Полиэтилен - это что такое? Применение полиэтилена. Полиэтиленовая пленка температура плавления

Температура плавления полиэтилена и полипропилена

Образование 18 сентября 2017

Пластические массы в настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Именно поэтому во многих ситуациях необходимо предварительно подбирать полимер под определенные температурные показатели их эксплуатации.

Например, температура плавления полиэтилена составляет диапазон от 105 до 135 градусов, поэтому можно заранее выявить те сферы производства, где этот материал будет уместен к использованию.

Особенности полимеров

Каждый пластик имеет как минимум одну температуру, которая дает возможность оценить условия его непосредственной эксплуатации. Например, полиолефины, к которым относятся пластики и пластмассы, имеют невысокие значения температур плавления.

Температура плавления полиэтилена в градусах зависит от плотности, а эксплуатация данного материала допускается при параметрах от -60 до 1000 градусов.

Помимо полиэтилена, к полиолефинам относится полипропилен. Температура плавления полиэтилена низкого давления дает возможность применять этот материал при низких температурах, хрупкость материал приобретает только при -140 градусах.

Плавление полипропилена наблюдается в диапазоне температур от 164 до 170 градусов. От -8°С данный полимер становится хрупким.

Пластик на базе темплена способен выдержать температурные параметры 180-200 градусов.

Рабочая температура эксплуатации пластиков на базе полиэтилена и полипропилена составляет диапазон от -70 до +70 градусов.

Среди пластиков, имеющих высокую температуру плавления, выделим полиамиды и фторопласты, а также ниплон. К примеру, размягчение капролона происходит при температуре 190-200 градусов, плавление данной пластической массы происходит в диапазоне 215-220°С. Невысокая температура плавления полиэтилена и полипропилена делает эти материалы востребованными в химическом производстве.

Особенности полипропилена

Данный материал является веществом, получаемым в результате реакции полимеризации пропилена, термопластичным полимером. Процесс осуществляется с использованием металлокомплексных катализаторов.

Условия для получения данного материала аналогичны тем, при которых можно изготавливать полиэтилен низкого давления. В зависимости от выбранного катализатора можно получать любой тип полимера, а также его смесь.

Одной из важнейших характеристик свойств этого материала является температура, при которой данный полимер начинает плавиться. При обычных условиях он является белым порошком (либо гранулами), плотность материала находится в пределах до 0, 5 г/см³.

В зависимости от молекулярной структуры принято подразделять полипропилен на несколько видов:

атактический;
синдиотактический;
изотактический.

У стереоизомеров существуют отличия в механических, физических, химических свойствах. К примеру, для атактического полипропилена характерна высокая текучесть, материал сходен с каучуком по внешним параметрам.

Данный материал неплохо растворяется в диэтиловом эфире. У изотактического полипропилена есть некоторые отличия по свойствам: плотности, устойчивости к химическим реагентам.

Видео по теме

Физико-химические параметры

Температура плавления полиэтилена, полипропилена имеет высокие показатели, поэтому данные материалы в настоящее время получили широкое распространение. Полипропилен тверже, у него выше показатели стойкости к истиранию, он отлично выдерживает температурные перепады. Его размягчение начинается с 140 градусов, несмотря на то, что показатель температуры плавления составляет 140°С.

Данный полимер не подвергается коррозионному растрескиванию, отличается устойчивостью к ультрафиолетовому облучению и кислороду. При добавлении к полимеру стабилизаторов подобные свойства снижаются.

В настоящее время в промышленных отраслях применяют разнообразные виды полипропилена и полиэтилена.

Полипропилен обладает неплохой химической устойчивостью. Например, при помещении его в органические растворители, возникает лишь незначительное его набухание.

В случае повышении температуры до 100 градусов, материал может растворяться в ароматических углеводородах.

Наличие в молекуле третичных углеродных атомов объясняет стойкость полимера к повышенным температурам и влиянию прямых солнечных лучей.

При отметке 170 градусов происходит плавление материала, теряется его форма, а также основные технические характеристики. Современные отопительные системы не рассчитаны на подобные значения температур, поэтому вполне можно использовать полипропиленовые трубы.

