 |
Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) или низкой плотности (ЛПНП)
|
|
|
|
Линейный полиэтилен (ЛПВД), по своей структуре, аналогичен полиэтилену ПНД. Он также имеет линейную структуру, но с гораздо более многочисленными и длинными боковыми ответвлениями.
Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД) или низкой плотности — это эластичный мягкий материал с плотностью от 0.915 до 0.925 г/см 3 и повышенной долей молекулярных коротких ответвлений. ЛПВД получают самым сложным и особым методом, использующим полимеризацию со специальными катализаторами - металлоценовыми. Линейный полиэтилен низкой плотности достаточно устойчив к разрывам, ударам и проколам; имеет низкую плотность и высокую пластичность. Этим он напоминает ПНД. Из ЛПВД изготавливают пленку меньшей толщины, а это экономит материал и уменьшает нагрузку на окружающую среду. Хотя этот полимер пригоден для многих применений, но из-за хорошей прозрачности, гибкости и прочности его чаще всего применяется при производстве упаковочных пленок. Практически весь объем потребляемого в России ЛПВД идет на производство пленок (стретч-пленка, изготавливаемая методом раздува и на каст-линиях, многослойная термоусадочная пленка и пленка для ламинации). При этом, для производства мусорных мешков и пакетов линейный полиэтилен в нашей стране практически не используется. В ближайшее время, по мере создания более технологичного оборудования, ЛПВД будет все больше и больше вытеснять ПВД как из однослойных применений, так и в изготовлении многослойных пленок.
Свойства линейного полиэтилена низкой плотности - промежуточные между свойствами ПНП и свойствами ПВП. Но ЛПВД имеет, по сравнению с ПВД, более однородное распределение групп полимера по молекулярной массе. Основные преимущества линейного полиэтилена низкой плотности заключаются в: высокой химической стойкости; высоких эксплуатационных характеристиках, как при достаточно высоких, так и низких, температурах; большой устойчивости к растрескиванию; улучшенной стойкости к проколу.
|
|
|
Линейный полиэтилен обладает самыми высокими физико-химическими показателями.
ЛПНП отличается наиболее высокими значениями прочности при растяжении и удлинения при разрыве. Достаточно высокая температура плавления дает возможность применять литейный полиэтилен для фасовки горячих продуктов. Благодаря присутствию большого количества боковых коротких ответвлений, при деформации скользящих друг по другу и не развивающих при этом внутренних значительных напряжений, ЛПВД характеризуется отличной эластичностью расплава. Что позволяет получать достаточно тонкую пленку от шести до двадцати пяти мкм. Однако, из-за высокой кристалличности ЛПНП менее прозрачен, чем другие виды полиэтилена. Чтобы получить более прозрачный ЛПВД в него вводят оптические специальные добавки.
Полипропилен
Полипропилен - это пластический белый полимер с химической формулой C3H6. В промышленности полипропилен получают путем полимеризации пропилена.
Полипропилен обладает рядом уникальных свойств, привлекающих внимание многих исследователей:
· высокая прочность
· низкая плотность
· устойчивость к ударам и многократным изгибам
· хорошая износостойкость, повышающаяся с ростом молекулярной массы
· отличная электроизоляция
· высокая химическая стойкость
· низкая паро- и газопроницаемость
· при высоких температурах стойкость к щелочам, кислотам, растворам солей, растительным и минеральным маслам
· при комнатной температуре не растворимость в растворителях - органических
· растворимость только в ароматических и хлорированных углеводородах (при высокой температуре)
|
|
|
· высокая водостойкость
· практическая прозрачность в тонких пленках
· легко перерабатываемый
· хорошее смешивание с красителями
· легко хлорируется
· легко кристаллизуется
· физиологически безвреден
· отличная свариваемость
Все производные из полипропилена не боятся кипячения и стерилизации паром, выдерживая максимальную температуру в 120- 140 градусов без каких-либо изменений механических свойств и формы.
У полипропилена высокая чувствительность к кислороду и свету, однако эту чувствительность можно снизить путем введение стабилизаторов. Полипропилен обладает невысокой морозостойкостью, но ее можно повысить введя звенья этилена в макромолекулу полипропилена (изотактического) (в процессе сополимеризации этилена с пропиленом). Полипропилен тяжело склеивается, имеет низкую погодостойкость.
Не давайте контактировать полипропилену с медью, так как из-за внутренних напряжений могут образоваться трещины. Полипропилен легко воспламеняется, образуя при этом капли. Горит полипропилен светлым пламенем с голубой сердцевиной, выделяя резкий запах парафина.
