פוליאתילן - מה זה? יישום של פוליאתילן

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

מהו פוליאתילן? מה המאפיינים שלו? איך מייצרים פוליאתילן? אלו הן שאלות מעניינות מאוד שבהחלט יטופלו במאמר זה.

מידע כללי

פוליאתילן הוא חומר כימי שהוא שרשרת של אטומי פחמן, שלכל אחד מהם מחוברות שתי מולקולות מימן. למרות הנוכחות של אותו הרכב, עדיין ישנם שני שינויים. הם נבדלים זה מזה במבנה שלהם ובהתאם, במאפיינים. הראשון הוא שרשרת ליניארית שבה מידת הפילמור עולה על המספר של חמשת אלפים. המבנה השני הוא ענף של 4-6 אטומי פחמן המחוברים לשרשרת הראשית בצורה שרירותית. כיצד מתקבל פוליאתילן ליניארי במונחים כלליים? הדבר מושג באמצעות שימוש בזרזים מיוחדים המשפיעים על פוליאולפינים בטמפרטורה מתונה (עד 150 מעלות צלזיוס) ובלחץ (עד 20 אטמוספרות). אבל מה הוא מייצג? אנחנו יודעים את התכונות הכימיות שלו, אבל מהן התכונות הפיזיקליות שלו?

מה זה?

פוליאתילן הוא פולימר תרמופלסטי שבו תהליך ההתגבשותמתבצע בטמפרטורות מתחת למינוס 60 מעלות צלזיוס. הוא אינו שקוף בשכבה עבה, אינו נרטב במים, ממיסים אורגניים בטמפרטורת החדר אינם משפיעים עליו. אם הטמפרטורה עולה על פלוס 80 מעלות צלזיוס, אז תחילה מתרחשת נפיחות, ולאחר מכן פירוק לפחמימנים ארומטיים ונגזרות הלוגן. פוליאתילן הוא חומר שמתנגד בהצלחה להשפעות השליליות של תמיסות של חומצות, מלחים ואלקליות. אבל אם הטמפרטורה עולה על 60 מעלות צלזיוס, אז חומצות חנקתיות וגופרית יכולות להרוס אותה במהירות. להדבקת מוצרי פוליאתילן ניתן לטפל בהם בחומרי חמצון, ולאחר מכן להדביק את החומרים הדרושים.

איך מייצרים פוליאתילן?

השתמש בשביל זה:

• שיטת לחץ גבוה (צפיפות נמוכה). פוליאתילן נוצר בלחץ גבוה, שהוא בטווח שבין 1,000 ל-3,000 אטמוספרות בטמפרטורה של 180 מעלות צלזיוס. חמצן פועל כיוזם.
• שיטת לחץ נמוך (צפיפות גבוהה). במקרה זה, פוליאתילן נוצר בלחץ של לפחות חמש אטמוספרות ובטמפרטורה של 80 מעלות צלזיוס באמצעות ממס אורגני וזרזי Ziegler-Natta.
• ויש מחזור ייצור נפרד של פוליאתילן ליניארי, שהוזכר לעיל. הוא נמצא ביניים בין הנקודה השנייה והראשונה.

שים לב שאלו אינן הטכנולוגיות היחידות בשימוש. כך,השימוש בזרזי מטלוקן הוא גם נפוץ למדי. המשמעות של טכנולוגיה זו טמונה בעובדה שדרכה מושגת מסה משמעותית של פולימר, תוך הגברת חוזק המוצר. בהתאם למבנה והמאפיינים הדרושים בעת שימוש במונומר אחד, מתרחשת הבחירה בשיטה להשגה. הוא עשוי להיות מושפע גם מטמפרטורת ההיתוך, חוזק, קשיות וצפיפות.

למה יש הבדל כל כך גדול?

הסיבה העיקרית להבדל בתכונות היא הסתעפות של מקרומולקולות. לכן, ככל שהוא גדול יותר, הגבישיות נמוכה יותר והגמישות של הפולימר גבוהה יותר. למה זה חשוב? העובדה היא שהתכונות המכניות של פוליאתילן גדלות יחד עם הצפיפות והמשקל המולקולרי שלו. בואו נסתכל על דוגמה קטנה. ליריעת פוליאתילן קשיחות ואטימות משמעותיים. אבל אם נעשה שימוש בשיטת צפיפות נמוכה, אז לחומר המתקבל תהיה גמישות טובה יחסית ונראות יחסית דרכו. למה יש מגוון כל כך רחב של מוצרים? עקב תנאי הפעלה שונים. אז, פוליאתילן מתמודד היטב עם עומסי הלם. זה גם סובל היטב כפור. טווח טמפרטורת הפעולה של חומר זה הוא בין -70 ל +60 צלזיוס. אמנם מותגים בודדים מותאמים לשיפוע מעט שונה - מ-120 ל-100+. זה מושפע מצפיפות הפוליאתילן ומהמבנה שלו ברמה המולקולרית.

פרטי החומר

יש לציין חיסרון משמעותי אחד - ההזדקנות המהירה של פוליאתילן. אבל זה בר תיקון. עלייה בחיי השירות מושגת הודות לתוספי נוגדי חמצון מיוחדים, שיכולים להיות פחמן שחור, פנולים או אמינים. כמו כן, יש לציין כי החומר בצפיפות נמוכה הוא צמיג יותר, כך שניתן לעבד אותו בקלות רבה יותר למוצרים. שלא לדבר על תכונות החשמל. פוליאתילן, בשל היותו פולימר לא קוטבי, הוא דיאלקטרי באיכות גבוהה בתדר גבוה. בשל כך, החדירות והאובדן המשיק משתנים מעט משינויים בלחות, טמפרטורה (בטווח שבין -80 ל-100+) ותדירות השדה החשמלי. יש לציין כאן תכונה אחת. אז, אם יש שאריות זרז בפוליאתילן, אז זה תורם לעלייה של משיק ההפסד הדיאלקטרי, מה שמוביל להידרדרות מסוימת בתכונות הבידוד. ובכן, עכשיו שקלנו את המצב הכללי. עכשיו בואו נהיה ספציפיים.