При кратковременном изменении уровня температуры изделие способно сохранить свои характеристики. При длительной эксплуатации изделия из полипропилена при показателях температуры больше 100 градусов существенно сократится срок их максимальной эксплуатации.

Специалисты советуют покупать армированные изделия, которые в минимальной степени подвергаются деформациям при повышении температуры. Дополнительная изоляция и внутренний алюминиевый либо стекловолокнистый слой помогут защитить изделие от расширения, увеличат срок его эксплуатации.

Отличия полиэтилена от полипропилена

Температура плавления полиэтилена незначительно отличается от температуры плавления полипропилена. Оба материала в случае нагревания размягчаются, затем плавятся. Они устойчивы к механическим деформациям, являются отличными диэлектриками (не проводят электрический ток), обладают незначительным весом, не способны вступать во взаимодействие со щелочами и растворителями. Несмотря на многочисленное сходство, есть между этими материалы и некоторые отличия.

Так как температура плавления полиэтилена имеет меньшее значение, он менее стоек к воздействию ультрафиолетового излучения.

Обе пластмассы находятся в твердом агрегатном состоянии, не имеют запаха, вкуса, цвета. Полиэтилен низкого давления обладает токсичными свойствами, пропилен абсолютно безопасен для человека.

Температура плавления полиэтилена высокого давления находится в диапазоне от 103 до 137 градусов. Материалы используют при изготовлении косметических средств, бытовой химии, декоративных вазонов, посуды.

Отличия полимеров

В качестве основных отличительных характеристик полиэтилена и полипропилена выделим их устойчивость к загрязнению, а также прочность. У этого материала отличные теплоизоляционные характеристики. Полипропилен лидирует по этим показателям, поэтому он применяется в настоящее время в больших объемах, чем вспененный полиэтилен, температура плавления которого имеет меньшее значение.

Сшитый полиэтилен

Температура плавления сшитого полиэтилена значительно выше, чем у обычного материала. Данный полимер представляет собой модифицированную структуру связей между молекулами. Основу структуры составляет этилен, полимеризированный под высоким давлением.

Именно у этого материала самые высокие технические характеристики из всех полиэтиленовых образцов. Полимер применяют для создания прочных деталей, которые способны выдерживать разные химические, механические нагрузки.

Высокая температура плавления полиэтилена в экструдере предопределяет области использования данного материала.

В сшитом полиэтилене широкоячеистая сетчатая структура молекулярных связей, образуемая при появлении в структуре поперечных цепочек, состоящих из водородных атомов, которые объединены в трехмерную сетку.

Технические параметры

Помимо высокой прочности и плотности, сшитый полиэтилен имеет оригинальные свойства:

плавление при 200 градусах, разложение на углекислый газ и воду;
увеличение жесткости и прочности при уменьшении величины удлинения на разрыв;
устойчивость к агрессивным химическим веществам, биологическим разрушителям;
«память формы».

Недостатки сшитого полиэтилена

Этот материал при воздействии ультрафиолетового облучения постепенно разрушается. Кислород, проникая в его структуру, разрушает данный материал. Для того чтобы устранить эти недостатки, изделия покрывают специальными защитными оболочками, изготовленными из иных материалов, либо наносят на них слой краски.

Получаемый материал имеет универсальные свойства: стойкость к разрушителям, прочность, высокую температуру плавления. Они позволяют использовать сшитый полиэтилен для изготовления труб горячего или холодного водоснабжения, изоляции кабеля высокого напряжения, создания современных строительных материалов.

В заключение

В настоящее время полиэтилен и полипропилен считаются одними из самых востребованных материалов. В зависимости от условий протекания процесса можно получать полимеры с заданными техническими характеристиками.

Например, создавая определенное давление, температуру, выбирая катализатор, можно контролировать процесс, направлять его в сторону получения молекул полимера.

Получение пластмасс, которые обладают определенными физическими и химическими характеристиками, позволило существенно расширить сферы их использования.

Производители изделий из этих полимеров стараются совершенствовать технологии, увеличить срок эксплуатации продукции, повышать их устойчивость к перепадам температур, воздействию прямых солнечных лучей.