Поливинилхлорид ПВХ
Поливинилхлорид (ПВХ) - универсальный термопластик, получаемый из этилена и хлорида натрия путем полимеризации винилхлорида. Производство поливинилхлорида является одним из самых наукоемких и сложных.
На сегодняшний день поливинилхлорид (ПВХ) – самый востребованный дизайнерами и архитекторами материал и это объясняется его уникальными свойствами:
1. Универсальность. Поливинилхлорид имеет привлекательный внешний вид, может быть как жестким, так и гибким, легко подвергается резке, сварке, формованию, склеиванию.
2. Долговечность. Материалы из ПВХ могут служить более ста лет.
3. Погодостойкость. Поливинилхлорид не боится агрессивных факторов внешней среды: солнечных лучей, влаги, высокой и низкой температуры воздуха, природных микроорганизмов, насекомых и поэтому, именно он, используется для производства кровельных покрытий.
4. Огнезащищенность. Из-за наличия в молекуле хлора, ПВХ является трудновоспламеняемым материалом, благодаря чему изделия из него не поддерживают горения.
5. Барьерные свойства. Поливинилхлорид имеет очень низкую проницаемость по отношению к газам, парам и жидкостям. ПВХ пластики имеют достаточную механическую прочность, хорошие электроизоляционные свойства, хорошую химическую стойкость: не растворяются в керосине и бензине, стойки к действию щелочей и кислот.
|
|
|
6. Энергоэффективность. Поливинилхлорид имеет высокую теплотворную способность (в мусоросжигателях, при его утилизации, выделяется достаточно много тепла для обогрева помещений (жилых и промышленных), и нет загрязнения окружающей среды)
7. Экономичность. Поливинилхлорид – самый дешевый крупнотоннажный полимер, изделия из него обладают наилучшим соотношением цена-качество
8. Гигиеничность. Это самое важное, на сегодня, свойство ПВХ, из него изготавливают сосуды для хранения плазмы и крови. Сосуды из других материалов имеют значительно меньшие сроки хранения крови, а значит возникает необходимость в большем количестве доноров
9. Экологичность. В поливинилхлориде содержится только сорок три процента производных нефти, а это экономит невозобновляемое природное сырье
10. Возможность вторичной переработки. ПВХ больше, чем остальные полимеры, подходит для вторичной переработки
11. Безопасность. Поливинилхлорид совершенно безопасный материал и это доказано скрупулезными научными исследованиями
Сополимеры ПВХ и ПВДХ
Отличительным свойством материалов на основе сополимеров поливинилхлорида и поливинилиденхлорида (ПВДХ) является очень низкая паро- и газопроницаемость.
Пленки получают экструзией с поливом на барабан и с раздувом рукава. Этот метод предпочтительнее для производства ориентированных пленок. Если ПВДХ пленку производят экструзией через плоскощелевую головку, то ее необходимо резко охладить (экструзия в холодную воду или полив на охлаждающий барабан), чтобы предотвратить кристаллизацию. Предпочтительным методом производства двухосноориентированных пленок является экструзия с раздувом рукава, которая обеспечивает одновременную поперечную и продольную ориентацию. Ориентированная ПВДХ-пленка прозрачна, имеет достаточно большую прочность, особенно при продавливании, высокое сопротивление разрыву, но ее сложно использовать на упаковочном оборудовании из-за мягкости и "цепляемости". ПВДХ- пленки используются в качестве компоненты в многослойной конструкции, особенно при соэкструзии. При этом можно получить очень тонкий слой ПВДХ в многослойном пленочном материале, что не удается получить на монопленке. ПВДХ широко используется для покрытия различных подложек, таких, как бумага, целлофан, полипропилен.
|
|
|
ПВДХ часто используют как усадочную пленку для упаковки мяса птицы, ветчины, сыра. Использование для этих целей пленок из ПВДХ, обладающих низкой газопроницаемостью, вызвано необходимостью поддержания вакуума внутри упаковки для исключения возможности роста бактерий. Вакуумированные мешки ПВДХ используют также для созревания сыров. Применение ПВДХ при этом исключает дегидратацию и образование корки, позволяя получать более мягкие сыры. ПВДХ-пленки используют в системе общественного питания и в быту для упаковки продуктов.
ПВДХ часто используют как усадочную пленку для упаковки мяса птицы, ветчины, сыра. Использование для этих целей пленок из ПВДХ, обладающих низкой газопроницаемостью, вызвано необходимостью поддержания вакуума внутри упаковки для исключения возможности роста бактерий. Вакуумированные мешки ПВДХ используют также для созревания сыров. Применение ПВДХ при этом исключает дегидратацию и образование корки, позволяя получать более мягкие сыры. ПВДХ-пленки используют в системе общественного питания и в быту для упаковки продуктов.
