Полиэтилен низкого давления для чего

​Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Преимущества ПНД

К преимуществам ПНД относятся:
— высокая износостойкость;
— неподтверженность коррозии;
— инертность к большому количеству химикатов;
— повышенная гибкость;
— устойчивость к температурным перепадам;
— высокие показатели ударной прочности;
— высокие диэлектрические свойства.

Технологии производства ПНД

Существует 3 метода изготовления ПВП. Первый это суспензионная полимеризация гранул, предварительно подготовленных, и прохождение процесса в спецрастворе суспензии. Для стабильности состава применяют химические стабилизаторы, например, оксиды легких металлов, кислоты неагрессивного типа. Состав при полимеризации требуется постоянно перемешивать для обеспечения максимально устойчивого соединения компонентов. Данный способ позволяет получить предельно однородный по структуре материал, без слабых зон или дефектов. Недостатком технологии является то, что остатки стабилизатора попадают в состав конечного продукта.

Второй способ, растворная полимеризация, происходит при температурном диапазоне 60-130С с катализатором. Получаемый материал однороден, гибок, структура восстанавливается поле небольшого деформирования, устойчив к износу. Из недостатков стоит отметить трудности при подборе катализатора, т.к. многие хим.элементы при температурном воздействии начинают участвовать в хим.реакции, что недопустимо из-за влияния на итоговый результат.

Третий способ это газофазная полимеризация, которая сейчас используется лишь на небольшом количестве производств. Она почти не применяется из-за не очень высокого качества итогового продукта. Полимеризации осуществляется в газовой среде. При этом методе молекулы беспрепятственно перемещаются и сталкиваются, поэтому конечный продукт не очень однороден, и отдельные участки могут обладать меньшей устойчивостью к износу.

При полимеризации выделяется достаточно много побочных продуктов, являющихся производственными отходами. Большая часть отходов вредна для экологии, поэтому необходимо их правильно хранить и утилизировать. К этому не стоит относиться пренебрежительно, т.к. все процедуры по хранению и утилизации регулируются законодательными нормами и последствия нарушения будут очень серьезными.

Как происходит в целом синтез гранул ПНД :

В реактор помещается раствор этилена в насыщенном углеводороде гексане. Состав разогревают сначала до 160 С, а потом до 2500 С. Давление при этом составляет до 5,3 МПа. В течение 10-15 минут состав контактирует с катализатором, после чего полимер требуется отделить от раствора (в испарителе) и примесей (в сепараторе).

Последний этап формирование гранул, затем происходит пропаривание водяным паром, после чего остывшие гранулы высыпаются в специальную тару.

В результате получается готовый к последующему перерабатыванию продукт. Для получения необходимых характеристик дополнительно могут добавляться присадки.

Химические свойства ПНД

Материал обладает устойчивостью к щелочам, маслам, продуктам, содержащим спирт. Неустойчив к воздействию с азотной кислоты, серной кислоты, галогенов.

Горючесть класс В: В1 трудно возгораемые и В2 нормально возгораемые. Самопроизвольное возникновение горения происходит приблизительно при 350 С.

Фактически, в химсоставе материала только водород и углерод, поэтому по сути единственные выделяемые в процессе горения вещества это углекислый и угарный газ, вода и немного сажи. Пропорции газа зависят от температурных показателей, вентилируемости и доступа кислорода в процессе горения. Прекратить горение можно водой.

Таблица 1. Физико-химические свойства ПНД

Отличия ПНД от ПВД

При изготовлении данных материалов необходимо разное давление, поэтому и макромолекулы, и свойства конечной продукции в итоге различаются.
ПВД представляет собой полиэтилен низкой плотности, обладающий высокой прочностью главным образом за счет своей гибкости и эластичности.

ПНД представляет собой полиэтилен высокой плотности, имеющий повышенные показатели прочности по отношению к химическому и радиационному фону, но невысокие показатели пластичности.

Сравнение материалов говорит о том, что ПНД более прочен (устойчивость к хим. препаратам, высоким температурам, большая жесткость и твердость), чем ПВД.