Источник: fb.ru

monateka.com

это что такое? Применение полиэтилена

Что собой представляет полиэтилен? Какие у него характеристики? Как происходит получение полиэтилена? Это весьма интересные вопросы, которые обязательно будут рассмотрены в этой статье.

Общая информация

Полиэтилен – это химическое вещество, которое представляет собой цепочку атомов углерода, к каждому из них при этом присоединено две молекулы водорода. Несмотря на наличие одинакового состава, всё же существует две модификации. Отличаются они по своей структуре и, соответственно, свойствам. Первая представляется собой линейную цепь, в которой степень полимеризации превышает показатель в пять тысяч. Вторая структура – это разветвление из 4-6 атомов углерода, что присоединяются к основной цепи произвольным способом. Как же в общих чертах получается линейный полиэтилен? Это достигается благодаря использованию особых катализаторов, что влияют на полиолефины при умеренной температуре (до 150 градусов по Цельсию) и давлении (до 20 атмосфер). Но что же он собой представляет? Мы знаем его химические свойства, а какие тогда физические?

Что он собой представляет?

Полиэтилен – это термопластичный полимер, в котором процесс кристаллизации осуществляется при температуре меньше минус 60 градусов по Цельсию. Он не прозрачен в толстом слое, не смачивается водой, органические растворители при комнатной температуре на него не влияют. Если температура превысит плюс 80 градусов по Цельсию, то сначала осуществляется набухание, а потом распад на ароматические углеводороды и галогенопроизводные. Полиэтилен – это вещество, которое успешно противостоит негативному влиянию растворов кислот, солей и щелочей. Но если температура превышает 60 градусов тепла по Цельсию, то его довольно быстро могут разрушить азотная и серная кислоты. Для склейки изделий из полиэтилена они могут обрабатываться окислителями, с последующим нанесением необходимых веществ.

Как осуществляется получение полиэтилена?

Для этого используют:

Метод высокого давления (низкой плотности). Полиэтилен создаётся при высоком давлении, которое находится в диапазоне от 1 000 до 3 000 атмосфер при температуре в 180 градусов тепла по Цельсию. В качестве инициатора выступает кислород.
Метод низкого давления (высокой плотности). В этом случае полиэтилен создаётся при давлении, которое составляет не меньше пяти атмосфер и температуры в 80 градусов Цельсия с использованием органического растворителя и катализаторов Циглера-Натта.
И отдельно находится цикл производства линейного полиэтилена, о котором говорилось выше. Он является промежуточным между вторым и первым пунктами.

Следует отметить, что это не единственные технологии, которые применяются. Так, довольно распространённым ещё является и использование металлоценовых катализаторов. Смысл данной технологии заключается в том, что посредством неё добиваются значительной массы полимера, увеличивая при этом прочность изделия. В зависимости от того, какая структура и свойства необходимы при использовании одного мономера, и происходит выбор метода получения. Также на это могут повлиять требования к температуре плавления, прочности, твердости и плотности.

Почему же наблюдается сильная разница?

Основная причина различия свойств – это разветвленность макромолекул. Так, чем она больше, тем меньше кристалличность и выше эластичность полимера. Почему это важно? Дело в том, что механические показатели полиэтилена растут вместе с его плотностью и молекулярной массой. Давайте рассмотрим небольшой пример. Полиэтилен листовой обладает значительной жесткостью и не прозрачностью. Но если используется метод низкой плотности, то полученный материал будет обладать относительно неплохой гибкостью и относительной видимостью через него. Почему же выпускается такой различный ассортимент? Из-за отличий условий эксплуатации. Так, полиэтилен неплохо справляется с ударными нагрузками. Также он хорошо переносит морозы. Диапазон рабочей температуры этого материала – от -70 до +60 по Цельсию. Хотя отдельные марки приспособлены и для несколько иного градиента – от -120 и до +100. На это влияет плотность полиэтилена и его структура на молекулярном уровне.

