Полиолефины что это такое
Что такое полиолефин и где он применяется
Полиолефинами называются целый класс термопластов универсального применения. Из них наибольшее распространение получили: полипропилен различной степени полимеризации; полиэтилены высокой и низкой плотности; полибутилен. Помимо вышеперечисленных производится множество других материалов, относящихся к полиолефинам, но именно эти получили наибольшее распространение в быту и промышленности.
Так что это такое полиолефин, где он применяется, как производится? Полиолефин по большей части используется для производства пленок различного назначения, кабельных изделий, разнообразных емкостей, профильных изделий. Наибольшее распространение эти полимеры получили в производстве полиолефиновой пленки, которое занимает до 90% от общего производства полиолефинов.
Способ получения, применение полипропилена
При крекинге нефти выделяется пропилен, который служит основой для производства полипропилена.
Производство полипропилена
Пропилен растворяют в органическом растворителе (бензине, пропане или гектане). Для полимеризации растворенного газа раствор нагревается и, в присутствии катализаторов, происходит реакция полимеризации. В результате получается суспензия, которую помещают в высшие спирты для прекращения полимеризации и разложения катализатора. Для отделения полученного полимера используется вода, на поверхность которой он всплывает благодаря малой плотности.
При промышленном производстве получают порошок или гранулы белого цвета, которые перерабатываются в готовую продукцию. В зависимости от температуры раствора и применяемого катализатора возможно получение полипропилена с различной степенью полимеризации.
Полипропилен в промышленности
Одним из самых распространенных упаковочных материалов является полипропиленовая пленка. Этот вид пленки по стойкости к повышенным температурам, химическому воздействию, прозрачности, гибкости превосходит пленки из других полимеров. Благодаря своим достоинствам, полипропилен нашел свое применение в производстве наиболее прозрачных пленок, этикеток на бутылках, контейнеров и других видах упаковки.
Благодаря тому, что полипропилен обладает высокой износостойкостью и низкой ценой, он заслужил себе место в машиностроении. Из него изготавливают детали вентиляторов, пылесосов, труб.
В автомобилестроении он применяется для изготовления блоков предохранителей, некоторых деталей кузова, амортизаторов. Хорошие диэлектрические свойства позволяют применять полипропилен в электронике в качестве деталей катушек, изоляционных оболочек. В медицине, благодаря устойчивости к высоким температурам, из него изготавливаются ингаляторы, одноразовые шприцы и упаковки для них.
Полиэтилен низкой и высокой плотности, способы получения, применение в промышленности
Основой для производства всех видов полиэтилена является этилен. Полиэтилен производится в автоклавах или трубчатых реакторах при высокой температуре (низкой плотности образуется при 200-260 С, высокой плотности при 120-150 С) и давлении (достигающем 300 МПа для получения низкой плотности) в присутствии катализирующих веществ.
На производство поступает в виде гранул, из которых путем нагрева получают изделия нужной формы. Полиэтилен низкой плотности обладает следующими свойствами:
Все эти качества позволяют применять полиэтилен низкой плотности для изготовления пленок, используемых для изготовления пакетов, пленок для упаковки продуктов, тары для агрессивных жидкостей и воды, тепличных пленок.
Полиэтилены высокой плотности менее пластичны, более жесткие, еще более устойчивы к воздействию агрессивной среды, что позволяет изготавливать из них полимерные шланги низкого и среднего давления, емкости для перевозки химически активных веществ, более прочные пленки.
Полибутилен, производство и применение
Производство полибутилена основано на полимеризации бутилена в реакторе при воздействии катализаторов. Основным отличием от других полиолефинов является повышенная устойчивость к растрескиванию под нагрузкой.
Кроме того, основными положительными характеристиками этого материала являются:
К отрицательным качествам следует отнести меньшую, чем у полиэтиленов и полипропилена, твердость.
Основное применение этот материал нашел в трубной промышленности. Благодаря своим качествам, трубы из этого материала отлично работают под давлением, воздействием атмосферы, температурных перепадов, химически активных веществ.
