• Телефон: 8 800 500 82 30
  • kontakt@ooo-polyter.ru

Линейный полиэтилен

Опубликовано в Записи блога и , ,

Полиэтилен линейный в сравнении с ПВД и ПНД

Все эти виды ПЭ состоят из атомов углерода и вдвое большего количества атомов водорода. Собственно, такой же состав имеет и газ этилен, являющийся общим для всех трех видов полиэтилена структурным элементом полимеризации (С2Н4).

Давно известно, что для того, чтобы различать схожие объекты, их следует поставить рядом. Это позволяет выявить схожие черты и расхождения.

С точки зрения химической формулы, соответствующей тому или иному виду полиэтилена, — это просто цепочка атомов углерода, к каждому из которых присоединены два атома водорода (H-C-H или С=H2) или, что кажется тем же самым, молекул этилена: CH2=CH2.

С точки зрения структуры, в простейшем случае многозвенную молекулу полиэтилена можно представлять себе цепочкой из мономеров этилена. При такой трактовке, полиэтилен существует в основном в двух, отличающихся друг от друга структурой, модификациях.  Причем, различие модификаций этих двух  групп полиэтилена есть следствие различия именно структур, а не химического состава!

Обе модификации получают из этилена с формулой СН2=СН2 путем объединения мономеров этилена в макромолекулу, содержащую от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч таких мономеров — полимера. В одной из модификаций мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации от 1000 и выше; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом, образуя таким образом, ответвления.

Специальный тип полиэтилена — линейный, — образованный длинными цепочками связанных мономеров этилена без ответвлений — производят в присутствие специальных катализаторов. Полимеризацию в этом случае ведут при умеренных температурах (до 150 С) и давлениях (до 20 атм.).

Полиэтилен — термопластичный полимер, непрозрачный в толстом слое, кристаллизующийся в диапазоне температур от минус 60 до минус 369 градусов по Цельсию. Полиэтилен не смачивается водой и не растворяется в органо-растворителях при комнатной температуре (23 градуса). При значениях температуры выше 80 градусов любое изделие из полиэтилена сначала разбухает, а позже растворяется в ароматических углеводородах и их галогеновых производных. Кроме этого полиэтилен устойчив по отношению к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, за вычетом того, что при температуре выше 60 градусов разрушается серной и азотной кислотами. При краткой обработке полиэтилена окислителями типа хромовой смеси происходит полное окисление поверхности изделия из ПЭ, поверхность при этом поддается смачиванию водой, полярными жидкостями и клеями. Это обстоятельство позволяет склеивать изделия из полиэтилена.

Этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП); полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП); а также еще на линейный полиэтилен. Различия в их свойствах проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности. Источником этих различий в первую очередь структура полимера и степень полимеризации.

Сравнительная характеристика ПВД, ПНД и линейного полиэтилена

ПоказательПВД (LDPE)ЛПВД (LLDPE)ПНД (HDPE)
Температура полимеризации190-300<150160-250
Давление при полимеризации130-250 МПа~4 Мпа3,4-5,3 МПа
Степень полимеризации*0,6-10 тысяч10-100 тысяч
СтруктураБольшое число ответвленийМалое количество ответвлений. ДлинныеМалое число ответвлений
Плотность, г/куб.см.0,913-0,9140,91-0,930,92-0,97
Температура плавления, град. C102-105118125-137
Температура хрупкости, град. С-120-70
Водопоглощение**, (24 часа, влажность 50%0,01%0,1%
СтруктураБольшое число ответвленийМалое количество ответвлений. ДлинныеМалое число ответвлений
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин)8-13 МПа10-19 МПа10-19 МПа
Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин)100-150 %более 50%600-700 %
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин)118-350 МПа200-550 МПа610-1600 МПа

*) Число элементарных звеньев-мономеров, многократно повторенных в макромолекуле, называется степенью полимеризации. В зависимости от степени полимеризации из одних и тех же мономеров можно получать вещества с различными свойствами. Так, полиэтилен с короткими цепями (СП=20) представляет собой жидкость, обладающую смазочными свойствами. Полиэтилен с длиной цепи в полторы-две тысячи звеньев будет уже твердым, но гибким пластическим материалом, из которого можно производить пленку, посуду, канистры, мягкие, обладающие выраженным свойством эластичности, трубы и тому подобное. Наконец, полиэтилен с длиной цепи в пять-шесть тысяч звеньев-мономеров будет уже твердым веществом, обладающим свойствами жесткости, удобным для выпуска литых изделий, жестких труб и прочных нитей.

**) ГОСТ 4650-2014 (ISO 62:2008) «Пластмассы. Методы определения водопоглощения», принятый 1 марта 2015 года, устанавливает метод определения водопоглощения (абсорбции воды) пластмассами в виде образцов плоской или искривленной формы в направлении «сквозь толщину».

Испытуемый образец опускают погружением в дистиллированную воду при значении температуры (23±2) градуса по Цельсию или в ту же дистиллированную воду, но находящуюся в процессе кипения, или содержат в атмосфере с относительной влажностью 50 процентов при заданной температуре в течение установленного периода времени. Расчет массы воды, поглощенной каждым испытуемым образцом, проводят по разности масс образца до и после испытания, выраженной в процентах по отношению к начальной массе. В случае необходимости есть альтернативный подход: определение массы воды, потерянной испытуемым образцом в процессе сушки.