Кроме того, эксперты отмечают, что ПНД более экологически безопасен для человека, чем ПВД.

Таблица 2. ПЭВД и ПНД: основные показатели

Области применения ПНД

ПВП получил очень большое распространение при изготовлении товаров массового потребления. Достаточно часто в качестве таких продуктов выступают тарелки одноразовые, упаковки, различные емкости для хранения продуктов питания, а так же игрушки, крышки для бутылочек или флаконов и пр.

В производственной сфере ПНД применяется при изготовлении труб, приходящих на смену трубопроводам из металла, благодаря большей долговечности, им не требуется защитное покрытие, и весят они меньше. Трубы ПНД используют для прокладки подземных водопроводов и газопроводов. Свариваются такие трубы посредством нагревания электричеством. Когда материал становится тягучим, концы элементов прижимают друг к другу и держат до полного остывания, после чего лишние детали обрезают.

Таблица 3. Сферы применения ПЭНД

Марки полиэтилена и сополимеров этилена, выпускаемые сейчас:

Требования ГОСТ

Рабочие параметры ПНД были установлены ГОСТом 16338-85, и до сих пор он действует без изменений. Стандарт отвечает также и международным требованиям, так что российская продукция может экспортироваться во все страны мира. Продукция, отвечающая предъявленным требованиям, относится к высшей и первой категориям качества. Технические характеристики ПНД должны быть: показатель плотность не менее 0,93 г/см3, показатель стойкости к разрушению на порез не менее 19 МПа, показатель плотности гранул мономера в структурном строении не менее 0,5 г/см3, температура плавления 125-130С, показатель стойкости к разрушению на изгиб не менее 19 МПа.

Заключение

ПНД применяется во всех случаях, когда условия использования изделий требуют от материала таких свойств, как жесткость, прочность и повышенная устойчивость к нагрузкам различной направленности. Также себестоимость ПНД достаточно невысокая. ПНД трубы не ржавеют, что продлевает срок их годности до 50 лет и больше. Вторым важным плюсом этих труб является их небольшой вес, что делает гораздо проще и дешевле их транспортировку, монтаж и демонтаж. Все перечисленные факторы обуславливают большую популярность материала как на российском, так и на зарубежном рынке.

Источник

Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Основные характеристики ПНД

Мономер для производства ПНД связывается в плотную полимерную структуру благодаря присутствию катализаторов и стабилизаторов, часть из которых затем становится составной частью полиэтилена. Таким строением и составом объясняются его свойства и возможности, подарившие ему столь высокую популярность.

Свойства

Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП

Полиэтилен низкого давления является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. Отсюда следуют отличия его от не менее распространенных полимеров – ПВД и ЛПНП:

ПНД и ПВД. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет:

ПНД и ЛПНП. Линейный полиэтилен ЛПНП по химическим характеристикам находится между ПНД и ПВД. Он практически не уступает ПЭНД в жесткости и химической инертности, но при этом обладает большей пластичностью и устойчивостью к растрескиваниям и проколу.

ЗНАЙТЕ! При ударе о твердые поверхности изделия из ПНД издают звонкий звук, с помощью которого их можно быстро отличить «на глазок» от предметов, изготовленных из пластмасс других видов. Это отличие может применяться наравне с таким признаком, как более твердая и матовая поверхность (поверхности изделий из ПВД более гладкие и блестящие).

Классификация

Полиэтилен высокой плотности может быть разных видов в зависимости от изменения технологии изготовления. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, являющиеся как продуктами проводимой реакции, так и остатками сопутствующих веществ:

ВНИМАНИЕ! Из-за наличия в составе ПЭВП посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность является более важным фактором, чем экологичность и нетоксичность.

Применение

Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы этого полиэтилена становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов:

Методом экструзии из ПЭНД производятся:

Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п.

Под давлением отливают:

Формируют методом ротора:

Кроме этого, при вспенивании ПЭВП получают качественно новый продукт – пенополиэтилен, который применяется в теплоизоляционных строительных работах.

