Вспененный полиэтилен свойства и применение: Виды полиэтилена, их свойства и применение

Полиэтилен уже давно пользуется огромной популярностью и хорошо знаком каждому из нас в виде прозрачной пленки. Кто бы мог подумать, что этот же материал может использоваться еще и в качестве надежного теплозвукоизолятора. Он обладает уникальными свойствами, но при этом цена его доступна, что и позволяет данному материалу получать все большее распространение. Чем же он покорил отечественного пользователя, и какие самые важные основы выбора вспененного полиэтилена?

Вспененный полиэтилен был впервые получен более 50 лет назад, с ним уже хорошо знакомы во многих европейских странах и Америке. Уникальные свойства данного материала позволили ему покорить и отечественных пользователей. Его изготавливают на основе обычного полиэтилена, и в результате образуется множество отдельных закрытых пор, придающих вспененному полиэтилену уникальных тепло-, шумо- и гидроизоляционных свойств.

Преимущества и недостатки вспененного полиэтилена

Данный теплозвукоизоляционный материал уникален по совокупности своих свойств. В список его преимуществ можно отнести:

• низкий коэффициент теплопроводности, который составляет 0,031-0,038 Вт/м*К. На практике это означает, что для создания эффективного теплоизоляционного слоя достаточно будет совсем немного материала. Так, слой вспененного полиэтилена в 2 см эквивалентен 10 см минеральной ваты, а именно этот утеплитель сейчас применяется чаще всего;
• отличная звукоизоляция, которая достигается благодаря особенностям внутреннего строения материала. Так, вспененный полиэтилен толщиной в 20 мм способен уменьшить уровень внешнего шума в 6 раз, а вы будете защищены от гула машин, топота и разговоров соседей;
• материал обладает предельно низким водопоглощением, поэтому использовать его можно при любых условиях;
• вспененный полиэтилен прочный, эластичный и упругий, причем все эти качества сохраняются даже при понижении температуры до -60⁰С;
• материал не гниет, на нем не развивается грибок или плесень;
• долговечен, а срок его службы достигает 100 лет;
• такой утеплитель легко транспортировать и монтировать;
• огромный ассортимент продукции, поскольку вспененный полиэтилен может быть дополнительно армированным, покрытым фольгой, иметь в составе компоненты, которые делают его более прочным, например;
• низкая цена – один из самых весомых аргументов при выборе именно этого теплозвукоизолятора. Стоимость позволяет приобрести его практически любому.

Единственный минус этого материала – его способность быстро воспламеняться, но и это свойство удается свести практически на нет при добавление антипиренов, специальных веществ, которые делают материал более устойчивым к высоким температурам и препятствуют воспламенению.

Виды вспененного полиэтилена

На сегодня производится несколько видов этого материала, что позволяет подобрать оптимальный вариант для каждого конкретного случая.

Так, при производстве данного теплозвукоизолятора может использоваться полиэтилен высокого или низкого давления. Готовый материал может иметь немного разную структуру:

• пенообразную;
• сотовую;
• порообразную.

 В зависимости от сферы использования материал может выпускаться в разных формах:

• листовой вспененный полиэтилен незаменим при утеплении и звукоизоляции стен, перекрытий, кровли, фундамента;
• плиточный;
• трубки нашли применение при необходимости выполнить теплозвукоизоляцию вентиляционных каналов, дверных или оконных проемов и т.д.;
• пленки отлично подходят для теплиц;
• с покрытием. Так, материал может быть фольгирован с одной стороны, и тогда он отлично подходит для утепления стен, находящихся за радиатором отопления, чтобы отражать всю излучаемую энергию. Если покрытие фольгой двухстороннее, то материал хорошо использовать для утепления кровли, ведь в этом случае будут отражаться лучи солнца и тепло от элементов отопления, а оптимальный микроклимат в помещении легко будет поддерживать и зимой, и летом.

Но чаще всего вспененный полиэтилен в зависимости от молекулярного строения делят на несшитый и сшитый.

Несшитый полиэтилен полностью сохраняет строение молекул и молекулярных связей полиэтилена. Изготавливается он из полиэтилена экструзионным методом при добавлении газообразователя, который и вспенивает исходный продукт. Ранее в качестве газообразовтеля использовались фреоны, которые за счет высокой теплоты испарения подходили для данного процесса идеально. Сейчас, после запрета применения фреонов, разрушающих озоновый слой, вместо них используется пропанобутановая смесь или же изобутан. Все превращения происходят в экструдере, после выхода из которого при резком падении давления газ начинает расширяться, образуя пузырьки. А так как температура вне экструдера намного ниже, готовая масса быстро застывает. Конечным продуктом производства становится полупрозрачный материал со множеством крупных пор. Прочность его уступает сшитому полиэтилену, поскольку тут межмолекулярные связи намного более слабые. Это и диктует область применения несшитого вспененного полиэтилена.

