Какое давление в пвд

Содержание статьи

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

Какое давление в пвд Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. Также может называться как полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), так как имеет сравнительно слабые внутримолекулярные связи и, следовательно, более низкую плотность, чем полимеры других видов. Также для его обозначения применяется сокращение LDPE – английский эквивалент ПЭНП.

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается так же, как полиэтилен высокого давления (ПЭВД).

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n1000) 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.

Особенности ПВД (ПНП)

Химические и физические характеристики

Полиэтилен высокого давления (ПВД) изготавливается в виде гранул ПВД. Имеет плотность 900-930 кг/м3, температуру плавления 100-115 0С и температуру хрупкости до -120 0С, а также малое водопоглощение (около 0,02 % за месяц) и высокую пластичность. Эти физико-химические характеристики ПВД как вещества объясняют следующие свойства изготовленных из него предметов и материалов:

Мягкость и гибкость изделий из полиэтилена низкой плотности,
Возможность создания из гранул ПВД особенно гладких и блестящих поверхностей,
Устойчивость предметов из ПВД к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия,
Высокую прочность ПВД (пэнп) при воздействии низких температур,
Влаго- и воздухонепроницаемость ПЭНП -изделий,
Устойчивость ПЭВД к воздействию света, в частности к солнечному излучению.

ВАЖНО! Использование полиэтилена высокого давления (ПВД) абсолютно безопасно как для человека, так и для состояния окружающей среды, так как он не выделяет никаких токсичных веществ. Именно поэтому ПЭВД может использоваться даже для контакта с продуктами питания и при изготовлении детских товаров.

Отличие ПВД от других полимеров

Полиэтилены (ПВД, ПНД и др.) – это материалы, которые изготавливаются из одного мономера, но могут быть различной плотности в зависимости от особенностей изготовления. Этот показатель сильно влияет на свойства полиэтилена: увеличение плотности ведет к повышению жесткости, твердости, прочности изделий и их химической стойкости. Но при этом падают другие показатели: ударопрочность, возможность растяжения при разрыве, проницаемость для жидкостей и газов. Так, ПВД имеет существенные отличия от других подобных полимеров:

ПВД и ПНД. Полиэтилен высокого давления не зря называется еще и полиэтиленом низкой плотности (ПНП или ПЭНП). По сравнению с ним такие твердые полимеры, как ПНД (полиэтилен низкого давления), быстрее поддаются разрывам под действием удара, чаще ломаются на морозе и растрескиваются при увеличении нагрузки, хотя и обладают большей стойкостью к воздействию радиации, щелочей и кислот. Гранулы ПВД и изделия из них гораздо лучше переносят ультрафиолетовое излучение, а также имеют более красивую глянцевую поверхность.
ПВД и ЛПНП.Другой полимер – ЛПНП (линейный полиэтилен), как и ПНД, имеет жесткую структуру, но по своим техническим характеристикам находится между ПВД и ПНД. Он более стоек к химически агрессивным средам, чем ПЭНП, и имеет большую устойчивость к проколу и растрескиванию, чем ПНД.

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена, приведены в таблице.

Таблица. Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена

Показатель	ПЭВД	ПЭНД
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода:	21,6	5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода:	4,5	2
Этильные ответвления	14,4	1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода	0,4—0,6	0,4—0,7
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH2), %	17	43
винилиденовых двойных связей , %	71	32
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), %	12	25
Степень кристалличности, %	50-65	75-85
Плотность, г/см3	0,91-0,93	0,95-0,96

Структура молекулы ПЭНП влияет на свойства иначе, чем на плотность. Одно из важнейших свойств полимеров — кристалличность. Большая длина полимерных цепей приводит к образованию некоторого количества переплетений, что препятствует формированию плотных кристаллических образований при охлаждении, и таким образом между кристаллитами возникают неупорядоченные области.

Участки, где цепи параллельны и плотно упакованы, в значительной степени кристалличны, в то время как неупорядоченные области являются аморфными. Кристаллические области известны как кристаллиты.

Когда расплав полимера медленно охлаждают, кристаллиты могут образовывать сферолиты, состоящие из сферически симметричных образований кристаллитов и аморфного полимера.

Молекулы укладываются одна на другую параллельно с образованием ламелей. Кристаллизация распространяется, когда другие молекулы выстраиваются в том же порядке и складываются. Сферолиты, упомянутые ранее, образуются из-за нерегулярностей в структуре молекулы, которые ведут к росту кристаллитов в нескольких направлениях. Наличие боковых ответвлений приводит к уменьшению возможности упорядоченного расположения и, таким образом, снижает кристалличность.

