Основные свойства и применение полиэтилена (PE)

Основные свойства и применение полиэтилена (PE)

I. Основная информация

Название: полиэтилен

Аббревиатура: PE

Химическая формула: (C2H4) n

Точка плавления: от 85 до 136 ° C

Растворимость воды: нерастворим

Плотность: от 0,91 до 0,96 г/см3

Внешний вид: низкомолекулярная бесцветная жидкость, высокая молекулярная масса бесцветные молочные белые белые гранулы или порошок

Флэш -точка: 270 ° C.

II История исследований полиэтилена (PE)

Исследования полиэтилена начались в начале 20-го века с случайного открытия ее ранней формы немецкого ученых Ханса Фон Пекманна в 1899 году и его повторного открытия британской компанией ICI в 1933 году, что привлекло внимание и производство полиэтилена с низкой плотностью британским компанией IGI в конце 1930-х годов, а также в производстве гостей в высокой плотности и продюсе. Америка С тех пор исследования погрузились в структуру и свойства, в том числе макромолекулярные растягивающие цепь и высокопроизводительные волокна и т. Д., И область применения расширяется.

Iii. Как делается PE?

Полиэтилен производится путем полимеризации этилена (CH2 = CH2), процесса, который включает в себя связывание молекул этилена с образованием длинных цепей молекул с повторениями -х2 -единицами с помощью реакций добавления полимеризации. В промышленном производстве катализаторы часто используются для повышения эффективности полимеризации, например, с использованием таких катализаторов, как триоксид хрома (CR2O3). Кроме того, полиэтилен готовятся реакциями полимеризации при различных давлениях и температурах, таких как методы полимеризации среднего давления и низкого давления, которые влияют на плотность и физические свойства полиэтилена.

IV Свойства PE

1. Физические свойства

• PE имеет низкую скорость передачи водяного пара, но высокая скорость передачи паров для органических соединений. Водопоглощение очень мало, около 0,03%.

2. Механические свойства

• Скорость PE и сила воздействия - это хорошая, твердость, модуль эластичности и прочности обычно используемых пластмасс являются низкой, а относительная молекулярная масса и ее распределение, кристалличность и плотность и так далее.

• Кристалличность полиэтилена высокой плотности (HDPE) высока, прочность лучше; Полиэтилен полиэтилена (LDPE) с низкой кристалличностью, но сила удара и удлинение при разрыве выше.

3. Тепловые свойства

• Температура пожара PE составляет около 350 ℃, температура пожара в пыли PE составляет 450 ℃.

• Низкая температурная устойчивость хороша, с увеличением относительной молекулярной массы, чем уже относительное распределение молекулярной массы, тем лучше низкотемпературное сопротивление.

4. Химические свойства

• PE инертный для воды и химических реагентов, нерастворимых в общих органических растворителях при комнатной температуре, за исключением нескольких растворителей.

• Жирный диаметр, ароматический свет, галогенированный PE, может быть растворен, температура превышает 60 ℃, может быть частью растворенного растворителя.

• Растворимый в тетрагидронафталине и декагидронафталине, растворимость и кристалличность, относительная молекулярная масса.

• Устойчив к разбавленной кислоте, щелочи, солевому раствору при комнатной температуре, не устойчивой к сильной окислительной кислоте.

• Различная плотность устойчивости к окислению ПЭ различна, устойчивость к окислению ЛДП хуже, чем HDPE.

• Влияние газообразного хлора и фтора на PE увеличивается с температурой.

• PE и другие полимеры плохо совместимы, трудно связать и печатать, сильные окислительные агенты и другие обработки могут улучшить адгезию и пробулость печати.

5. Электрические свойства

• PE имеет хорошую электрическую изоляцию, которая связана с его гидрофобностью и структурными характеристиками.

• Тип и количество добавок небольшие, а свойство электрической изоляции превосходно.

• Относительная диэлектрическая постоянная и диэлектрическая прочность связаны с относительной молекулярной массой, окружающей средой и другими факторами, при комнатной температуре в определенном диапазоне частот и независимым от частоты, подходящими для высоковольтных электрических изоляционных материалов.