55. Поливиниловый спирт (ПВС) – твёрдый белый полимер (со степенью полимеризации до 5000). Он устойчив к действию многих органических растворителей, окислителей, нефтепродуктов, разбавленных кислот, щелочей. Также поливиниловый спирт устойчив к действию микроорганизмов и света.
Это вещество гигроскопично, и главный растворитель для него – вода. При температуре 220 °C поливиниловый спирт разлагается. Процесс разложения сопровождается образованием карбонильных групп и дегидратацией.
Свойства поливинилового спирта типичны для многоатомных спиртов. Для обнаружения поливинилового спирта в качестве реагента используют йод – образуется комплекс синего цвета.
Применение
Поливиниловый спирт применяют в качестве клея, эмульгатора, загустителя, для получения полимерных плёнок, а также для производства искусственных волокон. Как эмульгатор поливиниловый спирт (специальной низкомолекулярной марки) используется в пищевой промышленности. В качестве адгезионного материала и сгустителя используется для получения клея, латексов, шампуней.
|
|
|
ПВС неморозостоек, так как имеет высокую температуру стеклования (65°С), что ограничивает его применение в чистом виде. Вследствие своей высокой гигроскопичности он всегда содержит до 5% воды, которая частично пластифицирует полимер и снижает его температуру стеклования. Однако из-за высокой летучести вода мало пригодна как пластификатор. Для пластификации ПВС можно применять этиленгликоль, бутиленгликоль, глицерин и фосфорную кислоту. Лучшим пластификатором ПВС является глицерин. Пластифицированный ПВС имеет высокую эластичность и используется для изготовления бензостойких шлангов.
Вследствие полной физиологической безвредности ПВС широко применяется в медицинской промышленности для изготовления различных приборов и аппаратов, хирургических нитей, рассасывающихся по мере заживления зашитой раны, для оболочек лекарств и т.д. Он также применяется как желатинизирующее средство в пищевой промышленности.
В текстильной промышленности ПВС используется в качестве замасливателя при шлихтовании тканей. В химической промышленности он служит стабилизатором (эмульгатором) при суспензионной и эмульсионной полимеризации различных мономеров.
Одна из важнейших областей использования ПВС — производство поливинилацеталей.
Полистирол
Полистирол – термопластичный аморфный полимер с формулой:
[-СН2-С(С6Н5)Н-]n
Структурная формула:
Полистирол – прозрачное стеклообразное вещество, молекулярная масса 30-500 тыс., плотность 1,06 г/см3 (20°С), температура стеклования 93°С.
Для полистирола характерно коптящее пламя с цветочным сладковатым запахом (Этот запах корицы обычно можно обнаружить, уколов исследуемый предмет раскаленной иглой). Если к тому же предмет падает на пол с металлическим звоном то, скорее всего полистирол.
Это твердое, упругое, бесцветное вещество. Фенильные группы препятствуют упорядоченному расположению макромолекул и формированию кристаллических образований. Это жесткий, аморфный полимер с невысокой механической прочностью при растяжении и изгибе. Полистирол имеет низкую плотность, низкую термическую стойкость, обладает отличными диэлектрическими свойствами и весьма низкой прочностью при ударе. Он легко деформируется при относительно невысоких температурах (80°C). При контакте с жирами выделяет мономер стирола. Для улучшения свойств полистирола его модифицируют различными сополимерами и подвергают сшиванию.
Полистирол – дешёвый крупнотоннажный термопласт; характеризуется высокой твёрдостью, хорошими диэлектрическими свойствами, влагостойкостью, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматических и хлорированных алифатических углеводородах. Лучшими эксплуатационными свойствами обладают различные сополимеры стирола. Так, повышения теплостойкости и прочности при растяжении (на ~ 60 процентов) достигают сополимеризацией стирола с акрилонитрилом или a-метилстиролом, повышения прочности и ударной вязкости (от 5-10 до 50-100 кДж/м2) – получением привитых сополимеров стирола с 5-10% каучука, например бутадиенового (ударопрочный полистирол), а также тройных сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола (т.н. АБС-пластик). Заменой акрилонитрила на метилметакрилат синтезируют прозрачные тройные сополимеры.
Стирол горюч и взрывоопасен. Пределы взрывоопасности в смеси с воздухом при комнатной температуре от 1,1 до 6,1 объемн. %. Допустимая концентрация паров в воздухе не выше 0,5 мг/м систематическое вдыхание паров стирола в концентрации выше допустимой приводит к хроническому заболеванию печени.