Кристалличность ПЭНП обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭВП).

Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Тот факт, что цепи не могут приблизиться плотно друг к другу, означает, что силы притяжения между ними ослабевают и тепловая энергия, необходимая для их перемещения относительно друг друга, т. е. течения, уменьшаются.

Точка размягчения ПЭНП немного ниже точки кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации.

Таблица. Физико-химические свойства ПЭВД при 20°

Параметр	Значение
Плотность, г/см2	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

Виды полиэтиленов ПЭНП

Дополнительная обработка полиэтилена высокого давления дает качественно новые материалы, различающиеся по химическим и физическим свойствам. В частности, существуют модификации ПЭВД с улучшенной адгезией к краскам и другим материалам (напр., к металлу) и с пониженной горючестью. На данный момент различают полиэтилены:

вспененный ПВД,
сшитый ПВД,
сополимеры полиэтилена низкой плотности (ПНП) с другими мономерами либо с полиэтиленом другого вида.

Основные группы марок полиэтилена и сополимеров этилена, выпускаемые на сегодняшний день:

Полиэтилен

HDPE — Полиэтилен высокой плотности (полиэтилен низкого давления)
LDPE — Полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления)
LLDPE — Линейный полиэтилен низкой плотности
mLLDPE, MPE — Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности
MDPE — Полиэтилен средней плотности
HMWPE, VHMWPE — Высокомолекулярный полиэтилен
UHMWPE — Сверхвысокомолекулярный полиэтилен
EPE — Вспенивающийся полиэтилен
PEC — Хлорированный полиэтилен
Cополимеры этилена
EAA — Сополимер этилена и акриловой кислоты
EBA, E/BA, EBAC — Сополимер этилена и бутилакрилата
EEA — Сополимер этилена и этилакрилата
EMA — Сополимер этилена и метилакрилата
EMAA — Сополимер этилена и метакриловой кислоты, Сополимер этилена и метилметилакрилата
EMMA — Сополимер этилена и метил метакриловой кислоты
EVA, E/VA, E/VAC, EVAC — Сополимер этилена и винилацетата
EVOH, EVAL, E/VAL — Сополимер этилена и винилового спирта
POP, POE — Полиолефиновые пластомеры
Ethylene terpolymer — Тройные сополимеры этилена

Таблица 1: Основные физико-механические свойства ПЭВД

Наименование показателя	Значение для ПЭВД
Температура стеклования, °С	-25
Температура плавления, °С	103-115
Температура хрупкости, °С	-45…-120
Температура размягчения по Вика, °С	80-90
Температура длительной эксплуатации, °С	50
Степень кристалличности,%	50-65
Плотность, кг/м3	910-930
Показатель текучести расплава,г/10 мин	0,2-20
Морозостойкость, °С	-70
Теплостойкость по Мартену, °С	—
Верхний предел рабочих температур, °С	60-70
Нижний предел рабочих температур, °С	-120…-45
Предел текучести при растяжении, МПа	6,8-13,7
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	7-16
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа	12-20
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа	12
Модуль упругости при растяжении, МПа	147-245
Модуль упругости при изгибе, МПа	118-225
Модуль упругости при сжатиии, МПа	—
Относительное удлинение при разрыве, %	150-1000
Твердость по Бринелю, МПа	14-25
Ударная вязкость по Шарпи, кДЖ/м2 без надреза/с надрезом	Не разр./ не разр.
Коэффициент терния по стали	0,58
Объемное удельное электрическое сопротивление, Омм	(0,1-1)×1015
Поверхностное удельное электрическое сопротивление, Ом	1014-1015
Водопоглощение за 24 часа при 23°С,%	0,01
Удельная теплоемкость, кДж/(кгК)	2,1-2,8
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК)	0,2-0,36
Температурный коэффициент линейного расширения, град-1	(22-55)×10-5
Коэффициент температуропроводности, м2/с	1,4×10-7

Таблица 2: Торговые названия ПЭВД в различных странах

*Торговое название ПЭВД*	*Страна*
полиэтилен высокого давления; полиэтилен низкой плотности;	РФ
алкатон; петротен; дайлан;	США
алкатен;	Великобритания
луполен; хостален LD; стафлен;	Япония
фертрен;	Италия

Обозначение базовых марок полиэтилена высокого давления ПЭВД:

Какое давление в пвд

первая цифра (1) – процесс полимеризации протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах с применением инициаторов радикального типа;
вторая и третья цифры – порядковый номер базовой марки;
четвертая цифра– способ гомогенизации ( – без гомогенизации в расплаве;1 – гомогенизация в расплаве);
пятая цифра – условная группа плотности (3 – 917–921 кг/м3; 4 – 922–926 кг/м3);
последние три цифры(написанные через дефис) указывают десятикратное значение показателя текучести расплава.

Композиции на основе базовых марок полиэтиленов обозначаются иначе: название термопласта, первые три цифры показывают базовую марку (без расшифровки), а цифры после тире – номер рецептуры добавки, далее через запятую – цвет и рецептура окрашивания, сорт и стандарт.

ПЭВДперерабатываются всеми известными способами и применяются для изготовления технических изделий и товаров народного потребления.

Область примененияПЭВД

ПЭВД был впервые использован в электротехнической промышленности, главным образом в качестве изоляционного материала для подводных кабелей и позднее — для радаров. Кристалличность ПЭВД обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭНД).

Сферами применения ПЭВД являются:

— экструзия пленок;

— производство кабеля;

— литье пластмасс под давлением;

— производство выдувных изделий.

Применение ПЭВД

Области применения ПЭВД зависят от:

марок полимеров,
способа стабилизации
введенных добавок.

Области применения, способы и параметры переработки представлены в табл.3

Благодаря удачному набору химических и физических свойств, гранулы ПВД находят применение в изготовлении:

пленок ПЭНП, открытых и в виде рукава ПВД для мешков и пакетов,
пластмасс ПЭНП путем литья под действием давления (полимерные трубы, технические детали и др.),
выдувных изделий (бутылки, канистры и т.п.),
теплоизоляционных материалов из вспененного пэнп,
электроизоляционных материалов (оболочки кабелей и пр.),
термоклея ПВД в виде порошка, приготовленного дроблением гранул ПВД.

ИНТЕРЕСНО! ПВД был первым полимером, который стал использоваться как изоляционный материал в электротехнической промышленности для изоляции подводных кабелей и позже — для радаров.

Получают полиэтилен методом радикальной полимеризации этилена в реакторах трубчатого и автоклавного типов при давлении от 160 до 210 МПа в соответствии сГОСТ 16336–93.

На предприятии Полимирпроизводят:

базовые марки ПЭВД:

10204-003;

10803-020;

16204-020;

15803-020;

11503-070;

17703-010;

и композиции на их основе:

для кабельной промышленности(107-01К, 102-01К, 107-02К, 102-02К, 107-10К, 102-10К, 107-61К);

пленочные(162-132, 175-132, 175-209, 175-353, 177-353, 108 черный 901, 158 черный 901);

трубные(полиэтилен 102-14).

Таблица 3: Характерные свойства, области применения и способы переработки ПЭВД

Характерные свойства	Ограничения	Рекомендации по применению и способам переработки
Температура эксплуатации без нагрузки до 60 °С, гибкий (в т.ч. при низких температурах), эластичный, высокая ударная прочность, морозостойкость до −(40–120)°С. Небольшой предел текучести при растяжении. Хорошие электроизоляционные свойства. Стойкость к агрессивным средам, незначительное влагопоглощение. Повышенная радиационная стойкость. Допущен для контакта с пищевыми продуктами и для деталей медицинского назначения. Хорошо окрашивается в массе. Гранулы размером (2–4)8 мм имеют насыпную плотность от 500 до 550 кг/м3	Не стоек к жирам, маслам, ультрафиолету. Невысокие температуры эксплуатации. Низкие механические показатели, не огнестойкий, за исключением специальных композиций. Снижение химической стойкости при напряженном состоянии. Значительное снижение механических свойств при повышении температуры до 60° С. Большая деформация под нагрузкой. Большой разброс размеров изделий	Трубы, пленки, листы, тара, профили, емкости, электроизоляционные и антифрикционные покрытия для защиты от коррозии, крупногабаритные конструкции, изоляция кабеля. Литье под давлением, экструзия, прессование, сварка и др.

Параметры переработки ПЭВД

Литье под давлением:

160 ≤ Тл ≤ 260 °С,
60 ≤ pуд ≤ 120 МПа,
10 ≤ τр ≤ 30 с,
20 ≤ Тф ≤ 60 °С;

экструзия в напорные трубы:

160 ≤ Тл ≤ 220 °С;

экструзия в безнапорные трубы и профильные изделия:

140 ≤ Тл ≤ 170 °С;

прессование:

130 ≤ Тп ≤ 170 °С,
3 ≤ pуд ≤ 7 МПа.

Условия предварительной сушки до влажности ≤0,04%: при атмосферном давлении и температуре (75 ± 5) °С в течение 0,5–1 часа с толщиной слоя 1–3 см

Области применения и основные характеристики базовых марок ПЭВД и композиций на их основе приведены в таблице 4 и таблице 5, соответственно.

Таблица 4: Назначение базовых марок ПЭВД

Марка ПЭВД	Назначение
10204-003	Для изготовления напорных труб, фитингов, формования выдувных изделий большой вместимости, для пленок и пленочных изделий общего назначения
10803-020; 16204-020	Для изготовления профильно-погонажных изделий, литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, пленок общего назначения
15803-020	Для получения малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, термоусадочных, тонких пленок и пленок общего назначения
11503-070	Для ламинирования бумаги и ткани методом экструзии, для покрытия изделий методом напыления, в качестве заливочного компаунда для заполнения деталей электрооборудования, для изготовления литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий
17703-010	Для получения термоусадочных пленок и пленочных изделий общего назначения, литьевых, малогабаритных, а также профильно-погонажных изделий

Таблица 5: Технические характеристики базовых марок Полиэтилена высокого давления (ПЭВД)

Показатели	Базовые марки ПЭВД
Показатели	10204-003	10803-020	15803-020	16204-020	11503-070	17703-010
Плотность, г/см3	0,9230	0,9185	0,9190	0,9230	0,9180	0,9190
Показатель текучести расплава,г/10мин	0,3	2,0	2,0	2,0	7,0	1,0
Стойкость к растрескиванию,ч, не менее	500	2	—	—	—	—
Предел текучести при растяжении, Мпа, не менее	11,3	9,3	9,3	10,8	9,3	9,8
Прочность при разрыве,Мпа, не менее	14,7	12,2	11,3	11,3	9,8	12,2
Относительное удлинение при разрыве,%, не менее	600	550	600	600	450	600

Для сравнения в таблицах 6 и 7 представлены технические характеристики ПЭВД и его композиций по данным зарубежных производителей.

Таблица 6: Нормативные показатели качества ПЭВД алкатен и алатон для различных марок

Показатель	Алкатен				Алатон
Показатель	XDK10	WIG11	WNG14	XNF35	31	25	34	16	37
Показатель текучести расплава, г/10мин	0,3	2,0	7,0	9,0	0,6	2,0	3,0	4,0	12,0
Плотность, кг/м3	923	919	918	929	930	931	930	923	930
Относительное удлинение при разрыве, %	600	600	500	90	400	550	410	600	100
Предел текучести при растяжении, МПа	12,0	11,0	10,0	13,9	14,7	11,5	11,5	11,2	10,6
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	15,5	13,0	10,5	13,9	14,7	12,3	14,7	11,9	—
Модуль упругости при растяжении, МПа	166,0	149,0	—	346,0	—	2460	—	—	—
Водоплоглощение за 24 часа,%	—	—	—	—	0,01	—	0,01	0,015	0,01

Таблица 7: Нормативные показатели качестваПЭВД луполен и фертен для различных марок

Показатель	Луполен				Фертен
Показатель	1820Н	6001L	6001H	6001F	ZD	Q	XX	LXX
Показатель текучести расплава, г/10мин	1,4-1,8	4-6	1,2-1,7	0,7-1	0,4	4,5	20	70
Плотность, кг/м3	926-928	959-961	959-961	958-960	—	—	—	—
Предел текучести при растяжении, МПа	8,5-9,0	26-28	26-28	26-28	—	—	—	—
Модуль упругости при растяжении, МПа	1300	11000	11000	1100	—	—	—	—
Относительное удлинение при разрыве, %	—	—	—	—	83	112	129	134
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа	—	—	—	—	12,5	9,9	8,4	7,1
Разрушающее напряжение при срезе, МПа	—	—	—	—	15,2	12,0	10,2	8,4
Модуль упругости при изгибе, МПа	—	—	—	—	149	119	104	92

Источник

Чем отличается полиэтилен высокого давления от полиэтилена низкого давления

Полиэтилен считается самым доступным и недорогим материалом синтетической промышленности. Его возможно увидеть где угодно, в составе любого упаковочного материала. Поэтому он имеет широкий диапазон применения в повседневной жизни и на производстве хозяйственной продукции. Изготовление этого продукта налажено в большинстве нефтехимических заводов предприятиях. Синтез продукта проводится при использовании низкого или высокого давления. Этот материал разделяется на полиэтилен высокого давления и низкого давления, отличия заключаются в способе синтеза и внутренней структуре. Чтобы знать, как отличить пнд от пвд, требуется знать характеристики каждого вида.

Основные характеристики и отличия полиэтилена высокого и низкого давления

пвд

Материал, изготовленный при низком давлении, имеет ряд свойств:

устойчивость к механическому воздействию, истиранию;
хорошие показатели эластичности;
водонепроницаемость и паровая защита;
устойчивость к воздействию агрессивной среды;
слабая тепловая проводимость;
минимальная стоимость;
безопасность для человека;
нанесения рисунков на изделия, изготовленные из пнд.

Характеристики следующего материала значительно отличаются от представленного выше. Главная разница между пнд и пвд заключается в их внутренней химической структуре. Полиэтилен высокого давления создан на основе ветвистой молекулярной структуры, и связь между молекулами настолько слабая, что не представляется возможным сформировать кристаллическую решетку. Это заметно влияет на разрывную устойчивость. Зато обеспечивает высокий уровень пластичности. Материалы пнд имеет значительную плотность по сравнению с пвд. Плотность – это свойство определяющее прочность и химическую стойкость продукта.

Особенности синтеза

Отличие пвд от пнд заключается в особенностях изготовления каждого из них. При синтезировании полиэтилена высокого давления требуются следующие условия:

Температура при создании должна находиться на отметке от 200 градусов до 260 градусов Цельсия.
Давление на уровне от 150 до 300 мега паскалей.
Наличие катализаторов, в качестве которых используют кислород или органический пероксид.

Условия для формирования полиэтилена низкого давления:

Температурный показатель на уровне от 120 градусов до 150 градусов Цельсия.
Показатель давления варьируется от 1/10 до 2 мега паскалей.
Применение катализатора Циглера/Натта.

Как видно из технических условий синтеза каждого вида, для создания пвд требуется больше затрат. Все это влияет на эластичность готового продукта, что считается серьезным отличием пнд и пвд.

Как можно визуально отличить пнд от пвд?

разница между пвд и пнд пакетами

Определить вид и качество полиэтилена можно, осмотрев его визуально и прощупав. Внешние признаки каждого отличаются:

ПВД

ПНД

Признаки

· блестит;

· эластичен;

· гладкий на ощупь;

· тянуться.

· матовая поверхность;

· прочная структура;

· шершавый на ощупь;

· шуршащая поверхность.

Оба этих материала получили широкую популярность в изготовлении пакетов. В чем разница пакетов для мусора пнд и пвд? Например, в пвд – пакетах можно без страха разрыва переносить острые предметы или коробки с острыми углами. За счет высокой степени тягучести и эластике такие пакеты не порвутся. Но в них не получится переносить тяжелые и крупногабаритные продукты. Пнд за счет своей прочности способен выдерживать большие веса, но если острый предмет нарушит структуру, то по всему пакету пойдет трещина. Можно сделать вывод, что отличия пакетов пвд и пнд заключаются в прочности.

Области применения

Главной областью применения полиэтилена низкого давления считается промышленность и строительство. Такой материал получил распространение в изготовлении водопроводных труб, бочек, биотуалетов и мебельной фурнитуры. Используется в качестве продукта для упаковки. В повседневной действительности можно встретить пакеты из пнд. Это «майки» либо сумки с вырубленной ручкой. Такие изделия имеют высокую прочность и надежность.

Полиэтилен высокого давления применяется в области изготовления фирменных, красочных пакетов, форм для упаковки. Благодаря возможности печати красочных рисунков на них, такой материал имеет высокую популярность. Из него выполняют фирменные пакеты с логотипами изготовителя. Также из него создают пищевые контейнеры. Из-за своей тягучести и вязкости применяются в создании упаковочных пленок. В обыденной жизни каждый покупает продукцию, созданные из этого химического продукта, в магазинах.

Разница целлофана и полиэтилена

Соперником этого продукта в среде упаковочных материалов является целлофан. По способу синтеза он менее токсичен для человека, потому что формируется из целлюлозы, а полиэтилен из химических полимеров. Но в прочности он сильно уступает своему противнику. Производство целлофана довольно затратное, поэтому редко можно встретить в магазине «майки» из этого материала. Его в основном применяют в качестве упаковки для пищевой продукции. Потому что не несет никакого вреда организму.

Способы и условия изготовления полиэтилена значительно расширяют области его применения. В каждой сфере социальной жизни можно встретить этот продукт нефтехимической промышленности. И разница пвд и пнд в пленке, в упаковке и других продуктах — это прочность и эластичность.

Оценка статьи:

Загрузка…

Источник