Трубы из полибутилена наиболее распространены в области ЖКХ и используются для холодного и горячего водоснабжения, при монтаже канализации многоквартирных домов. Монтаж труб из этого материала осуществляется путем сваривания стыков при высокой температуре.
Что такое полиолефины?
Полиолефины – это обширный класс термопластов универсального применения, в число которых входит полипропилен, полиэтилен низкой плотности, полиэтилен высокой плотности, поли-(4-метилпентен-1), полибутилен и их сополимеры. Это наиболее распространенные термопласты, использующиеся практически во всех сферах человеческой деятельности.
Наиболее важное применение этой группы термопластичных полимеров – производство пленок, для которого используется полиэтилен
высокой плотности, полиэтилен низкой плотности и полипропилен. Пленки получаются методом экструзии, также на основе этого способа изготавливаются листовые материалы, штанги, кабельные изделия, тара, профильные изделия, емкости и другая продукция.
Полипропилен сырье – самый востребованный полимер среди полиолефинов
Полипропилен сырье – самый востребованный полимер среди полиолефиновПолипропилен – полимер, обладающий высокой химической стойкостью к большинству химически активных сред, как и весь класс полиолефинов. Также он обладает высокой пробивной электрической прочностью, хорошими показателями жесткости и диэлектрическими показателями.
Размеры изделий на основе данного термопласта стабильны в широком диапазоне температур. Также следует отметить превосходную окрашиваемость полипропилена, что расширяет простор фантазии для дизайна продукции. При низких температурах полипропилен сохраняет высокую прочность и эластичность.
Литьё полипропилена находит свое применение при изготовлении компонентов мебели, автомобильных деталей, элементов бытовой техники, медицинских изделиях и многих других промышленных отраслях.
Где купить пропилен на Дальнем Востоке?
Компания Polymer Goods занимается поставками корейского полипропилен сырья. Каждый заказ обрабатывается индивидуально, чтобы обеспечить максимальное соответствие пожеланиям клиента.
У нас Вы можете заказать наиболее распространенные марки полипропилена: H5300 и H730F. Доставка осуществляется в Хабаровский край, республику Саха, Приморский и Камчатский край, Сахалинскую область и другие регионы России.
Полиолефины
Полезное
Смотреть что такое «Полиолефины» в других словарях:
ПОЛИОЛЕФИНЫ — ПОЛИОМИЕЛИТ (от греч. polios серый и myelos спинной мозг) острое вирусное заболевание преимущественно детей. Заражение от больного или носителя через пищу, воду, грязные руки и через воздух при кашле, разговоре. Характерно поражение нервной… … Большой Энциклопедический словарь
ПОЛИОЛЕФИНЫ — высокомол. полимеры, получаемые гомо и сополимеризацией олефинов по радикальному, ионному или координационно ионному механизму. В зависимости от пространств. расположения боковых групп в макромолекуле м. б. атактич., изотактич. или синдиотакти… … Химическая энциклопедия
Полиолефины — Полиэтиленовый пакет Полиэтилен полимер этилена (этена). Содержание 1 Получение … Википедия
полиолефины — класс синтетических полимеров, продукты полимеризации олефинов; по объему производства занимают первое место среди других классов синтетических материалов; к числу полиолефинов относятся полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен,… … Словарь иностранных слов русского языка
полиолефины — полиолеф ины, ов, ед. ч. ф ин, а … Русский орфографический словарь
ПОЛИОЛЕФИНЫ ХЛОРИРОВАННЫЕ — В пром сти производят хлорированные полиэтилены (ХПЭ, CPE, SD, хостапрен, лютриген, эласлен, галофлекс, сольполак и др.) и хлорированный полипропилен (ХПП, парлон Р, алпродур, суперклон) методами хлорирования в р ре и суспензии. Р рителями… … Химическая энциклопедия
Хлорированные полиолефины — синтетические полимеры, продукты хлорирования полиэтилена (в СССР называются ХПЭ) и полипропилена (ХПП). Х. п. отличаются разнообразием свойств, зависящих от типа, молекулярной массы и строения исходного полимера, а также от способа… … Большая советская энциклопедия
26311 — ГОСТ 26311 < 84>Полиолефины. Метод определения сажи. ОКС: 83.080.20 КГС: Л29 Методы испытаний. Упаковка. Маркировка Действие: С 01.07.85 Текст документа: ГОСТ 26311 «Полиолефины. Метод определения сажи.» … Справочник ГОСТов
Полиолефины
Наиболее известные их представители: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полипропилен (ПП), сополимеры этилена с другими мономерами (ПП, винилацетатом), полибутен, поли-4-метилпентен и т.п.
