Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Полиэтилен низкого давления (ПНД, HDPE, ПЭ2НТ) или высокой плотности (ПВП) - это второй по популярности пластик на планете (после ПЭТ), занимающий около 40% на рынке полимеров, с плотностью 0,94 г/см3, являющийся кристаллическим гибкоцепным термопластичным полимером, изготавливаемым из нефти. Обозначается материал химической формулой (C2H4)n.

Продукт нашел достаточно широкое применение в промышленной индустрии, преимущественно за счет повышенной стойкости к маловязким жидкостям. ПНД достаточно часто используется для изготовления разнообразных емкостей технологического назначения, и только небольшая часть используется для товаров массового назначения.

ПВП обладает повышенной устойчивостью к отрицательным температурам (стеклование происходит примерно при -50С) и слабым межмолекулярным взаимодействием (отсутствие полярных групп в цепи), поэтому он имеет склонность к изменению формы, т.е. при регулярных нагрузках размер материала с течением времени меняется.

Посмотреть объявления о продаже гранул полиэтилена низкого давления, вы можете на нашем сайте.

Преимущества ПНД

К преимуществам ПНД относятся:

- высокая износостойкость;

- неподтверженность коррозии;

- инертность к большому количеству химикатов;

- повышенная гибкость;

- устойчивость к температурным перепадам;

- высокие показатели ударной прочности;

- высокие диэлектрические свойства.

Технологии производства ПНД

Существует 3 метода изготовления ПВП. Первый это суспензионная полимеризация гранул, предварительно подготовленных, и прохождение процесса в спецрастворе суспензии. Для стабильности состава применяют химические стабилизаторы, например, оксиды легких металлов, кислоты неагрессивного типа. Состав при полимеризации требуется постоянно перемешивать для обеспечения максимально устойчивого соединения компонентов. Данный способ позволяет получить предельно однородный по структуре материал, без слабых зон или дефектов. Недостатком технологии является то, что остатки стабилизатора попадают в состав конечного продукта.

Второй способ, растворная полимеризация, происходит при температурном диапазоне 60-130С с катализатором. Получаемый материал однороден, гибок, структура восстанавливается поле небольшого деформирования, устойчив к износу. Из недостатков стоит отметить трудности при подборе катализатора, т.к. многие хим.элементы при температурном воздействии начинают участвовать в хим.реакции, что недопустимо из-за влияния на итоговый результат.

Третий способ это газофазная полимеризация, которая сейчас используется лишь на небольшом количестве производств. Она почти не применяется из-за не очень высокого качества итогового продукта. Полимеризации осуществляется в газовой среде. При этом методе молекулы беспрепятственно перемещаются и сталкиваются, поэтому конечный продукт не очень однороден, и отдельные участки могут обладать меньшей устойчивостью к износу.

При полимеризации выделяется достаточно много побочных продуктов, являющихся производственными отходами. Большая часть отходов вредна для экологии, поэтому необходимо их правильно хранить и утилизировать. К этому не стоит относиться пренебрежительно, т.к. все процедуры по хранению и утилизации регулируются законодательными нормами и последствия нарушения будут очень серьезными.

Как происходит в целом синтез гранул ПНД :

В реактор помещается раствор этилена в насыщенном углеводороде гексане. Состав разогревают сначала до 160 С, а потом до 2500 С. Давление при этом составляет до 5,3 МПа. В течение 10-15 минут состав контактирует с катализатором, после чего полимер требуется отделить от раствора (в испарителе) и примесей (в сепараторе).

Последний этап формирование гранул, затем происходит пропаривание водяным паром, после чего остывшие гранулы высыпаются в специальную тару.

В результате получается готовый к последующему перерабатыванию продукт. Для получения необходимых характеристик дополнительно могут добавляться присадки.

Фото заимствовано с сайта granula.pro

Химические свойства ПНД

Материал обладает устойчивостью к щелочам, маслам, продуктам, содержащим спирт. Неустойчив к воздействию с азотной кислоты, серной кислоты, галогенов.

Горючесть класс В: В1 трудно возгораемые и В2 нормально возгораемые. Самопроизвольное возникновение горения происходит приблизительно при 350 С.

Фактически, в химсоставе материала только водород и углерод, поэтому по сути единственные выделяемые в процессе горения вещества это углекислый и угарный газ, вода и немного сажи. Пропорции газа зависят от температурных показателей, вентилируемости и доступа кислорода в процессе горения. Прекратить горение можно водой.

Таблица 1. Физико-химические свойства ПНД

ГОСТ	16338-85
Плотность, г/см3	0,94-0,96
Цвет	от прозрачного до белого в зависимости от толщины
Запах	отсутствует
Температура для размягчения в воздушной среде по Вика, вС	120-125
Плотность насыпания гранул, в г/см3	0,5-0,6
Проводимость тока	не проводит
Разрушающее напряжение при изгибе, в МПа	19,0-35,0
Предельная прочность при срезе, в МПа	19,0-35,0
Удельное электрическое поверхностное сопротивление, в Ом	1014
Влагопоглощение за 30 суток, в %	0,03-0,04
Тангенс угла диэлектрических потерь при частоте 1010 Гц	0,0002-0,0005
Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц	2,32-2,36

Вторичный пластик в гранулах – это сырье, которое используется для изготовления разнообразной полимерной продукции и позволяет существенно снизить себестоимость товаров с минимальным ущербом качества

Вторичная гранула полиэтилена низкого давления производится из отходов производства или использованных изделий из полиэтилена низкого давления. Этот процесс осуществляется с помощью гранулятора, который расплавляет отходы на мелкие кусочки и затем производит стренги, а из них нарезают на гранулы. Вторичная гранула ПНД имеет более низкую стоимость, чем первичная. И это является более дешевым способом производства изделий, что является самым главным фактором для производителей и покупателей.

Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

Однако, при использовании вторичной гранулы ПНД необходимо учитывать ГОСТы, законы РФ и ее качество. Например детские игрушки и пищевую пленку запрещено делать из вторичной гранулы. Если отходы были загрязнены или содержали посторонние материалы, то это может повлиять на качество готового изделия. Поэтому, перед использованием вторичной гранулы ПНД необходимо провести тестирование ее свойств и соответствия требованиям производства.

Отличия ПНД от ПВД

При изготовлении данных материалов необходимо разное давление, поэтому и макромолекулы, и свойства конечной продукции в итоге различаются.

ПВД представляет собой полиэтилен низкой плотности, обладающий высокой прочностью главным образом за счет своей гибкости и эластичности.

ПНД представляет собой полиэтилен высокой плотности, имеющий повышенные показатели прочности по отношению к химическому и радиационному фону, но невысокие показатели пластичности.

Сравнение материалов говорит о том, что ПНД более прочен (устойчивость к хим. препаратам, высоким температурам, большая жесткость и твердость), чем ПВД.

Кроме того, эксперты отмечают, что ПНД более экологически безопасен для человека, чем ПВД.

Таблица 2. ПЭВД и ПНД: основные показатели

Показатель	ПВД	ПНД
Общее количество групп СН3 на 1000 атомов углерода:	21,6	1,5
Количество концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода:	4,5	1,5
Этильные ответвления	14,4	1
Общее число двойных связей на 1000 атомов углерода	0,4-0,6	1,1-1,5
Уровень кристалличности, в%	50-65	80-90
Плотность, в г/см	0,9-0,93	0,94-0,96

Области применения ПНД

ПВП получил очень большое распространение при изготовлении товаров массового потребления. Достаточно часто в качестве таких продуктов выступают тарелки одноразовые, упаковки, различные емкости для хранения продуктов питания, а так же игрушки, крышки для бутылочек или флаконов и пр.

Фото заимствовано с сайта ok-stanok.ru

В производственной сфере ПНД применяется при изготовлении труб, приходящих на смену трубопроводам из металла, благодаря большей долговечности, им не требуется защитное покрытие, и весят они меньше. Трубы ПНД используют для прокладки подземных водопроводов и газопроводов. Свариваются такие трубы посредством нагревания электричеством. Когда материал становится тягучим, концы элементов прижимают друг к другу и держат до полного остывания, после чего лишние детали обрезают.

Таблица 3. Сферы применения ПЭНД

Трубы	Газовое снабжение, водоснабжение холодное, дренажные и канализационные коммуникации
Кабельная изоляция	Материалы для изоляции кабелей высокого напряжения
Листы, мембраны	Листы: различные элементы для областей машиностроения, гидроизоляция Мембраны: элементы для обустройства гидроизоляции
Крышки	2-составные и односоставные крышки для ПЭТ бутылок, крышки для косметических продуктов, бытовой химии
Пленки	Пакеты фасовочные, пакет майка, воздушно-пузырьковая пленка
Тара	Канистры, баки, цистерны
Товары массового потребления	Кухонные изделия, предметы для дома, инвентарь для сада и огорода
Автокомплектующие	Около 400 различных изделий для автотранспорта
Прочее	Мебель, тарные ведра, детские игрушки, фитинги

Марки полиэтилена и сополимеров этилена, выпускаемые сейчас:

ПНД (HDPE) Полиэтилен низкого давления
ПВД (LDPE) Полиэтилен высокого давления
ЛПЭНП (LLDPE, PELLD) Линейный полиэтилен низкой плотности
ВЭМПЭ (HMWPE, VHMWPE) Полиэтилен высокомолекулярный
UHMWPE Полиэтилен сверхвысокомолекулярный
EPE Вспенивающийся полиэтилен
PEC Хлорированный полиэтилен
PEX или XLPE, XPE Полиэтилен сшитый

Требования ГОСТ

Рабочие параметры ПНД были установлены ГОСТом 16338-85, и до сих пор он действует без изменений. Стандарт отвечает также и международным требованиям, так что российская продукция может экспортироваться во все страны мира. Продукция, отвечающая предъявленным требованиям, относится к высшей и первой категориям качества. Технические характеристики ПНД должны быть: показатель плотность не менее 0,93 г/см3, показатель стойкости к разрушению на порез не менее 19 МПа, показатель плотности гранул мономера в структурном строении не менее 0,5 г/см3, температура плавления 125-130С, показатель стойкости к разрушению на изгиб не менее 19 МПа.

Заключение

ПНД применяется во всех случаях, когда условия использования изделий требуют от материала таких свойств, как жесткость, прочность и повышенная устойчивость к нагрузкам различной направленности. Также себестоимость ПНД достаточно невысокая. ПНД трубы не ржавеют, что продлевает срок их годности до 50 лет и больше. Вторым важным плюсом этих труб является их небольшой вес, что делает гораздо проще и дешевле их транспортировку, монтаж и демонтаж. Все перечисленные факторы обуславливают большую популярность материала как на российском, так и на зарубежном рынке.