Такой вид вспененного полиэтилена широко применяют в качестве теплозвукоизолятора в жилищном и промышленном строительстве, а также в качестве изолятора от воды и конденсата, но лишь в тех помещениях, где на него не будут воздействовать большие нагрузки и высокие температуры. В европейских странах этот материал используется в качестве упаковки для самых разных предметов, даже хрупких, так как он гасит ударные нагрузки. В пищевой промышленности он нашел применение за счет своей полной гигиеничности и инертности.

Сшитый полиэтилен получают химическим или радиационным способом. Химический метод предполагает плавление полиэтилена под высоким давлением вместе с инициаторами реакции и антиокислителями. Перекиси, которые часто и выступают в качестве инициатора реакции, претерпевают целый ряд превращений, образуя при этом связи между отдельными молекулами полиэтилена. Подобный эффект можно получить и при  воздействии на полиэтилен пучком энергии, в чем и заключается радиационный метод получения материала. В итоге вспененный полиэтилен получает мелкозернистую структуру, что определяет его большую устойчивость к нагрузкам, химическим веществам, влаге и температуре.

Сшитый полиэтилен – более универсальный материал, надежный теплозвукоизолятор, который может эксплуатироваться в широком диапазоне температур, что и определяет его распространение. Он отлично подходит для утепления стен, перекрытий, потолков, полов, трубопроводов, его часто используют просто в качестве звукоизолятора или же для гидроизоляции фундамента, погребов и подвальных помещений. Кроме того, этот материал приобрел огромное распространение в машиностроении, автомобилестроении, медицине. Для утепления квартиры лучше выбирать именно сшитый вспененный полиэтилен, чтобы получить более долговечное, прочное и надежное покрытие, которое уж точно справится с любыми нагрузками.

Выбор вспененного полиэтилена

Так как этот теплозвукоизолятор относительно недавно стал использоваться в отечественном строительстве, поэтому мало кто ориентируется в его ассортименте и может выбрать максимально подходящий материал. Так, в ряде случаев уместно использовать фольгированный полиэтилен, который отлично подходит для внутреннего утепления помещений. Его можно закрепить за радиаторами отопления, чтобы тепло не уходило на улицу, а, отражаясь, возвращалось в помещение. Также уместно утеплить таким образом пол и потолок, чтобы не отдавать тепло соседям или атмосфере. Такой материал даже монтируют на двери. Он остается таким же эффективным барьером для шума, а кроме того используется еще и при теплоизоляции труб, вентиляционных систем, параллельно защищая их от ультрафиолетовых лучей и вибраций. Его можно использовать и для утепления и звукоизоляции стен, перегородок, чердаков и мансард. Как было упомянуто выше, двойное фольгирование отлично показывает себя при утеплении кровли, сохраняя оптимальную температуру в помещении зимой и летом.

Для теплоизоляции стен и перекрытий чаще всего используются листы и рулоны вспененного полиэтилена, которые могут отличаться некоторыми параметрами (толщиной, диной, шириной). Кроме того, выпускаются и специальные подложки под ламинат, гипсокартон и паркет, которые призваны выполнять сразу несколько функций, в т.ч. быть дополнительной опорой, выравнивая поверхность и параллельно звукоизолируя помещение. Отдельно выпускается подложка для теплого пола с заранее нанесенной разметкой. Такой материал позволяет максимально использовать выделенное тепло, которое не будет уходить в соседние помещения. Также в продаже есть полиэтилен для утепления трубопроводов, оконных и дверных проемов, который также известен под отдельным название вилатерм. В зависимости от ситуации выбирается тот или иной тип вспененного полиэтилена.

На вид можно легко отличить сшитый полиэтилен от несшитого. Последний будет выдавать себя более крупными порами, он будет более ломкий и менее прочный. Сшитый стоит дороже, но при этом является предпочтительным, особенно когда хочется сделать как можно более долговечную теплозвукоизоляцию. Тот факт, что в Европе несшитый полиэтилен, не используют для утепления зданий, уже говорит о многом, поэтому для утепления приоьертать следует только сшитый.

Крупнейшие производители, представленные на рынке в России

Лучшим ориентиром в плане качества продукции становится имя производителя. Так кому же можно доверять?