Полистирол относится к группе весьма инертных пластмасс. Он стоек к действию щелочей и галогеноводородных кислот. Нестоек к действию концентрированной азотной кислоты и ледяной уксусной кислоты.
Основным методом производства стирола в технике до сих пор является каталитическое дегидрирование этилбензола при высоких температурах.
ПОЛИСТИРОЛ УДАРОПРОЧНЫЙ
Ударопрочный полистирол высококачественный листовой материал, производится для процессов термо- или вакуумного формования. HIPS используется в производстве наружной рекламы, деталей холодильников, сантехники, игрушек, пищевой упаковки и тому подобное. Поверхность материала может быть глянцевой, матовой, гладкой или тисненой, с зеркальной поверхностью, различных цветов. Возможно изготовление листов методом соэкструзии. Это позволяет соединить два слоя различных цветов или добавить верхний слой с глянцевой поверхностью.
Ударопрочный полистирол обладает определенной эластичностью и тем самым расширяет возможность его использования при изготовлении светотехнических изделий сложной конфигурации с глубокой вытяжкой. Коэффициент светопропускания (35-38%) и белизна полностью соответствуют существующим в России стандартам на светотехнические изделия.
Основные преимущества: повышенная ударопрочность слабая чувствительность к надрезам легкость морозостойкость до –40°С влагостойкость отличная формируемость легкость в обработке химическая стойкость к кислотам и щелочам
В своем «родном» состоянии полистирол представляет собой довольно хрупкий материал, непригодный для многих задач. Поэтому в производстве в исходное сырье добавляют специальные добавки, повышающие ударную прочность и гибкость, и таким образом получают ударопрочный полистирол. Одной из разновидностей ударопрочного полистирола является фреоностойкий полистирол, применяемый в производстве холодильного оборудования. Структура поверхности: матовая с обеих сторон или с одной стороны глянцевая (верхний глянцевый слой получают путем соэкструзии с полистиролом общего назначения), тисненная. При необходимости лист с одной стороны обрабатывается коронным разрядом, на лист наносится защитная термоформируемая пленка. При наружном применении добавляется УФ-стабилизатор, обеспечивающий защиту от пожелтения под воздействием УФ-излучения.
Полистирол светотехнический является одной из разновидностей ударопрочного полистирола, полностью заменяет акриловое стекло при изготовлении конструкций с внутренней подсветкой. В отличие от оргстекла имеет только одну глянцевую поверхность. Высокая популярность светотехнического полистирола обуславливается большей ударной прочностью (по сравнению с акрилом), легкостью обработки, стойкостью к окружающей среде и меньшей стоимостью.
Ударопрочный полистирол является более экономичным вариантом по сравнению с оргстеклом из-за низкой плотности, а так же возможностью применения более тонких (2-3 мм) листов благодаря повышенной ударопрочности по сравнению с оргстеклом (3-5 мм), что обеспечивает экономию в 2 раза, из расчета на 1 кв. м. светорассеивателя..
Катушки, кассеты и бобины для магнитофонной ленты, цоколи радиоламп, облицовочные плиты, шкалы приборов, скобы и хомуты для крепления кабелей, аккумуляторные банки, ручки инструментов и приборов, пленки, абажуры, детали клемм, футляры, принадлежности для бритья, игрушки, посуда, плитки для отделки мебели, пудреницы, крышки для банок и бутылок, коробки, детали электрических выключателей, авторучки – этот перечень изделий из полистирола можно было бы продолжать еще долго. Применение полистирола очень разнообразно – от пленки в конденсаторах толщиной 0,02 мм до толстых плит из пенополистирола, используемых в качестве изоляционного материала в холодильной технике.
Вспененный полистирол
Антипирен и суспензионный вспенивающийся полистирол — две составляющих вспененного полистирола.
Вспененный полистирол представляет собой гранулы от двух до восьми миллиметров. Каждая гранула пенопласта — это несколько микроскопических равномерно распределённых плотных, заполненных воздухом клеток.
1м3 вспененного полистирола заполнен заключённым в 3х-6ти миллиардах закрытых ячеек воздухом на 98%.
Такая структура даёт вспененному полистиролу уникальные свойства, ведь во многом благодаря низкой теплопроводности, близкой к теплопроводности неподвижного воздуха он и получил всемирную популярность.
Материалы на пенопластовой основе, как, собственно говоря, и сам пенопласт получаются из вспененного полистирола. Этот материал используется в качестве сырья для приготовления пенопласта, при изготовлении мебели, для транспортировки хрупких изделий, а так же в качестве набивки форм, объёмов и пустот при транспортировки хрупких изделий.
|
|
|