6. Устойчивость к стрессу окружающей среды

• Устойчивость к растрескиванию в окружающей среде PE связана с плотностью, HDPE более чувствителен.

• Согласно национальному стандартному тесту GB 1842-80, скорость поломки 50% времени F50 (H) для времени трещин на напряжении окружающей среды, результаты логарифмической вероятности метода координатного графика.

7. Hygienic

• PE не токсична для человеческого тела, может использоваться для материалов для упаковки пищевых продуктов, но необходимо обратить внимание на токсичность добавок.

V. Классификация и свойства PE

Полиэтилен является термопластиком, который может быть классифицирован по плотности на такие типы, как полиэтилен низкости (LDPE), полиэтилен высокой плотности (HDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE).

HDPE имеет плотность от 0,94 до 0,97 г/см сегодня и в основном производится при атмосферном или более низком давлении, но также может быть сделан при высоких давлениях. Он очень кристаллический и сильный и в основном используется для инъекции и экструзионного литья. Традиционные методы производства, такие как метод Зиглера, метод Philips и стандартный нефтяной метод, являются эффективными, но имеют низкую эффективность катализатора, что влияет на свойства продукта.

Плотность LDPE варьируется от 0,91 до 0,935 г/смграни, а его характеристики включают в себя короткую разветвленную цепь и длинные разветвленные цепные структуры, которые отличают ее от HDPE. Плотность и степень разветвленной цепи LDPE тесно связаны с ее производительностью: увеличение плотности улучшает прочность и твердость слезы, но воздействие уменьшается. Его молекулярное распределение влияет на производительность обработки и физические и механические свойства, чем шире распределение, тем лучше текучесть обработки, но устойчивость к воздействию и устойчивость к растрескиванию стресса может быть снижена. LLDPE является химически стабильной, кислотная и щелочная коррозионная устойчивость, превосходные электрические свойства, но сопротивление теплостойкости и стареющая сопротивление плохим.

При маркировке переработки PE обычно соответствует кодам утилизации 2 и 4, что указывает на то, что эти пластмассы могут быть переработаны. Различные применения полиэтилена могут иметь различные кристаллические структуры, которые влияют на характеристики производительности конечного продукта.

Относительные диапазоны молекулярной массы различных методов полимеризации полиэтилена

VI Модификация

Модификация трансплантата

Полимеризация трансплантата, способ для поляризации PE, добавляет функциональные полярные мономеры в PE, не изменяя структуру основы. Этот метод сохраняет исходные свойства PE и добавляет новые функции. Ключевые подходы для прививки включают:

• Метод решения: PE, мономеры и инициаторы растворяются в растворителях, таких как толуол или ксилол. Полярность растворителя и константа переноса цепи сильно влияют на реакцию.

• Твердофазный метод: порошок PE реагирует напрямую с мономерами и инициаторами. Преимущества включают температуру окружающей среды и работу давления, поддержание свойств полимеров, отсутствие восстановления растворителя и простую эффективную пост-обработку.

• Метод расплава: в расплавленном состоянии инициаторы термически разлагаются с образованием свободных радикалов, которые вызывают сополимеризацию трансплантата, прикрепляя мономеры в качестве боковых цепей.

• Метод радиационной трансплантации: γ-лучи или β-лучи облучают материал для генерации свободных радикалов, которые затем реагируют с мономерами для модификации поверхности. Методы включают в себя совместное облучение, предварительное облучение и облучение с помощью пероксида.

Крест - связывание модификации

Крест - Связывание модификации PE значительно повышает его физические свойства, сопротивление трещин на стрессе, коррозионную устойчивость, анти -крип -свойства и пьеса, расширяя свои применения, такие как Pex Pipes. Есть три основных метода перекрестка:

• Радиационное перекрестное - связывание: высокие - энергетические лучи (γ - лучи, x - лучи) создают активные частицы в PE, индуцируя химические реакции, образуя перекрестную связанную сеть.

