Полимер пнд это что
Полиэтилен низкого давления. Характеристики, производство, плюсы и минусы.
В настоящее время известно огромное количество самых разнообразных материалов. Все они имеют свои свойства и особенности применения. Тема данной статьи – материал ПНД (полиэтилен низкого давления). Используется он в основном при строительстве полигонов, на которых происходит переработка отходов, загрязняющих почву, а также для производства различных технических и бытовых предметов.
Особенности материала
Главная особенность ПНД – это высокая химическая стойкость при воздействии на него агрессивных сред (кислая, щелочная и другие). Кроме того, данный материал легко перерабатывается, что является плюсом с позиции экономии средств. Также он имеет повышенную плотность.
Если сравнить ПНД с ПВД (полиэтилен высокого давления), то можно увидеть ряд отличий. Отметим самые важные. В отличие от ПВД, ПНД имеет повышенную твердость и прочность, что сказывается на его прозрачности, а также лучшую стойкость перед различными веществами. Состав материала
ПЭ низкого давления – это синтетический материал, состоящий из атомов водорода и углерода. Это продукт полимеризации углеводорода этилена, который получают при низком давлении и разных температурах.
Технические характеристики ПНД
Полиэтилен низкого давления имеет хорошую пластичность и прочность, чем заслужил широкое применение, ведь он является долговечным материалом. Эти характеристики позволяют использовать его во многих отраслях промышленного производства и не только.
Свойства ПНД
Основные физико-химические свойства ПНД представлены в таблице:
Температура длительного использования
Технологии производства ПНД
Попытки производства полиэтилена известны ещё в XIX веке. Прогресс не стоит на месте, и технологии совершенствуются с каждым днём. Производство полиэтилена разного вида имеет свои особенности и отличия.
Изготовление ПНД возможно только при температуре 100 – 150°C. Основным сырьём является чистый этилен, а в качестве катализатора выступают триэтилат алюминия и тетрахлорид (важное условие, без которого реакция невозможна).
Давление в автоклаве должно быть 0,15 – 2 кг/см². Получают полимер с высокой молекулярной массой. В процессе реакции в осадок выпадает твёрдое вещество. Это и есть полиэтилен низкого давления. Затем его переплавляют в гранулы, засыпают в мешки и отправляют заказчикам.
Требования ГОСТ
ГОСТ 16338-85 Полиэтилен низкого давления.
Формы выпуска
Формы выпуска ПНД имеют несколько видов:
Преимущества и недостатки ПНД
К преимуществам ПНД можно отнести следующие параметры:
Как обычно это бывает, среди множества преимуществ, всегда можно выделить и недостатки.
Области применения ПНД
Сфера применения ПНД просто огромна. Этот материал используется как на крупных промышленных предприятиях, так и на мелком производстве. Его физико-химические свойства позволяют ему иметь достаточно широкую область применения. Ведь в изделиях из полиэтилена удобно хранить различные жидкости, он активно используется в упаковке различного рода товаров. ПНД имеет такое широкое применение не только благодаря своим универсальным характеристикам, но и доступностью. Он не требует больших затрат на производство, товары отличаются низкой стоимостью.
Изделия из ПНД
Благодаря широкой области применения ПНД, появляется возможность создавать большое количество изделий для разных целей.
Товары для дома и быта:
Большое количество упаковочного материала изготавливают из ПНД (плёнка, пакеты и т.д.).
Важно отметить, что большинство коммуникационных систем (водопровод, канализация и т.д.) используют трубы, которые производят из полиэтилена низкого давления. И это неудивительно, ведь данный материал удовлетворяет все требования, применяемые к ним. Труба под раковиной – тоже изготавливается из ПНД, что лишний раз подтверждает, насколько широко его применение. Прочность и долговечность материала позволяет сохранять наши коммуникационные системы в пригодном состоянии на протяжении длительного времени.
Из ПНД изготавливают и баки для хранения воды, которые можно встретить на даче практически у каждого человека. Этот материал также используют для производства дорожных блоков.
Марки полиэтилена
На сегодняшний день известно множество марок полиэтилена. Это:
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.
Полиэтилен низкого давления (ПНД)
В повседневной жизни человека окружает множество полиэтиленовых изделий. Одни из них используются для продуктов питания, другие только в бытовых и промышленных целях. Назначения и свойства полиэтилена зависят от вида и метода изготовления сырья.
Что такое ПНД?
Расшифровка аббревиатуры ПНД – полиэтилен низкого давления. Также можно встретить сокращение ПЭНД. Полимер производится методом полимеризации этилена под воздействием низкого давления. Молекулярная клетка вещества имеет множественные связи, которые обеспечивают повышенную плотность. Учитывая высокий показатель плотности, материал приобрел альтернативное название – полиэтилен высокой плотности. Англоязычная версия сокращения – HDPE.
Характеристики ПВП
Технические эксплуатационные параметры полиэтилена высокой плотности:
Чем отличается ПНД от ПВД?