מה זה LDPE?

זהו חומר אלסטי, קל משקל, מתגבש עם עמידות בחום הנעה בין -80 ל-+100 מעלות צלזיוס. בעל משטח מבריק. מעבר הזכוכית מתחיל ב-20. וההתכה היא בטווח של 120-135. זה מאופיין בחוזק השפעה טובה ועמידות בחום. צפיפות הפוליאתילן משפיעה באופן משמעותי על התכונות המתקבלות. אז, יחד עם זה, חוזק, קשיחות, קשיות ועמידות כימית גדלים. אך יחד עם זאת, הנטייה למתיחה ולחדירות פוחתת.עבור אדים וגזים. אי אפשר שלא לשים לב לזחילה שנצפה בזמן העמסה ממושכת. פוליאתילן כזה אינרטי מבחינה ביולוגית וניתן למחזר אותו בקלות. וזה מאוד שימושי בתנאים מודרניים. אם כבר מדברים על השימוש בפוליאתילן, יש לציין שהוא משמש לייצור אריזות ומיכלים. אז, כשליש מהייצור הולך ליצירת מיכלי יציקה המשמשים בתעשיית המזון, הקוסמטיקה, הרכב, הבית, האנרגיה והסרטים. אבל אתה יכול גם לפגוש את זה בעת יצירת צינורות וחלקי צנרת. יתרון חשוב של חומר זה הוא העמידות שלו, העלות הנמוכה וקלות הריתוך שלו.

HDPE

זהו חומר אלסטי, קל משקל, מתגבש עם עמידות בחום (ללא עומס) הנעה בין -120 ל-+90 מעלות צלזיוס. המאפיינים תלויים מאוד בצפיפות החומר המתקבל. זה מביא לעלייה בחוזק, קשיות, קשיחות ועמידות כימית. יחד עם זאת, עובי הפוליאתילן משפיע לרעה על עמידות הפגיעה, ההתארכות, עמידות הסדקים והחדירות לאדים וגזים. בנוסף, הוא אינו יציב ממדי ובעל השפעה שלילית ניכרת בעומסים קטנים יחסית. יש לציין את העמידות הכימית הגבוהה באמת ואת המאפיינים הדיאלקטריים המצוינים. מהשלילי - פוליאתילן כזה מושפע קשות משומנים, שמנים וקרינה אולטרה סגולה. אינרטי ביולוגית, ניתן למחזר בקלות. זה גם אפשרילאפיין וכעמיד בפני קרינה. השימוש בפוליאתילן בצפיפות גבוהה הוא הנפוץ ביותר ביצירת סרטים טכניים, מזון וחקלאיים. אם כי, כמובן, זו לא האפשרות היחידה.

פוליאתילן ליניארי

זהו חומר מתגבש אלסטי. יכול לעמוד בטמפרטורות של עד 118 מעלות צלזיוס. כמו כן יתרון חשוב של חומר זה הוא עמידותו בפני סדקים, עמידות בחום וחוזק השפעה. זה מיושם לייצור של אריזות, קיבולות ומיכלים. מה הפוליאתילן הזה מציע? המאפיינים של חומר זה גבוהים מאוד בהשוואה לאנלוג המתקבל בשיטת הלחץ הנמוך. לכן, יש לו תכונות די טובות. אבל עדיין, ככלל, זה לא יכול להיות שווה ל-HDPE.

איך ניתן להציג את החומר?

אז, כבר שקלנו את הסוגים העיקריים של פוליאתילן. באיזו צורה הוא נוצר? הפופולריים ביותר הם גיליון וסרט פוליאתילן. ניתן להכין תבניות אלו מכל צפיפות חומר. למרות שעדיין יש העדפות מסוימות. לפיכך, גישת הלחץ הנמוך נמצאת בשימוש נרחב להשגת סרטים אלסטיים ודקים. רוחב החומר המתקבל, ככלל, מגיע ל-1400 מילימטרים, והאורך הוא 300 מטר. פוליאתילן ליניארי וצפיפות גבוהה הם קשיחים יותר, ולכן הם משמשים למבנים שאסור להשפיע עליהם: אותן יריעות, צינורות, מוצרים יצוקים ומעוצבים וכו'.

מסקנה

ולסיום, אי אפשר שלא להזכיר את המסמכים הרגולטוריים, לפיהם מיוצר פוליאתילן. GOST 16338-85 אחראי על מוצרים שנוצרים בלחץ נמוך. הוא פועל מאז 1985. GOST 16337-77 מסדיר סוגיות הקשורות לפוליאתילן בלחץ גבוה. הוא ישן עוד יותר ומתוארך לשנת 1977. מסמכים רגולטוריים אלו מכילים מידע על הדרישות לחומרים מהם עשויים סרטים, אריזות ומוצרים שונים נוספים. יתר על כן, יש לציין מגוון רחב של יישום של המוצרים המתקבלים ומגוון המינים שלו. אז, למשל, סרטי פוליאתילן מחוזקים נפוצים מאוד. המוזרות שלהם היא שבאותו עובי, הם חותכים מעל בתכונותיהם מאשר דגימות מוצר רגילות. מפות שולחן, תיקים ודברים שימושיים רבים אחרים עשויים מאותם סרטי פוליאתילן מחוזקים. ותכונותיהם מתקבלות באמצעות הכנסת חוטים מיוחדים מסיבים טבעיים או סינתטיים.