1. Armacell – крупная немецкая компания, которая в том числе производит теплоизоляцию на основе вспененного полиэтилена. Он продается под торговой маркой Tubolit практически во всех странах мира. Продукция стала синонимом высочайшего качества, поскольку технология ее изготовления постоянно совершенствуется, проводятся многочисленные исследования, обновляется оборудование, расширяется ассортимент, чтобы материалы были максимально эффективными и удобными в использовании. Все это позволяет занимать компании лидирующее место в мире.
2. Odeflex – турецкий производитель, который предлагает вспененный полиэтилен в трубках и рулонах. Еще несколько лет назад продукция этой компании была повсеместно представлена на отечественном рынке, но теперь она все больше вытесняется национальными производителями.
3. ООО «Cтройтехизоляция» – компания, располагающаяся в Беларуси и активно экспортирующая свою продукцию на российский рынок. Ассортимент включает в себя трубки разной толщины и диаметра, предназначенные для теплоизоляции трубопроводов, систем кондиционирования воздуха, промышленных систем. Они реализуются под названием Steinoflex 400 и имеют продольный разрез, который облегчает процесс монтажа. Также выпускается и Steinophon 290 – универсальный теплозвукоизоляционный материал, который поставляется в виде матов разной толщины без покрытия, или же фольгированных с одной или двух сторон.
4. Билавери – крупный украинский производитель вспененного полиэтилена. Ассортимент включает рулонный материал, с или без покрытия из фольги, изоляцию для труб и уплотнительные жгуты. Компания ценит свою репутацию, поэтому производит только максимально качественную продукцию, подтвержденную многочисленными сертификатами. Производитель широко известен на украинском рынке и начинает покорять страны СНГ.
5. ООО «Евроизоляция плюс» — отечественная компания, которая известна на рынке вспененного полиэтилена с 2008 года. Продукция известна под торговой маркой «Евроизоляция», производится на самом современном оборудовании с использованием новых технологий, которые постоянно совершенствуются. Качество выпускаемой продукции подкрепляется соответствующей документацией, в т.ч. сертификатом соответствия и санитарно-эпидемиологическим заключением. Ассортимент включает маты из вспененного полиэтилена, изоляцию для труб, демпферную ленту, самоклеющуюся изоляцию, подложку для теплого пола, фольгированную изоляцию.
6. ООО «Изодом» — крупнейший российский производитель теплоизоляционных материалов из вспененного полиэтилена. Расположена компания в Воронеже, работает с 2006 года, распространяет свою продукцию по всей территории страны и в страны ближайшего зарубежья. Производитель старается постоянно улучшать технологию производства и расширять номенклатурный ряд продукции, поэтому сейчас его продукция представлена огромным ассортиментом от подложки и отражающей изоляции до матов и жгутов.
7. ОАО «Ижевский завод пластмасс»— предприятие, которое было основано еще в 1985 году. В начале этого столетия было освоено производство вспененного полиэтилена: производится он как сшитым, так и несшитым способом, а номенклатура изделий постоянно расширяется.
8. ООО «ЭТИОЛ» — компания, которая образовалась в 1991 году на месте ОАО «Полимерсинтез». Занимается переработкой пластмасс, а недавно начала производство вспененного полиэтилена, который уже активно используется в разных сферах по всей стране.

Вспененный полиэтилен

Главная > Статьи > Строительство и ремонт > Утеплители

Вспененный полиэтилен, название говорит само за себя, полиэтилен вспенивается пропан-бутановой смесью. Благодаря своей структуре и свойствам часто применяется в строительстве и ремонте. В частности, часто используется для нивелирования полов при укладке ламината. 

Широкое применение материала наблюдается при упаковке различного товара. Для упаковки особо не требуется знать все характеристики материала, кроме свойства хорошо переносить механические нагрузки. А в строительстве и ремонте, напротив, знание всех технических характеристик и свойств материала помогает понимать правильное его применение. Поэтому давайте разберемся со всеми характеристиками вспененного полиэтилена и его применением в строительстве и ремонте. 

Содержание:

Свойства и характеристики вспененного полиэтилена

Производитель вспененного полиэтилена «Изолон»

Производитель вспененного полиэтилена «Gemafon»

Утепление труб вспененным полиэтиленом «Thermaflex»

Свойства и характеристики 

Благодаря молекулярной ячеистой структуре материала, плотность варьируется от 30 до 180 кг/м³. На этот параметр стоит обратить внимание при использовании в ремонте. Таким образом, вспененный полиэтилен, применяемый для укладки ламината должен быть плотнее, чем для звукоизоляции потолка. 

Теплопроводность материала 0,03-0,045 Вт/м °С. Это позволяет применять его в качестве утеплителя во многих инженерных системах в строительстве, в частности для утепления труб, полов, перекрытий, устройства монтажных зазоров. 

Из-за низкого водопоглощения, вспененный полиэтилен часто используют для изоляции стен при устройстве стяжки (демпферная лента). В зависимости от плотности материала, водопоглощение не превышает 2 %. При плотности 30 кг/м³, если его поместить в воду на 24 часа, тогда водопоглощение одного метра квадратного составит – 0,3 см³ воды. 

Вспененный полиэтилен изготавливают в виде рулонов, труб, лент, полых трубок различного сечения. Такие свойства, как экологичность, долговечность, пластичность, высокая биологическая и химическая стойкость обусловили его широкое применение. 