Главным отличием ПНД от ПДВ является технология производства. Технологические параметры полимеризации разные. Основное вещество, на основе которого изготавливается полимер, газ этен. В зависимости от уровня давления в аппарате меняется структура молекулы. Готовая продукция выходит с разными физическими показателями. Чем больше плотность полимера, тем он прочнее и химически устойчивее.
Другие отличия ПНД от ПДВ:
Продукцию из ПНД и ПВД можно отличить по внешнему виду и на ощупь. Пакеты из материала ПНД напоминают бумагу с матовой поверхностью, легко мнутся и шуршат. За счет повышенной плотности полиэтилен выдерживает большой вес, отличается продолжительной службой. Ручки пакетов не тянутся, пока не достигнут предела прочности. Пленка ПВД более гладкая, с глянцевым блеском, не шуршит, но уступает по выносливости.
Определить полиэтилен низкого давления можно по звонкому звуку, издаваемому предметом во время удара. Остальные пластмассы звучат глухо.
Особенности изготовления ПНД
Производство полиэтилена низкого давления осуществляется с использованием следующих технологий полимеризации:
Полимеризация в растворе приобрела большее распространение.
Из вещества удаляется растворитель путем поочередной обработки в испарителе, сепараторе, вакуумной камере гранулятора. Сырье пропаривается при температуре выше показателя плавления. Готовая продукция выпускается в виде окрашенных или белых гранул, реже – в порошкообразном состоянии. Плотность вещества колеблется в пределах 959-960 кг/м³, степень кристалличности – 75-90. Полиэтилен ПНД в отличие от ПВД, образует менее прозрачные, матовые гранулы.
Виды ПНД (ПВП)
В зависимости от технологии производства и наличия примесей выделяются такие виды ПВП:
Учитывая большое количество примесей в ПНД, его чаще используют для технических целей. В промышленности важную роль играет прочность материала. Материал ПВП более токсичный и менее экологически безопасный по сравнению с другими видами пластика.
Сферы применения ПВП
Кроме высоких показателей плотности полиэтилен отличается низкой себестоимостью. При нагревании вещество становится пластичным, что позволяет придать ему любую форму. Большая часть гранулированного сырья идет на удовлетворение промышленных потребностей, и только незначительная доля выделяется на бытовые цели.
Переработка гранул полиэтилена провидится методом экструзии, литьем, выдувом, ротационным формованием. В зависимости от технологии обработки получают продукцию различных форм и характеристик.
Метод экструзии
Экструзия – процесс переплавки полимера для получения формовочных изделий. Расплавленная пластмасса продавливается через конусообразное отверстие, называемое экструдером.
Экструзия состоит из этапов:
Технология экструзии позволяет получить такую продукцию:
Выдувная технология
Выдувной способ заключается в формировании предварительных форм (заготовок), которые используются для последующего изготовления готовой продукции. Полимер расплавляется до состояния густого меда, выдувается из экструдера в форме полой заготовки и поступает в формовочную машину. Под воздействием воздуха пластмассе придают нужную форму. В горячем состоянии заготовка податливая и эластичная. Затем продукция охлаждается, приобретая жесткую форму.
Технология выдува позволяет изготавливать различные емкости: цистерны, канистры, баки, банки для косметики и бытовой химии.
Литейная технология
Один из способов обработки полимерного сырья – литье под давлением. Процесс состоит из нескольких этапов:
Расплавленная масса впрыскивается в форму под высоким давлением, затем охлаждается. Изделия извлекают из форм в холодном состоянии. Технология цикличная, поэтому менее производительная, чем другие способы обработки пластика.
Литейным методом делается следующая продукция:
Ротационная формовка
Сравнительно молодой и перспективный способ литья полимера, который позволяет изготавливать продукцию в соответствии с чертежами заказчиков.
Метод ротора применяют для производства:
Из полиэтилена низкой плотности изготавливают пенополиэтилен путем вспенивания расплавленной массы. Материал используется в строительной сфере, для изоляции.
Пленки из ПНД
Полиэтилен высокой плотности подходит для формовки сверхтонких пленок. Их можно использовать при температуре выше кипения воды (до 120⁰C). Под воздействием температуры полимер легко сваривается, что облегчает изготовление пакетов.
Характеристики пленки из ПНД:
Пленки из полиэтилена высокой плотности хорошо подходят для изготовления печатной продукции. Несмотря на плотность полотна, оно больше подвержено проколам и менее гибкое. Поверхность пленки и мешков из ПВП не блестит.
Область применения пленок из ПНД:
Преимущества и недостатки ПНД
Основные достоинства ПНД:
Изделия из полиэтилена высокой плотности не разлагаются в природе. С точки зрения экологии процесс переработки и дальнейшего использования полимера стоит очень остро. Из вторичного сырья можно изготавливать множество полезной продукции промышленного назначения: тару, стройматериалы.
Из минусов можно выделить:
Смотрите также по теме «Полиэтилен низкого давления (ПНД)»: