтилен низкой плотности растягивается до 6 раз от своей исходной длины до разрушения.
Это делает их полезным пластиком для формования и экструзии бутылок, резервуаров, листов и труб. UHMWPE используется для деталей машин, где требуется износостойкий материал с низким коэффициентом трения.
В своей естественной форме полиэтилен прозрачный, становится белым и полупрозрачным по мере увеличения степени кристалличности. Он используется в стрейч-пленках, полиэтиленовых пакетах и пластиковых бутылках. Могут быть добавлены красители.
Разлагается под действием ультрафиолетового излучения. При использовании на солнце добавляется 2-3% порошка сажи.Ожидаемая продолжительность жизни в внешних условиях более 25 лет достижима.
Полиэтилен обладает отличной химической стойкостью и охватывает широкий спектр химикатов. Совместимость уточняйте у поставщика.
Растрескивание под воздействием окружающей среды
Основным фактором, который следует учитывать при использовании полиэтилена, является его склонность к растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESC).
ESC — это внезапный отказ, вызванный внутренними напряжениями от внешних нагрузок или производственных деформаций. Часто включает в себя удержание жидких углеводородов и искусственного мыла и масел. ESC уменьшается по мере увеличения запутанности углеродной цепи.
Это более вероятно в HDPE, чем в LDPE. Доступны тесты ESC, которые рекомендуются при использовании полиэтилена для хранения ранее недокументированных химикатов.
Сварочный полиэтилен
Поскольку полиэтилен является термопластом, его можно плавить и соединять. При сварке температура поднимается выше точки плавления (110–135 ° C) до температуры около 250 ° C с помощью термофена для ручной сварки или нагреваемой пластины для труб, сваренных встык.
При ручной сварке ПЭ в расплав вдавливается присадочный стержень. При стыковой сварке трубы два конца нагреваются и сжимаются на 10–15 секунд.
На расплавленной поверхности углеродные цепочки переплетаются и охлаждаются. Для успешной сварки требуются достаточно высокая температура и давление на расплавленных поверхностях в течение достаточно длительного времени, чтобы углеродные цепи хорошо сцеплялись.
«Холодная сварка» происходит, если температура расплава слишком низкая. В результате получается слабый, склонный к разрушению сварной шов, который отрывается от основного материала.
Майк Сондалини Инженер по техническому обслуживанию
Мы (Accendo Reliability) опубликовали эту статью с любезного разрешения Feed Forward Publishing, дочерней компании BIN95.com
Интернет: trade-school.education
Эл. Почта: [email protected]
Переработка полиэтилена
*
Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские ) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Югославская Республика Македония, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Южные территории Франции, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гуаделупа, Гуам, Гватемала. GuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСейшель lesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.