ПНД — свойства, виды, производство и применение

Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Сейчас он входит в число наиболее востребованных материалов на мировом рынке полимеров.

Что такое ПНД?

ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью.

Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления.

Полиэтилен состоит только из углерода и водорода.

Химическая формула — [C2H4]N.

 

Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см².

По сравнению с другими полимерами, ПНД обладает большей плотностью, поэтому его также называют ПВП, что расшифровывается как полиэтилен высокой плотности.

Существует, по меньшей мере, десять торговых названий этого популярного полимерабакелит, монолен, гифакс, супер-дайлан и т.д.

В международной транскрипции ПНД соответствует аббревиатура HDPE.

гранулы ПНД
Гранулы ПНД

Преимущества и недостатки ПНД

Полимер отличается следующими особенностями, ставшими конкурентными преимуществами:

  • приемлемой износоустойчивостью и противодействием «сжатию↔растягиванию», связанными с высокой кристалличностью материала;
  • повышенной теплостойкостью, ПНД не меняет своих свойств при температурах от -20 °С до +110º С;
  • низким коэффициентом трения;
  • высокой влагонепроницаемостью;
  • способностью не взаимодействовать с агрессивной средой;
  • свойствами диэлектрика;
  • легкостью сварки-склейки и переработки ПНД.

Главный недостаток ПНД — старение под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей.

Нейтрализуется это негативное свойство с помощью добавок-ингибиторов —  производны бензофенонов, иногда в структуру полимера добавляется 2–3% печной сажи.

Свойства полиэтилена низкого давления

Свойства ПНД:

  • Синтетический полимер легко поддается формованию при нагреве, что позволяет производить изделия экструзией, выдувом или литьем.
  • В составе изделий ПНД представляет твердую субстанцию с воскообразной, матовой на ощупь поверхностью.
  • По горючести полиэтилен отнесен к классу трудно возгораемых (В1) и нормально возгораемых (В2) материалов. Самовоспламенение происходит при температуре + 350°С.
  • Вещество химически нейтрально и устойчиво к растворам солей, невосприимчиво к щелочным и кислотосодержащим растворам слабой концентрации. Оно чувствительно к воздействию концентрированной азотной и серной кислоты.
  • Синтетический полимер нетоксичен, поэтому допускается производство посуды и пищевых емкостей из этого материала.
  • Показатель плотности базовых марок полиэтилена составляет более 0,945 г/см.
  • Степень кристалличности полимера составляет 70–80%.

При ударе предметы из этого полимера издают звонкий звук. Этим ПНД отличается от других полимеров и композитных материалов. «На глазок» ПНД пленку от аналога высокого давления отличают по характерной матовой поверхности материала. 

Форма выпуска ПНД

  • ПНД выдувной — специально предназначен для формования экструзионным методом бутылок и выдувной тары различных габаритов.
  • ПНД литьевойадаптирован для литья под давлением деталей и изделий.
  • ПНД пленочный – полиэтилен низкого давления, характеристики которого обеспечивают высокую текучесть расплава. Незаменим как сырье для создания пленки и полиэтиленовых пакетов.
  • ПНД трубныйотличает повышенная вязкость и прочность, используется в изготовлении труб. Специальные компонентные добавки и присадки улучшают термоустойчивость и снижают коэффициент линейного расширения полимера.

Технология производства гранул ПНД

Готовый продукт ПНД представляет гранулы размером от 2 до 5 мм, из которых затем производят готовые изделия – пленки, трубы и др.

Ниже описан процесс производства гранул ПНД:

В автоклаве создается давление 0,15–2,0 кг/см², чтобы началась полимеризация этилена. Обязательное условие процесса — поддержание ПНД температуры плавления 125–150º С. С помощью комплексных катализаторов получается полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Затем в камеру полимеризации добавляется катализатор тетрахлорид титан в комбинации с триэтилалюминием.

В процессе преобразования выстраивается молекулярная клетка с новыми межмолекулярными связями. В макромолекулах, полученных методом высокого давления, содержится большее по сравнению с ПВД количество коротких боковых ответвлений.

Выпадающее в осадок твердое вещество – полиэтилен высокой плотности низкого давления. После дезактивации катализатора и просушки крупинки вещества переплавляются в полиэтиленовые гранулы.

Перед отправкой заказчику гранулированное сырье засыпается в мешки весом 25–50 кг.

К сведению! Отработанный вторичный полимер очень прост в переработке, поэтому часто как добавка к основному веществу используется рециклат. 20% содержание вторичного ПНД в материале не приводит к изменению физико-механических свойств. 

Применение полиэтилена низкого давления

Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении:

  1. пленок с гладкой и воздушно-пузырчатой поверхностью;
  2. пластиковых труб и фитингов для трубопроводов широкого назначения;
  3. изоляции кабелей и проводов;
  4. пакетов ПНД и упаковочных лент;
  5. листовых материалов и другой продукции, изготовленной на экструдере;
  6. способом выдувания создают резервуары и емкости для хранения жидкостей и бытовой химии;
  7. производят под давлением из полимерного расплава сувенирную продукцию и мебельную фурнитуру, получили повсеместное распространение игрушки из пластика;
  8. полимерная кухонная посуда, бытовые принадлежности и домашние аксессуары;
  9. в качестве теплоизоляции часто используется вспененный полиэтилен, чаще называемый пенополиэтиленом.

Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.

Ссылка на основную публикацию

This site is protected by wp-copyrightpro.com