Основными областями переработки полиолефинов являются:
Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) по объему производства и применения занимает ведущее место во всех странах мира.
Свойства ПЭНП в значительной степени определяются степенью разветвленности, которая характеризуется количеством ответвлений на 100 углеродных атомов.
Разветвленность цепи препятствует плотной упаковке макромолекул ПЭНП и уменьшает степень кристалличности, которая колеблется в интервале 55-70%. Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Температура размягчения ПЭНП намного ниже температуры кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации.
Полиэтилены низкой плотности применяются в изготовлении контейнеров и пленки для обертки и изготовления пластиковых пакетов. Получаемый из ПЭНП укрывной материал и пленки для мусорных мешков достигают толщины до 250 микрон. В изготовлении мешков для покупок используются пленки с вариацией по толщине примерно от 30 до 65 микрон. Для пакетов в магазинах самообслуживания достаточно толщины всего 10 микрон.
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) синтезируется с использованием катализатора Циглера-Натта (комбинация триэтилалюминия и производ-ных титана).
Для ПЭВП характерно линейное строение, боковые цепи образуются, но они коротки и количество их невелико. Пленки на основе ПЭВП более жестки, менее воскообразны на ощупь, имеют большую плотность (0,96 г/см3) по сравнению с пленками на основе ПЭНП. Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭНП, а сопротивление раздиру и удару ниже. Благодаря более плотной упаковке макромолекул проницаемость ПЭВП ниже, чем у ПЭНП примерно в 5-6 раз. По водопроницаемости ПЭВП уступает только пленкам на основе сополимеров винилхлорида и винилиденхлорида. По химической стойкости ПЭВП также превосходит ПЭНП (особенно по стойкости к маслам и жирам).
Одной из важнейших областей применения ПЭЗП является изготовление дутых экструдированных пустотелых сосудов (бочек, канистр, бутылей) для транспортирования и хранения кислот и щелочей, а также контейнеров для мусора.
Полипропилен (ПП) по свойствам приближается к ПЭВП, выгодно отличаясь от последнего меньшей плотностью, большой механической прочностью, жиро- и теплостойкостью, однако ПП значительно уступает ПЭ в морозостойкости.
Определяющим преимуществом применения ПП по сравнению с другими полиолефинами является более высокая температура плавления (170°С), что выражается в высокой теплостойкости материалов на его основе. Продукты, упакованные в ПП, кратковременно выдерживают температуру до 130°С. Последнее позволяет применять полипропилен в качестве упаковочного стерилизуемого материала.
Применяют неориентированные и ориентированные (в одном или в двух направлениях) ПП-пленки. Ориентированная пленка отличается высокой механической прочностью, особенно стойкостью к проколам, однако с трудом подвергается термической сварке, вызывая усадку материала в месте сварного шва. Ориентированную пленку из ПП используют в качестве защитного наружного слоя в многослойных материалах, а неориентированную ПП-пленку в качестве внутреннего термосвариваемого слоя. Неориентированные раздувные ПП-пленки наиболее широко применяют для упаковки текстильных товаров (трикотаж, рубашки, белье и т.д.). Их использование здесь обусловлено большей прозрачностью по сравнению с ПЭНП в сочетании с прекрасной свариваемостью на любых упаковочных машинах. Неориентированные ПП пленки применяют для упаковки медицинских изделий (особенно многоразового использования). Относительно высокая температура размягчения позволяет проводить автоклавную стерилизацию.