Производитель вспененного полиэтилена «Изолон»

Кроме того, что «Изолон» обладает всеми вышеперечисленными свойствами, существует также несколько видов маркировки данного производителя. НПЭ – вспененный полиэтилен с несшитой молекулярной структурой. Также может изготавливаться с фольгированной поверхностью для отражения тепла при устройстве теплого пола. 

ППЭ – физически сшитая молекулярная структура вспененного полиэтилена. Изготавливается производителем различной плотности (25-200 кг/м³) и толщины (2-50 мм). Ярким примером применения ППЭ являются туристические коврики. 

Также на рынке можно встретить блоки и плиты из отходов вспененного полиэтилена данного производителя, толщина которых может достигать 100 мм. 

Рабочий температурный диапазон – от -80 °С до +100 °С. Эластичность материала позволяет сохранить полезную площадь поверхности при применении в строительстве. Использование вспененного полиэтилена для звукоизоляции позволяет подавить до 30 дЦ. шума. 

Производитель вспененного полиэтилена «Gemafon»

Вспененный полиэтилен этого производителя распространен в применении для тепло- и звукоизоляции полов. Толщина материала – от 3 до 5 мм., выпускается в рулонах шириной 1,5 м. Укладывается под напольное покрытие в качестве подложки, т.е. полиэтилен позволяет немного нивелировать поверхность. 

Утепление труб вспененным полиэтиленом «Thermaflex»

Вспененный полиэтилен этого производителя применяется для утепления трубопроводов горячей и холодной воды, в системах кондиционирования и вентиляции. При утеплении трубопроводов горячей воды позволяет сохранить тепло, а при использовании на трубопроводе холодной воды предотвращает образования конденсата. 

Утеплитель хорошо переносит механические нагрузки и можно повторно использовать после ремонтных работ. Так как утеплитель необходимо надеть на уже смонтированный трубопровод, поэтому его нужно разрезать вдоль, а затем, уже на трубе, склеить его обратно. Для монтажа вспененного полиэтилена «Thermaflex» используется специальный клей и фольгированный скотч. 

Совет: Для устройства хорошего стыка вспененного полиэтилена «Thermaflex» используйте клей K-FLEX K414, если же работы производятся при минусовой температуре – используйте K-FLEX K467.

Теплоизоляция НПЭ — свойства и применение

Утеплители на вспененной основе – теплоизоляция НПЭ, вспененный полиэтилен – чаще всего используются в строительстве для теплоизоляции стен, пола, потолка дома. В частном строительстве такой вид тепловой изоляции приобрел свою популярность за счет недорогой цены, простого монтажа и возможности купить дешево рулоны НПЭ для широкого спектра работ.

Теплоизоляция на вспененной основе представляет собой на 80% воздушные пузырьки в полиэтиленовой оболочке. НПЭ – это физически несшитый полиэтилен, является более доступной альтернативой ППЭ Изолон, так что купить теплоизоляцию на основе НПЭ окажется по карману большинству строителей! В качестве экономичного решения мы предлагаем купить рулоны НПЭ от производителя «Пенотерм», линейка Порилекс НПЭ. Порилекс НПЭ – это прекрасный утеплитель, потери тепла конвекцией невозможны за счет наличия закрытых пор в структуре материала. Теплопроводность утеплителя НПЭ Порилекс аналогична по коэффициенту воздуху, она минимальна среди других типов теплоизоляционных материалов.

Рулоны вспененного полиэтилена НПЭ Порилекс различаются в первую очередь по толщине материала, мы поставляем следующие типоразмеры рулонов по толщине: 5 мм, 8 мм, 10 мм, 15 мм, 20 мм; если же Вам необходимо купить теплоизоляцию большей толщины, то мы можем предложить НПЭ в листах толщиной 30 мм и 40 мм. В разных ситуациях можно применить тот или иной вариант, обратитесь к нам для помощи в выборе комбинаций материалов под Ваши задачи.

Одним из основных преимуществ применения вспененного полиэтилена НПЭ в качестве утеплителя при строительстве своего дома является нулевая подверженность материала к гниению и разложению. Такая теплоизоляция прочна и долговечна, а также обладает хорошими звукоизолирующими свойствами, улучшая общую звукоизоляцию дома.

Наиболее часто утеплители из НПЭ необходимы для тепловой изоляции окон и оконных проемов, рам, а также при монтаже дверей и как уплотнитель для стеновых панелей. Теплоизоляция из вспененного полиэтилена по своим свойствам и доступности не имеет аналогов, поэтому повсеместно используется в строительстве домов, таким образом, купить нпэ – не станет ошибкой, а будет инвестицией в тепло и уют в Вашем доме!