• Химический крест - Связывание: свободные радикалы из пероксидов или азо соединений реагируют с ненасыщенными сайтами в молекулах PE, образуя активные центры, которые перекрестны - через мономерное соединение.

• Силановый крест - связывание: силаны с ненасыщенными виниловыми группами и гидролизуемыми алкокси группируются на PE. Гидролиз и конденсация затем образуют -си - O - Si -Cross - связи.

Модификация сополимеризации ( смешивание )

1. Сополимеризация PE

Благодаря координационной сополимеризации (такой как EPR, EPDM), сополимеризация свободных радикалов (такая как EVA) и ионная сополимеризация (такая как этилен- (мета) сополимер акриловой кислоты) и т. Д., Для изменения характеристик PE макромолекулярной цепи или внедрения реактивных функциональных групп, чтобы повысить эффективность и как AS.

2. Смешивание модификации PE

• Смешивание HDPE/LDPE: объединяет гибкость LDPE с силой HDPE. Добавление LLDPE или VLDPE еще больше улучшает производительность.

• Смешивание PE/CPE: добавление хлорированного полиэтилена (CPE) усиливает задержку пламени, печати и прочность. Для повышения совместимости необходим совместимость

• PE/EVA Смешивание: повышает гибкость, прозрачность, воздухопроницаемость и печати, но слегка уменьшает механическую прочность.

• Смешивание PE/резины: значительно улучшает воздействие HDPE.

• PE/PA Смешивание: усиливает свойства барьеры кислорода и углеводородного растворителя. Требуется улучшение совместимости.

Модификация заполнителя

Модификация наполнителя включает в себя добавление неорганических или органических частиц в термопластичные смолы для снижения затрат или изменения свойств продукта, и ее можно разделить на общее и функциональное заполнение на основе целей.

1. Общее заполнение: в основном влияет на механические свойства PE. Неорганические наполнители, такие как карбонат кальция и порошок талька, могут снизить затраты, повысить жесткость, термостойкость и стабильность размеров, но могут влиять на механические свойства и свойства потока. Соединительные агенты или покрытие Mpew могут усилить межфазную адгезию. Обычно используются органические наполнители, такие как соломенная и деревянная волокна.

2. Функциональное заполнение: направлено на повышение производительности в оптических, электрических, магнитных и сгорающих аспектах.

• Биоразлагаемый PE: добавление модифицированного крахмала позволяет микробной разлагаемости.

• Проводящая PE: составное с проводящими наполнителями, такими как углеродные черные и металлические порошок, дает проводящие материалы для антистатических, проводящих, контроля нагревателя и электромагнитных экранирования.

• Пламный PE: включение галогенных огнестойковых замедлителей, органических кислот, фосфата аммония, трибромобензола или неорганических наполнителей пламени (например, Al (OH) ₃, Mg (OH) ₂) достигает пламени.

Модификация подкрепления

Модификация подкрепления заключается в повышении производительности PE путем добавления арматурных материалов или специальных методов литья. Среди них модификация самостоятельного приспособления использует специальный процесс литья и конструкцию плесени, чтобы сделать PE-молекулярные цепи ориентированы на параллельные и образуя кристаллы прямой цепи для улучшения механических свойств. Армирующие материалы, такие как стеклянные волокна, синтетические волокна (например, полиакрилонитрил, полиамид и т. Д.) и усы (например, карбонат кальция, титанат калия), могут значительно улучшить механическую прочность и термостойкость PE и стать инженерными пластиками. Добавление межфазных реакционных реагентов и их трансплантатов может улучшить межфазные свойства связывания композитных материалов.

Модификация наночастиц

Наноматериалы относятся к материалам с размером частиц менее 100 нм, которые можно объединить с полимерами с образованием многофункциональных новых материалов из -за их уникальных физико -химических свойств. Наномодифицированные материалы PE, в том числе нано монмориллонит, оксид нано цинка, нано глинозем и нано-глину, стали первым графем исследований материаловедения.

VII. Поля приложения

1. Упаковка с едой и сельскохозяйственная мульчинг

Сценарии применения: сумки для упаковки с едой, пленка, сельскохозяйственная мульчальная пленка, парниковые материалы и т. Д.

Функции: обеспечить хорошие результаты герметизации и защиты, чтобы продлить срок годности пищи; Повышение урожая и эффективность управления водными ресурсами.

2. Строительство и водонепроницаемая мембрана

Сценарий применения: водонепроницаемая мембрана для строительства, цементной упаковки и т. Д.

Функция: повысить водонепроницаемость строительства, защитить структуру здания; Обеспечить безопасность хранения цемента и других строительных материалов.

3. Система труб и транспорта

Сценарии: водоснабжение, очистка сточных вод, транспортировку природного газа, сельскохозяйственные трубы и т. Д.

Функция: превосходная прочность на растяжение, устойчивость к истиранию и химическая стабильность, чтобы обеспечить безопасность и эффективность транспортировки жидкости.

4. Производство проволоки и кабеля

Сценарий применения: изоляционный слой и материал оболочки для низковольтных проводов и кабелей.

Роль: обеспечить отличные изоляционные свойства и сопротивление погоды, чтобы обеспечить безопасность и стабильность передачи электроэнергии.

5. Материалы упаковки и покрытия

Сценарий применения: фармацевтическая упаковка, картонное покрытие, полиэфирное пленочное покрытие и т. Д.

Роль: улучшить герметизацию и защиту упаковочных материалов и повысить производительность субстрата.

6. Биомедицинские применения

Сценарии применения: полимерные пленки, нанокомпозиты, системы доставки лекарств и гидрогельные материалы и т. Д.

Роль: Предоставьте прозрачные и долговечные материалы для поддержки биомедицинских исследований и применений.

7. Промышленные и механические продукты

Сценарий применения: впрыскиваемые изделия, тарелки, передачи и т. Д.

Функция: высокая прочность и сопротивление истирания, подходящие для различных промышленных применений.

8. Производство автомобильных запчастей

Сценарии: топливные баки, внутренние детали и т. Д.

Роль: обеспечить хорошие механические свойства и химическую стойкость, чтобы обеспечить безопасность и надежность автомобильных деталей.

9. Производство клея и покрытия

Сценарии: жаркие клей, эмульсии, модифицированный полимером асфальт, покрытия и кровельных покрытий и т. Д.

Роль: обеспечить сильную адгезию и вынимание для поддержки различных строительных и инженерных применений.

VIII. Заключение

В последние годы процессы производства полиэтилена были улучшены для повышения эффективности и качества. Глобальный спрос на полиэтилен продолжает расти, поскольку китайский рынок получает выгоду от экономического роста и политической поддержки. Китай станет основным фактором роста мощностей в будущем, но это может привести к низким ценам. Благодаря продвижению стратегии двойного углерода, отрасль фокусируется на защите окружающей среды и устойчивом развитии и способствует переработке пластмассы отходов. В сегментах рынка HDPE, LDPE, LLDPE и т. Д. Продолжают развиваться, многоцелевые применения полиэтилена и модифицированные полиэтилен. В целом, полиэтиленовая промышленность предоставляет возможности и проблемы, связанные с технологиями, спросом, производственными мощностями и защитой окружающей среды.

Изучая применение материалов PE в современной промышленности и их огнестойких потребностей, Yinsu Flame Saturandant была привержена разработке эффективных и экологически чистых решений для загрязнения пламенем. Наша линейка продуктов включает в себя различные огнезащитные эффекты для материалов PE, таких как FRP-950X для кабелей без галогенов с низким содержанием дыма, PEG-131 для трубопроводов PE, снижение стоимости бромидного мастер-бата Bromide PE-ST-20 и PEFP-482 для пены PE. Эти огнезащитные характеристики не только обладают отличными пламенными свойствами, но также обладают хорошими характеристиками диспергирования и обработки, которые могут значительно повысить безопасность и диапазон применения материалов PE. Будь то в секторах строительства, транспорта или энергетики, наши огнезащитные средства могут предоставить вам надежные решения. Узнайте больше о наших продуктах и ​​технологиях и работайте вместе, чтобы стимулировать инновации в отрасли PE.