ИНТЕРЕСНО! Из полиэтилена низкого давления получают наиболее тонкие пленки, напоминающие папиросную бумагу, толщина которых достигает всего 7 мкм. Они выступают альтернативой жиростойким бумагам типа пергаментных, в отличие от которых обладают отличной водостойкостью, а также паро- и аромабарьерными свойствами.

Полиэтилен низкого давления
(высокой плотности)

Источник

Что такое ПНД?

ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления. Полиэтилен состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2H4]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см².

Основные характеристики ПНД

Мономер для производства ПНД связывается в плотную полимерную структуру благодаря присутствию катализаторов и стабилизаторов, часть из которых затем становится составной частью полиэтилена. Таким строением и составом объясняются его свойства и возможности, подарившие ему столь высокую популярность.

-Высокой твердостью, объясняемой высокой кристалличностью вещества,

Высокой прочностью на растяжение и сжим,

Практически абсолютной паровой и жидкостной непроницаемостью,

Хорошей химической стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред с содержанием кислот, щелочей, жиров и масел,

Отличными диэлектрическими свойствами,

Возможностью переработки термическими методами, легкостью сварки и склейки.

Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП

Полиэтилен низкого давления является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. Отсюда следуют отличия его от не менее распространенных полимеров – ПВД и ЛПНП: ПНД и ПВД. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет:

Повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность,

Большую прочность, но меньшую сопротивляемость деформациям и большую хрупкость (особенно при низких температурах),

Более высокую температуру плавления, при которой возможна стерилизация изделий из него даже при помощи пара,

Меньшие водопоглощение и паропроницаемость,

Лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров. ПНД и ЛПНП.

Линейный полиэтилен ЛПНП по химическим характеристикам находится между ПНД и ПВД. Он практически не уступает ПЭНД в жесткости и химической инертности, но при этом обладает большей пластичностью и устойчивостью к растрескиваниям и проколу.

ЗНАЙТЕ! При ударе о твердые поверхности изделия из ПНД издают звонкий звук, с помощью которого их можно быстро отличить «на глазок» от предметов, изготовленных из пластмасс других видов. Это отличие может применяться наравне с таким признаком, как более твердая и матовая поверхность (поверхности изделий из ПВД более гладкие и блестящие).

Классификация ПНД материала

Полиэтилен высокой плотности может быть разных видов в зависимости от изменения технологии изготовления. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, являющиеся как продуктами проводимой реакции, так и остатками сопутствующих веществ: Суспензионный ПВП может содержать различные химические стабилизаторы, образующие суспензионную массу из гранул при холодной» полимеризации этилена. Это могут быть неагрессивные кислоты, оксиды легких металлов, полимерные спирты и даже некоторые виды глины. Такой пластик наиболее качественный, однородный, без нарушений структуры и слабых зон. Растворный полиэтилен часто содержит доли катализаторов, присутствующих в реакции полимеризации «горячим» способом. Газофазный имеет в составе остатки газов и эфирных веществ. Из всех трех видов он имеет наиболее слабую структуру, так как сравнительно неоднороден и включает наличие менее устойчивых к износу участков.

ВНИМАНИЕ! Из-за наличия в составе ПЭВП посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность является более важным фактором, чем экологичность и нетоксичность.

Применение ПНД в промышленности и производстве

Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы этого полиэтилена становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов: Методом экструзии из ПЭНД производятся: пленки – гладкие и пузырьковые, пленочный рукав для изготовления пакетов, коммуникационные трубы, изоляции электрокабелей, листовые и сеточные материалы. Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п. Под давлением отливают: товары бытового назначения (игрушки, посуду, инвентарь, изделия для кухни и ванной, крышки для банок, бутылочной тары и т.п.), швейную и мебельную фурнитуру, комплектующие для различной техники (авто, бытовые приборы и др.). Формируют методом ротора: Баки, Дорожные блоки, Масштабные конструкции в виде игровых площадок, колодцев, эстакад. Кроме этого, при вспенивании ПЭВП получают качественно новый продукт – пенополиэтилен, который применяется в теплоизоляционных строительных работах.

ИНТЕРЕСНО! Из полиэтилена низкого давления получают наиболее тонкие пленки, напоминающие папиросную бумагу, толщина которых достигает всего 7 мкм. Они выступают альтернативой жиростойким бумагам типа пергаментных, в отличие от которых обладают отличной водостойкостью, а также паро- и аромабарьерными свойствами. Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) Полиэтилен низкого давления (ПНД) Полиэтилен низкого давления (ПНД или ПВП – полиэтилен высокой плотности): состав, химические и физические свойства, классификация, отличие от ПВД и ЛПНП.

Применение в промышленности и в быту. ПНД — свойства, виды, производство и применение

Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Сейчас он входит в число наиболее востребованных материалов на мировом рынке полимеров. Что такое ПНД? ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления. Полиэтилен состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2p]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см². По сравнению с другими полимерами, ПНД обладает большей плотностью, поэтому его также называют ПВП, что расшифровывается как полиэтилен высокой плотности. Существует, по меньшей мере, десять торговых названий этого популярного полимера — бакелит, монолен, гифакс, супер-дайлан и т.д. В международной транскрипции ПНД соответствует аббревиатура HDPE.

Преимущества и недостатки ПНД

Полимер отличается следующими особенностями, ставшими конкурентными преимуществами:

приемлемой износоустойчивостью и противодействием «сжатию↔растягиванию», связанными с высокой кристалличностью материала,

низким коэффициентом трения,

высокой влагонепроницаемостью, способностью не взаимодействовать с агрессивной средой,

свойствами диэлектрика,

легкостью сварки-склейки и переработки ПНД.

Главный недостаток ПНД — старение под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей. Нейтрализуется это негативное свойство с помощью добавок-ингибиторов — производны бензофенонов, иногда в структуру полимера добавляется 2–3% печной сажи. Свойства полиэтилена низкого давления Синтетический полимер легко поддается формованию при нагреве, что позволяет производить изделия экструзией, выдувом или литьем. В составе изделий ПНД представляет твердую субстанцию с воскообразной, матовой на ощупь поверхностью. По горючести полиэтилен отнесен к классу трудно возгораемых (В1) и нормально возгораемых (В2) материалов. Самовоспламенение происходит при температуре + 350°С. Вещество химически нейтрально и устойчиво к растворам солей, невосприимчиво к щелочным и кислотосодержащим растворам слабой концентрации. Оно чувствительно к воздействию концентрированной азотной и серной кислоты. Синтетический полимер нетоксичен, поэтому допускается производство посуды и пищевых емкостей из этого материала. Показатель плотности базовых марок полиэтилена составляет более 0,945 г/см. Степень кристалличности полимера составляет 70–80%. При ударе предметы из этого полимера издают звонкий звук. Этим ПНД отличается от других полимеров и композитных материалов. «На глазок» ПНД пленку от аналога высокого давления отличают по характерной матовой поверхности материала. Форма выпуска ПНД ПНД выдувной — специально предназначен для формования экструзионным методом бутылок и выдувной тары различных габаритов. ПНД литьевой— адаптирован для литья под давлением деталей и изделий. ПНД пленочный – полиэтилен низкого давления, характеристики которого обеспечивают высокую текучесть расплава. Незаменим как сырье для создания пленки и полиэтиленовых пакетов. ПНД трубный— отличает повышенная вязкость и прочность, используется в изготовлении труб. Специальные компонентные добавки и присадки улучшают термоустойчивость и снижают коэффициент линейного расширения полимера.

Технология производства гранул ПНД

Готовый продукт ПНД представляет гранулы размером от 2 до 5 мм, из которых затем производят готовые изделия – пленки, трубы и др. Читайте также: Таблица сортамента труб стальных Ниже описан процесс производства гранул ПНД: В автоклаве создается давление 0,15–2,0 кг/см², чтобы началась полимеризация этилена. Обязательное условие процесса — поддержание ПНД температуры плавления 125–150º С. С помощью комплексных катализаторов получается полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Затем в камеру полимеризации добавляется катализатор тетрахлорид титан в комбинации с триэтилалюминием. В процессе преобразования выстраивается молекулярная клетка с новыми межмолекулярными связями. В макромолекулах, полученных методом высокого давления, содержится большее по сравнению с ПВД количество коротких боковых ответвлений. Выпадающее в осадок твердое вещество – полиэтилен высокой плотности низкого давления. После дезактивации катализатора и просушки крупинки вещества переплавляются в полиэтиленовые гранулы. Перед отправкой заказчику гранулированное сырье засыпается в мешки весом 25–50 кг. К сведению! Отработанный вторичный полимер очень прост в переработке, поэтому часто как добавка к основному веществу используется рециклат. 20% содержание вторичного ПНД в материале не приводит к изменению физико-механических свойств. Применение полиэтилена низкого давления Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении: пленок с гладкой и воздушно-пузырчатой поверхностью, пластиковых труб и фитингов для трубопроводов широкого назначения, изоляции кабелей и проводов, пакетов ПНД и упаковочных лент, листовых материалов и другой продукции, изготовленной на экструдере, способом выдувания создают резервуары и емкости для хранения жидкостей и бытовой химии, производят под давлением из полимерного расплава сувенирную продукцию и мебельную фурнитуру, получили повсеместное распространение игрушки из пластика, полимерная кухонная посуда, бытовые принадлежности и домашние аксессуары, в качестве теплоизоляции часто используется вспененный полиэтилен, чаще называемый пенополиэтиленом. Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.

ПНД – свойства, виды, производство и применение

Облегчается и сама эксплуатация трубопроводов из ПНД. Внутренняя поверхность труб абсолютно гладкая, что не дает образовываться засорам. Изделия не бояться морозов. Даже если внутри труб замерзнет вода, то это не нанесет им вреда. ПНД очень эластичен. Образовавшаяся ледяная пробка просто увеличит диаметр труб, но не разорвет их. Если случится прорыв, то ремонт не займет много времени. Вставить новый кусок трубы при помощи существующих фитингов не составит большого труда. К тому же особого ухода трубопроводы из ПНД не требуют. Заключение ПНД или полиэтилен низкого давления – современный и практичный материал. Его широко используют во многих отраслях. Различные предметы быта, игрушки, комплектующие и многие другие изделия, выполнены именно из этого удобного материала. ПНД используется и для производства водопроводных труб. Сделанные из таких изделий трубопроводы отвечают всем санитарным нормам и служат больше полувека.

Изделия из полиэтилена низкого давления или ПНД, что это такое? Полиэтилен низкого давления (ПНД). Что из себя представляет. Характеристики и преимущества. Область использования. Преимущества водопроводных труб из ПНД. Что такое ПНД – это термопластичный полимер этилена высокой плотности. Сильные межмолекулярные связи обеспечивают материалу высокую степень твердости. Полиэтилен низкого давления используется для производства изделий для строительства, дома, сада и огорода. Но что такое ПНД на практике? Новинка или уже проверенное на практике изобретение? Давайте разберёмся! ПНД на рынке материалов На нашем рынке ПНД присутствует не так давно. Фактически о нём заговорили только в тот момент, когда возрос интерес к ПНД трубам. Но важно знать, что на Западе материал знают уже очень давно. Изобрели его в Германии в 1953 году. И за это время материал уже отлично изучили. И производители позаботились о том, чтобы сразу же при производстве добавлять к материалу улучшители. Например, первое время считалось, что материал имеет чрезмерно высокий коэффициент расширения в ответ на изменение температуры. Но благодаря добавкам материал смогли стабилизировать. При этом важно понимать, что высокий коэффициент расширения компенсируется достойной эластичностью. Поэтому этот недостаток несколько натянутый и относительный.

Источник