Нашими клиентами уже являются строители из Екатеринбурга и Свердловской области, Челябинска, Кургана, Тюмени, Ханты-Мансийска, Москвы, Санкт-Петербурга, Новосибирска, Казани и из других городов – звоните!

Полиэтилен — Википедия. Что такое Полиэтилен

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена, относится к классу полиолефинов^[1]. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH₂—CH₂—CH₂—CH₂—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода.

Представляет собой массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, диэлектрик, не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80—120°С), адгезия (прилипание) — чрезвычайно низкая. Часто неверно называется целлофаном^[2].

История

Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году. Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка^[3].

По другой версии, более принятой в научных кругах, развитие полиэтилена можно рассматривать с работ сотрудников компании Imperial Chemical Industries по созданию промышленной технологии производства, проводившихся начиная с 1920-х. Активная фаза создания начата после монтажа установки для синтеза, с которой в 1931 году работали Фосет и Гибсон. Ими был получен низкомолекулярный парафинообразный продукт, имеющий мономерное звено, аналогичное полиэтилену. Работы Фоссета и Гибсона продолжались вплоть до марта 1933, когда было принято решение модернизировать аппарат высокого давления для получения более качественного результата и большей безопасности. После модернизации эксперименты были продолжены совместно с М. В. Перрином и Дж. Г. Паттоном и в 1936 завершились успешно, получением патента на полиэтилен низкой плотности (ПЭНП). Коммерческое производство ПЭНП было начато в 1938 году^[4].

История полиэтилена высокой плотности (ПЭВП или ПЭНД) развивалась с 1920-х, когда Карл Циглер начал работы по созданию катализаторов для ионно-координационной полимеризации. В 1954 году технология была в целом освоена, и был получен патент. Позже было начато промышленное производство ПЭНД^[4].

Названия

Различные виды полиэтилена принято классифицировать по плотности^[5]. Несмотря на это, имеется множество ходовых названий гомополимеров и сополимеров, часть из которых приведена ниже.

• Полиэтилен низкой плотности (высокого давления) — ПЭНП^[6], ПЭВД, ПВД, LDPE (Low Density Polyethylene).
• Полиэтилен высокой плотности (низкого давления) — ПЭВП^[6], ПЭНД, ПНД, HDPE (High Density Polyethylene).
• Полиэтилен среднего давления (высокой плотности) — ПЭСД^[6].
• Линейный полиэтилен средней плотности — ПЭСП^[6], MDPE или PEMD^[1].
• Линейный полиэтилен низкой плотности — ЛПЭНП^[6], LLDPE или PELLD^[1].
• Полиэтилен очень низкой плотности — VLDPE
• Полиэтилен сверхнизкой плотности — ULDPE
• Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности — MPE
• Сшитый полиэтилен — PEX или XLPE, XPE.
• Высокомолекулярный полиэтилен — ВМПЭ, HMWPE или PEHMW или VHMWPE^[1].
• Сверхвысокомолекулярный полиэтилен — UHMWPE

В данном разделе не рассматриваются названия разных сополимеров, иономеров и хлорированного полиэтилена.

Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C₁—С₄, молекулы полиэтилена низкого давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена среднего давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкое содержание кристаллической фазы и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.

Полиэтилен высокой плотности HDPE (High-Density — высокая плотность)

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 определённого предела, после которого также начинает снижаться

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.).

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности

Относительно новой и перспективной разновидностью полиэтилена является сверхвысокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (СВМПЭ, англ. UHMW PE), изделия из которого обладают рядом замечательных свойств: высокой прочностью и ударной вязкостью в большом диапазоне температур (от — 200°С до + 100°С), низким коэффициентом трения, большими химо- и и

Полистирольные материалы и их применение

Пенополистирол (eps) — самая универсальная и недорогая упаковка
среда, доступная сегодня на рынке упаковки.

Чистый, гибкий и легкий полистирол (eps) производится с различной плотностью, подходящей для большинства упаковочных и изоляционных материалов.

В нашем производственном процессе используются самые современные технологии резки. Это гарантирует
отличные допуски и качество поверхности для всего ассортимента предлагаемых нами изделий из полистирола.

Общая информация

Пенополистирол и экструдированный полистирол доступны в диапазоне различной плотности (10-40 кг / м3). Легкий и экономичный упаковочный и изоляционный материал, используемый в широком спектре отраслей промышленности и упаковочных приложений.Огнестойкие материалы доступны без дополнительных затрат и производятся с использованием огнестойких материалов в соответствии с BS.3837, часть 1.

Строительные классы

Для строительных листов полистирола, заполнения пустот и изоляции нажмите здесь »

Производство, свойства и использование учебника по химии полиэтилена

Поли (этен) (Полиэтилен)

Ежегодно производится более 80 миллионов тонн полиэтилена, часто известного как полиэтилен и полиэтилен, что делает его самым важным пластиком в мире.Это составляет более 60% производимого этилена каждый год.