Крупнотоннажные сегменты рынка потребления ПП базируются на уникальных свойствах ориентированного ПП. К этим свойствам относятся более высокая прозрачность, высокие и барьерные свойства, более высокая ударная прочность (особенно при низких температурах) по сравнению с ПЭ. Для улучшения качества сварного шва ориентированный ПП покрывают другим полимером с более низкой температурой плавления. Часто для этой цели используют сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом, как для покрытия пленок из целлофана. Покрытые и соэкструдированные ПП пленки используют для упаковывания печенья, где нужны особенно хорошие барьерные свойства к кислороду и водяным парам. Их же применяют для упаковки хрустящего картофеля и других видов сухих завтраков, предельно чувствительных к кислороду и парам воды. В такие пленки упаковывают кондитерские изделия и сигареты. Ориентированный ПП используют также для усадочных оберток, там, где нужен красивый внешний вид. Стоимость ПП-пленок выше, чем аналогичных изделий из ПЭНП; поэтому они применяют ся только там, где требуются большие прозрачность и блеск, чем может дать ПЭНП.
Полиолефин
Полиэтилен — полимер этилена (этена).
Содержание
Получение
На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:
Получение полиэтилена высокого давления
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) образуется при следующих условиях:
в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 %. Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.
Получение полиэтилена среднего давления
Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:
продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.
Получение полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуется при следующих условиях:
Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000—3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.
Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто историческое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2- и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.
Другие способы получения полиэтилена
Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.
Модификации полиэтилена
Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путем получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом, полиизобутиленом, каучуками и т. п.
На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации — привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.
Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЕх (PEx). Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счет этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий. Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.
Молекулярное строение
Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.
Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена, приведены в таблице:
| Показатель | ПЭВД | ПЭСД | ПЭНД |
|---|---|---|---|
| Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 21,6 | 5 | 1,5 |
| Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 4,5 | 2 | 1,5 |
| Этильные ответвления | 14,4 | 1 | 1 |
| Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода | 0,4—0,6 | 0,4—0,7 | 1,1-1,5 |
| в том числе: | |||
| винильных двойных связей (R-CH=CH2), % | 17 | 43 | 87 |
винилиденовых двойных связей ( ), % | 71 | 32 | 7 |
| транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), % | 12 | 25 | 6 |
| Степень кристалличности, % | 50-65 | 75-85 | 80-90 |
| Плотность, г/см³ | 0,91-0,93 | 0,93-0,94 | 0,94-0,96 |
Общие свойства
Термопласт белого цвета, легко окрашивается во все цвета, тонкие листы прозрачны и бесцветны. Воскообразный на ощупь. Не чувствителен к удару, плохо склеивается. При повышении плотности возрастают жёсткость, предел прочности на разрыв, поверхностная твёрдость, температура начала размягчения (≅80—120°С).
Полиэтилен высокого давления
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность, г/см³ | 0,918-0,930 |
| Разрушающее напряжение, кгс/см² | |
| при растяжении | 100-170 |
| при статическом изгибе | 120-170 |
| при срезе | 140-170 |
| относительное удлинение при разрыве, % | 500-600 |
| модуль упругости при изгибе, кгс/см² | 1200-2600 |
| предел текучести при растяжении, кгс/см² | 90-160 |
| относительное удлинение в начале течения, % | 15-20 |
| твёрдость по Бринеллю, кгс/мм² | 1,4-2,5 |
С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.
С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определенного предела, после которого также начинает снижаться
| Разрушающее напряжение, кгс/см² | Температура, ºС | |||
|---|---|---|---|---|
| 20 | 40 | 60 | 80 | |
| при сжатии | 126 | 77 | 40 | — |
| при статическом изгибе | 118 | 88 | 60 | — |
| при срезе | 169 | 131 | 92 | 53 |
| Температура, °С | -120 | -100 | -80 | -60 | -40 | -20 | 0 | 20 | 50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Модуль упругости при изгибе, кгс/см² | 28100 | 26700 | 23200 | 19200 | 13600 | 7400 | 3050 | 2200 | 970 |
Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).
Полиэтилен низкого давления
Химические свойства
Общие свойства
Переработка
Полиэтилен (кроме сверхмолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия, экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком.