Основные свойства полиэтилена. Марки полиэтилена

4. Области применения и изделия из полиэтилена.

Сегодня в мире выпускается несколько видов полиэтилена и сополимеров: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен (ЛПЭНП), металлоценовый полиэтилен и СЭВИЛЕН. В России видовая структура этого полимера ограничена только ПЭНП, ПЭВП и СЭВИЛЕНом.

В России сложилась традиционная структура потребления полиэтилена. Среди перерабатывающих отраслей лидирует тара и упаковка (25,2%), пленки из полиэтилена (22,5%) товары культурно-бытового назначения (21,2%), трубы и детали трубопровода (11%), изоляция и защита оболочек кабелей (9,2%), изделия производственного назначения и прочие виды изделий.

Полиэтилен легко поддаётся механической обработке и сваривается; его применяют как антикоррозийное покрытие, для производства труб и другой сантехнической арматуры. Полиэтилен обладает высокими диэлектрическими свойствами, поэтому широко используется в электротехнической промышленности.

Вообще сфера применения полиэтилена чрезвычайно широка. Он используется в самых различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, в быту. Полиэтилен -- один из самых дешёвых полимеров и в мировом производстве полимерных пластиков занимает первое место.

Наиболее широкое распространение получил в настоящее время ПЭВД. Он используется для изготовления плёнки, листов, бутылей, бочек, ведер, плащей, игрушек и других изделий технического и бытового назначения.

Крупным потребителем полиэтилена является кабельная промышленность, радиотехника, телевидение, химическая промышленность, сельское хозяйство.

В кабельной промышленности при применении полиэтилена (вместе с поливинилхлоридом) высвобождается большое количество свинца, меди, шелка, хлопчатобумажной пряжи и других дорогостоящих материалов. Помимо экономии в сырье переход на производство кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией сокращает трудоемкость процесса наложения изоляции, упрощает технологию и приводит к значительному снижению капитальных затрат. Весьма перспективно использование в кабельной промышленности сополимеров этилена с пропиленом, бутиленом и т.п. Пленки из ПЭВД и других полиолефинов применяются в сельском хозяйстве. Высокий экономический эффект достигается от применения полиэтиленовой пленки в овощеводстве при сооружении теплиц, парников (стоимость пленочных теплиц и парников за счет упрощения конструкций в 2-3 раза ниже, чем стеклянных). Вследствие прозрачности полиолефиновые пленки пропускают ультрафиолетовые лучи, что обусловливает сокращение сроков вызревания овощей в теплицах. Полиэтиленовая пленка применяется для укрытия буртов овощей и зерна при временном хранении их в полевых условиях. Из пленки изготавливаются мешки для минеральных удобрений.

Пленка применяется и при силосовании. Хранение силоса в больших пакетах из плёнки не только исключает необходимость постройки относительно дорогих силосных башен со всеми их неудобствами при загрузке и разгрузке, но и приводит к лучшему сохранению питательных веществ в кормах. Удобны плёнки для закрытия силоса при хранении его в траншеях. Часто силос, как правило, укрывают соломой, промазывают сверху слоем глины, и всё же от попадания воздуха большой процент силоса портится. Использование полимерных плёнок значительно уменьшает % потерь. Полимерными плёнками и даже их обрезками можно покрывать землю под плодово-ягодными культурами. Этим повышается их урожайность примерно на половину. Такая плёнка тормозит рост сорняков и значительно уменьшает испарение влаги из почв. Правда, периодическим рыхлением и обильной поливкой можно достичь того же самого, но это тяжёлое и трудоёмкое дело. Интересны работы по использованию полиэтилена для борьбы с эрозией почвы. При эрозии почвы земля теряет комковую структуру и превращается в пыль. Почва становится неплодородной. Опыты показали, что введением в почву растворов некоторых полимеров удаётся придать ей комковую структуру, сделать её плодородной.

Из полиэтилена изготавливается различная тара: банки, вёдра, бочки, бидоны, всевозможные приспособления и аппараты, например, доильные, и приспособления для автоматической подачи зерна в кормушки на птицефермах. Весьма эффективно применение полиэтиленовой плёнки для облицовки оросительных каналов вместо монолитного или сборного бетона. Стоимость пленочной облицовки в 2-3 раза ниже бетонной. Из полиэтилена высокого и низкого давления и сополимеров изготавливают гибкие шланги для полива полей.

Полиэтилен и его сополимеры находят применение в строительной технике, машиностроении, автомобилестроении, судостроении и других областях. Весьма эффективно применение полиолефинов (ПЭНД, ПЭСД полипропилен) в строительстве для изготовления труб и санитарно-технических изделий. На основе полиэтилена любой марки можно получать многочисленные композиции путем введения в него различных добавок и наполнителей. Например, композиция ПЭВД с 0,5% канальной сажи отличается стойкостью к воздействию атмосферы и используется для покрытия кабелей производства труб и т.д. В производстве кабелей широкое применение находит композиция полиэтилена с 10% бутилового каучука и 2% канальной сажи, характеризующаяся высокой стойкостью к растрескиванию. Вследствие более высокой прочности ПЭНД (по сравнению с ПЭВД) трубы из ПЭНД имеют при той же прочности меньшую толщину стенок. Трубы и емкости из полиэтилена используются для водоснабжения, транспортировки и хранения агрессивных жидкостей (кислот, щелочей). При температуре транспортируемой жидкости не выше 30-40°С трубы, особенно из ПЭНД, выдерживают довольно значительные давления.

Для изготовления труб, арматуры и других жестких изделий конструктивного характера преимущественно используется ПЭНД, ПЭСД и полипропилен.

Из ПЭНД и ПЭСД изготавливают вентиляционные установки, гальванические ванны, моечные и распределительные ванны, скрубберы, струйные насосы, кессоны, отстойники, оросительные колонны, центробежные насосы для кислот, щелочей, солевых растворов.

Из полиэтилена могут быть изготовлены предметы домашнего обихода, предметы санитарии и ухода за больными, требующие стерилизации, игрушки, каблуки дамских туфель, ручки ножей, вилок, щеток, сосуды с двойными стенками для горячих и холодных напитков, различная кухонная утварь - тазы, ведра, кувшины, корзины для белья и овощей и др.

Полиэтилен применяется в текстильном машиностроении (бобины, шпули, нитеразделители, веретена).

Из полиэтилена могут быть изготовлены отдельные узлы вентиляционных систем, стиральных машин и различных электроприборов.

Полиэтилен широко используется для изготовления пленки и волокна. Ориентированная полиэтиленовая пленка может применяться для упаковки хлебобулочных изделий, мясных полуфабрикатов, птицы, грампластинок, текстильных товаров, игрушек. Такая полиэтиленовая плёнка дает усадку при нагревании и поэтому плотно прилегает к упакованному предмету, точно повторяя его форму.

Вспененные полиэтилены сочетают в себе тепло-, паро-, гидро- и звукоизоляцию одновременно. Хотя стоимость ППЭ выше, чем у минеральных ват или пенополистирола, но с учетом простоты технических решений и монтажа изоляция из материалов на основе ППЭ в общей сложности обходится не дороже. А их надежность, долговечность, теплоизоляционные и звукоизолирующие свойства свидетельствуют в пользу вспененных полиэтиленов.

ППЭ имеют закрытую ячеистую структуру, они упруго-пластичны, не впитывают влагу, хорошо поглощают звук, гасят удары и вибрацию. Они химически стойкие, гигиенически и экологически безопасные. Диапазон температуры применения - от - 60 до + 95°С. Срок их службы - более 50 лет.

Вспененные полиэтилены обладают еще одним весьма важным преимуществом - они характеризуются высоким показателем сопротивления диффузии водяного пара m. Этот показатель является главным аргументом для использования изоляции в холодильных установках, кондиционерах и трубопроводах.

Высокая эластичность, легкость изоляции из ППЭ, отсутствие спецодежды и специальных инструментов значительно облегчают монтаж изоляции из ППЭ, по сравнению с применением традиционных типов теплоизоляции. Пенополиэтилены не представляют вреда для здоровья, т.к. не содержат связующих смол фенольного типа, осколков стекла и не вызывают раздражения кожи. Они не гниют, не выделяют вредных веществ, экологически чисты и долговечны.

Пакеты прочно укоренились и на производстве, и в сфере рекламы, и в быту. На сегодняшний день в полиэтилен, полипропилен и многослойные пленки фасуется около 80% всех товаров. Выбор того ли иного материала обусловлен требованиями к условиям хранения продукта. Полиэтиленовая упаковка хорошо защищает продукт от намокания, ее внешний вид не страдает даже при самой неаккуратной транспортировке. А чем чаще мы используем пакеты, тем более вероятно, что рано или поздно нас посещает множество разных мыслей о критериях правильного их выбора, форме и дизайне, прочности и безвредности используемых материалов.

Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств полиэтилена позволяет широко применять этот материал во многих отраслях промышленности (радиотехнической, химической, медицинской, машиностроительной и др.)

В химической отрасли применяется как защитный материал металлических изделий (поверхностей) от воздействия агрессивных сред. В электротехнике и энергетике используются свойства полиэтилена как хорошего диэлектрика. В машиностроении полиэтилен используется в ненагруженных узлах, в целях шумопонижения и уменьшения трения, при условии прохождения его по твердости. В пищевой промышленности используется широкая номенклатура изделий, начиная от разделочных досок и заканчивая желобами, направляющими, шнеками, различными подающими элементами конвейеров.

Список литературы:

1. Власов С.В., Калиничев Э.П., Кузнецов В.Н. «Основы переработки пластмасс».- М :Химия, 2004. – 568с.
2. Кацнельсон М. Ю., Балаев Г. А.. «Полимерные материалы: свойства и применение».- СбП.: Х., 1982.  – 315 с.
3. Лукастик В.А., « Материаловедение и технология конструкционных материалов».- Волгоград.: ВолгГТУ,2003. – 129 с.
4. Малкин А.Я., Бегишев В. П. Химическое формование полимеров.- М. : Химия, 1991.- 238 с.
5. «Энциклопедия полимеров». – М.: Советская энциклопедия, 1977.-Т.3.1152 с.