Поли (этен) производится в трех основных формах: низкой плотности (LDPE) (<0,930 г / см ^-3 ) и линейной низкой плотности (LLDPE) ( примерно 0,915-0,940 г / см ^-3 ) и высокая плотность (HDPE) ( около 0,940-0,965 г · см ^-3 ).

Форма LDPE или LLDPE предпочтительна для пленочной упаковки и для электроизоляции. HDPE выдувается для изготовления емкостей для бытовой химии, например, моющих средств и бочек для промышленной упаковки.Он также экструдируется как трубопровод.

Рисунок 1 Использование поли (этена).

Все формы могут использоваться для литых под давлением продуктов, таких как ведра, ящики для пищевых продуктов и миски для мытья посуды (Таблица 1).

Таблица 1 Примеры использования поли (этена).

1. Freedonia, 2014
2. США: 17,4 миллиона тонн в 2014 году. 2015 Guide to the Business of Chemistry, American Chemistry Council
3. 14,0 миллиона тонн в 2015 году, Пластмассы — факты 2016 PlasticsEurope 2016

4. Nexant and ChemVision, 2014
5. Руководство по химическому бизнесу 2015 г., Американский химический совет
6. Пластмассы — факты, 2016, PlasticsEurope, 2016
7.LDPE плюс LLDPE

* Многие растения могут производить обе формы поли (этена) и изменять количество, которое они производят каждого типа, в короткие сроки. Оба используют катализатор Циглера (или Филлипса). Если используется чистый этен, образуется полиэтилен высокой плотности. ЛПЭНП получают, когда к этену добавляют небольшое количество другого алкена, например, бут-1-ена.

Другая форма, обсуждаемая ниже, mLLDPE, в настоящее время производится в гораздо меньших количествах.

Производство поли (этена) (полиэтилена)

Поли (этен) получают несколькими методами путем аддитивной полимеризации этена, который в основном получают крекингом этана и пропана, нафты и газойля.

В Бразилии строится новый завод по производству поли (этена) из этена, который производится из сахарного тростника с помощью биоэтанола. Иногда его называют полиэтиленом на биологической основе (полиэтилен на биологической основе).

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Процесс осуществляется при очень высоком давлении (1000-3000 атм) при умеренных температурах (420-570 К), что можно предсказать из уравнения реакции:

Это процесс радикальной полимеризации, и используется инициатор, такой как небольшое количество кислорода и / или органический пероксид.

Этен (чистота более 99,9%) сжимается и подается в реактор вместе с инициатором. Расплавленный поли (этен) удаляют, экструдируют и разрезают на гранулы. Непрореагировавший этен перерабатывается. Средняя молекула полимера содержит 4000-40 000 атомов углерода с множеством коротких ответвлений.

Например,

Может быть представлен как:

На 1000 атомов углерода приходится около 20 ответвлений. Относительная молекулярная масса и разветвленность влияют на физические свойства LDPE.Ветвление влияет на степень кристалличности, которая, в свою очередь, влияет на плотность материала. ПЭНП обычно аморфный и прозрачный с кристалличностью около 50%. Разветвления не позволяют молекулам плотно прилегать друг к другу, поэтому он имеет низкую плотность.

Полиэтилен высокой плотности (HDPE)

При производстве HDPE в основном используются катализаторы двух типов:

• металлоорганический катализатор Циглера-Натта (соединения титана с алкилалюмином).
• неорганическое соединение, известное как катализатор типа Филлипса. Хорошо известным примером является оксид хрома (VI) на диоксиде кремния, который получают путем обжига соединения хрома (III) при температуре – 1000 К в кислороде с последующим хранением перед использованием в атмосфере азота.

ПНД производится тремя способами. Все работают при относительно низких давлениях (10-80 атм) в присутствии катализатора Циглера-Натта или неорганического катализатора. Типичный диапазон температур составляет 350-420 К. Во всех трех процессах водород смешивается с этиленом для регулирования длины цепи полимера.

(i) Суспензионный процесс (с использованием либо CSTR (реактор с непрерывным перемешиванием), либо петли)

Катализатор Циглера-Натта в виде гранул смешивают с жидким углеводородом (например, 2-метилпропаном (изобутаном) или гексаном), который просто действует как разбавитель. Смесь водорода и этена пропускают под давлением в суспензию, и этен полимеризуется в HDPE. Реакция протекает в большом петлевом реакторе при постоянном перемешивании смеси (рис. 4). При открытии клапана продукт высвобождается, и растворитель испаряется, оставляя полимер, все еще содержащий катализатор.Водяной пар, протекая с азотом через полимер, вступает в реакцию с каталитическими центрами, нарушая их активность. Остаток катализатора, оксиды титана (IV) и алюминия, остается смешанным в незначительных количествах в полимере.

Рис. 4 Производство поли (этена) с использованием суспензионного процесса
в петлевом реакторе.

(ii) Процесс решения

Второй метод включает пропускание этена и водорода под давлением в раствор катализатора Циглера-Натта в углеводороде (алкан C ₁₀ или C ₁₂ ). Полимер получают аналогично суспензионному способу.

(iii) Газофазный процесс

Рис. 6 Газофазный процесс низкого давления.

Смесь этена и водорода пропускают через катализатор Филлипса в реакторе с неподвижным слоем (рис. 6).

Этен полимеризуется с образованием зерен HDPE, взвешенных в текущем газе, которые выходят из реактора, когда клапан открывается.

На современных заводах иногда используются два или более отдельных реактора, включенных последовательно (например, два или более реакторов с суспензионной жидкостью или два газофазных реактора), каждый из которых находится в немного разных условиях, так что свойства различных продуктов из реакторов присутствуют в полученная полимерная смесь, приводящая к широкому или бимодальному молекулярно-массовому распределению.Это обеспечивает улучшенные механические свойства, такие как жесткость и ударная вязкость.

Порошок HDPE, выходящий из любого из описанных выше реакторов, отделяется от разбавителя или растворителя (если используется), экструдируется и измельчается на гранулы.

Этот метод дает линейные полимерные цепи с небольшим количеством разветвлений.Молекулы поли (этена) могут располагаться ближе друг к другу. Полимерные цепи можно представить так:

Это приводит к прочным межмолекулярным связям, что делает материал более прочным, плотным и жестким, чем LDPE. Полимер непрозрачный.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)

Поли (этен) низкой плотности имеет множество применений, но способ производства под высоким давлением, которым он производится, требует больших капитальных затрат. Однако была разработана элегантная технология, основанная как на катализаторах Циглера-Натта, так и на неорганических катализаторах, для производства линейного полиэтилена низкой плотности LLDPE, который имеет даже улучшенные свойства по сравнению с LDPE.Если выбран катализатор Циглера-Натта, можно использовать любой из трех процессов: суспензию, раствор и газовую фазу. Когда используется неорганический катализатор, используется газофазный процесс.

В сырье добавляют небольшие количества сомономера, такого как бут-1-ен или гекс-1-ен. Мономеры полимеризованы случайным образом, и есть небольшие ответвления, состоящие из нескольких атомов углерода, вдоль линейных цепей.

Например, с бут-1-еном, CH ₃ CH ₂ CH = CH ₂ , структура полимера:

Боковые цепи известны как боковые группы или разветвления с короткой цепью.Молекулу можно представить как:

Структура по существу линейная, но из-за короткоцепочечного разветвления имеет низкую плотность. Структура дает материалу гораздо лучшую упругость, прочность на разрыв и гибкость без использования пластификаторов. Это делает линейный полиэтилен низкой плотности (этен) идеальным материалом для производства пленочных продуктов, таких как те, которые используются для упаковки.

Свойства полимера и, следовательно, его применение можно варьировать, варьируя пропорцию этена и сомономера и используя разные сомономеры.Все это можно сделать без остановки завода — огромное преимущество.

Металлоцен, линейный поли (этен) низкой плотности (mLLDPE)

Этот поли (этен), известный как mLLDPE, производится с помощью нового семейства катализаторов — металлоценов. Другое название этого семейства — однопроцентный катализатор .Преимущество заключается в том, что mLLDPE намного более гомогенный с точки зрения молекулярной структуры, чем классический LLDPE, производимый катализаторами Циглера-Натта. Каждый катализатор представляет собой катализатор с одним центром полимеризации, который дает одну и ту же цепь PE. Химики сравнили структуру металлоценов со структурой сэндвича. Между слоями органических соединений находится переходный металл (часто цирконий или титан).

Катализаторы даже более специфичны, чем оригинальные катализаторы Циглера-Натта, и можно контролировать молекулярную массу полимера, а также его конфигурацию.Обычно используются процессы навозной жижи или раствора.

Поли (этен), полученный с использованием металлоцена, можно использовать в виде очень тонкой пленки, которая имеет отличные оптические свойства и герметизирующие свойства, что делает их очень эффективными для упаковки пищевых продуктов. Настоящим плюсом металлоценовых катализаторов являются улучшенные механические свойства пленок, изготовленных из mLLDPE.

Сополимеры

Этен образует сополимеры с пропеном, которые обладают очень полезными свойствами.

Дата последнего изменения: 27 апреля 2017 г.

Стирол: свойства, обработка и применение

Название «стирол» появилось в 1839 году, когда немецкий химик Эдмон Симон перегонял сторакс, лечебный бальзам, который можно найти на некоторых деревьях.Дистиллированная жидкость была преобразована в желеобразный продукт под названием стирол, а позже была полимеризована до твердой формы под названием метастирол. В 1851 г. французский химик М. Бертло ввел производство стирола каталитическим дегидрированием бензола этиленом, как побочных нефтепродуктов. Позже, в 1930 году, полное производство сырого стирола было разработано компанией Dow Chemical Company в США и IG Farben в Германии [1].

Как природный жидкий материал, стирол является важным компонентом, используемым для изготовления множества очень прочных, гибких и легких продуктов.Также известный как этинилбензол , винилбензол или фенилэтан , стирольный мономер является предшественником полистирола и других признанных сополимеров. Производство стирола и производство его разнообразных сфер применения представляют собой важную часть мировой экономики и способствуют повышению качества жизни за счет производства более энергоэффективных, экономичных и эффективных продуктов [2].

Здесь вы узнаете о:

• Свойства стирола
• Процесс производства стирола
• Применения, включая полистирол и другие сополимеры
• Будущее зеленых стирольных продуктов

Свойства стирола

Стирол — это органический углеводород, содержащийся в окружающей среде в виде бесцветной жидкости, которая легко испаряется и имеет сладкий запах.

Ниже приведены наиболее важные свойства этого органического соединения [1] [3]:

Кристалл и специальный полистирол, литье под давлением, термопласт

Полистирол — полистирол (ПС) — это обычный мужской пластик…! Это универсальная термопластическая смола, доступная в широком диапазоне составов от General Purpose / Crystal PS, которая прозрачна, до Impact PS, которая является непрозрачной / полупрозрачной по своей природе.
Доступны различные марки GPPS и HIPS, которые легко перерабатываются с помощью различных технологических операций, таких как литье под давлением, экструзия и термоформование, выдувное формование, экструзия вспененных листов / картонов и двухосно ориентированных листов / пленок.
Разнообразные свойства и простота обработки делают полистирол чрезвычайно привлекательным материалом, способным успешно конкурировать с дорогими смолами в ряде сложных областей применения.
Кристаллический полистирол / GPPS — GPPS — это прозрачный аморфный полимер, который демонстрирует высокую жесткость, хорошую размерную стабильность, электроизоляционные свойства и т. Д. Коммерческие марки кристаллического полистирола предлагают широкий диапазон индекса текучести расплава от 2 г / м3 От 10 мин (ASTM D1238; 2000 ° C / 5 кг) до 30 г / 10 мин с высокотемпературными и высокомолекулярными версиями.
Искрящаяся прозрачность GPPS делает его подходящим для широкого спектра применений, включая формованную пищевую и непищевую упаковку, медицинскую посуду, товары для дома, кассеты и шкатулку для компакт-дисков, внутренние части холодильника и бижутерию, канцелярские товары, столовые приборы, вешалки и т. Д.
Ударный полистирол / HIPS — Промышленные марки HIPS производятся с добавлением полибутадиенового каучука (PBR) для модификации ударных нагрузок. Доступны несколько степеней ударопрочности, и они обычно классифицируются как PS со средней ударной нагрузкой (значения Izod с надрезом от 40 до 80 Дж / м), PS с надрезом (значения Izod с надрезом от 80 до 160 Дж / м) или PS со сверхвысокой ударной нагрузкой. (надрезанное значение Изода более 160 Дж / м).
Механические свойства ударопрочного ПС существенно зависят от типа, состава и морфологии резины. Impact PS имеет естественный цвет от полупрозрачного до непрозрачного.
Марки HIPS широко используются для пищевой и непищевой упаковки, медицинских товаров и предметов домашнего обихода, шкафов для телевизоров, деталей деловой машины и бытовой техники, канцелярских принадлежностей, вешалок и т. Д.
Специальный полистирол — Специальный полистирол представляет собой продукт с добавленной стоимостью, специально разработанный для Производство бытовой техники, изоляционные плиты XPS (экструдированный вспененный полистирол), листы OPS (ориентированный полистирол) и т. Д.
Свойства обычных марок GPPS и HIPS улучшены за счет использования специального сырья, добавок с использованием новейших технологий производства. Улучшенные свойства включают высокий молекулярный вес, сверхвысокую ударную вязкость, высокую термостойкость, высокий блеск и сопротивление растрескиванию под воздействием окружающей среды (ESCR) и т. Д. добавление добавок, чтобы предложить индивидуальные решения для предполагаемых областей применения.Следующие свойства смол GPPS / HIPS могут быть изменены путем смешивания:

• Цвет
• Воспламеняемость
• Светостойкость
• Механические свойства, такие как предел прочности и модуль упругости, удар и т. Д.
• Тепловые свойства, такие как термостойкость
• Электрические свойства, такие как температура раскаленной проволоки, удельное сопротивление и т. Д.
• Оптические свойства, такие как мутность, прозрачность и т. Д.
• Свойства поверхности, такие как COF, устойчивость к царапинам, блеск и т.