Специфика материала

Следует отметить один существенный недостаток – быстрое старение полиэтилена. Но это дело поправимое. Увеличение срока службы достигается благодаря специальным добавкам-противостарителям, в роли которых может выступать газовая сажа, фенолы или же амины. Также следует отметить и то, что материал низкой плотности более вязок, благодаря чему он легче может быть переработан в изделия. Нельзя не упомянуть и электрические свойства. Полиэтилен благодаря тому, что он неполярный полимер, является высококачественным высокочастотным диэлектриком. Благодаря этому проницаемость и тангенс угла потерь слабо меняются от изменений влажности, температуры (в диапазоне от -80 до +100) и частоты электрического поля. Тут следует отметить одну особенность. Так, если в полиэтилене имеются остатки катализатора, то это способствует повышению тангенса угла диэлектрических потерь, что ведёт к некоторому ухудшению изоляционный свойств. Что ж, сейчас нами была рассмотрена общая ситуация. А теперь давайте уделим внимание конкретике.

Что собой представляет полиэтилен низкого давления?

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого находится в диапазоне от -80 до +100 градусов по Цельсию. Обладает блестящей поверхностью. Стеклование начинается при -20. А плавление - в диапазоне 120-135. Характерным является хорошая ударная прочность и теплостойкость. Плотность полиэтилена значительно влияет на получаемые свойства. Так, вместе с нею растёт прочность, жесткость, твердость и химическая стойкость. Но одновременно падает склонность к растяжению и проницаемость для паров и газов. Нельзя не отметить ползучесть, что наблюдается при длительной нагрузке. Такой полиэтилен биологически инертен, и его легко можно переработать. Что весьма полезно в современных условиях. Говоря про применение полиэтилена, необходимо отметить, что его используют для изготовления упаковок и тары. Так, примерно треть продукции идёт на то, чтобы создать контейнеры выдувного формирования, что используются в пищевой промышленности, косметике, автомобильной, бытовой, энергетической областях и пленок. Но встретить его можно и при создании труб и деталей трубопроводов. Важным преимуществом такого материала является его долговечность, дешевизна и простота сварки.

Полиэтилен высокого давления

Это эластичный лёгкий кристаллизующийся материал, теплостойкость которого (без нагрузки) находится в диапазоне от -120 до +90 градусов по Цельсию. Свойства также сильно зависят от плотности полученного материала. Так происходит повышение прочности, твердости, жесткости и химической стойкости. Вместе с этим толщина полиэтилена негативно сказывается на ударопрочности, удлинении, стойкости к трещинам и проницаемости для паров и газов. К тому же, он не отличается стабильностью размеров и заметно негативное влияние при относительно небольших нагрузках. Следует отметить действительно высокую химическую стойкость и отличные диэлектрические характеристики. Из негатива – на такой полиэтилен плохо влияют жиры, масла и ультрафиолетовое излучение. Биологически инертен, можно легко переработать. Также ещё можно охарактеризовать и как стойкого к радиации. Применение полиэтилена высокого давления больше всего можно встретить при создании технических, пищевых и сельскохозяйственных пленок. Хотя, конечно, это не единственный вариант.

Линейный полиэтилен

Он представляет собой эластичный кристаллизующийся материал. Может выдерживать температуру до 118 градусов тепла по Цельсию. Также важным преимуществом данного материала является его стойкость к растрескиванию, теплостойкость и ударная прочность. Применяется для изготовления упаковок, емкостей и контейнеров. Что же предлагает этот полиэтилен? Характеристики данного материала весьма высоки по сравнению с аналогом, получаемым способом низкого давления. Поэтому у него довольно неплохие свойства. Но всё же, как правило, он не может равняться с полиэтиленом высокого давления.

Как может быть представлен материал?

Итак, мы уже рассмотрели основные виды полиэтилена. В каком же виде он создаётся? Наиболее популярные – это полиэтилен листовой и пленочный. Эти формы могут быть изготовлены из материала любой плотности. Хотя всё же есть и определённые предпочтения. Так, для получения эластичных и тонких пленок широко используют подход низкого давления. Ширина полученного материала, как правило, достигает 1400 миллиметров, а длина – 300 метров. Линейный и полиэтилен высокого давления более жесткие, поэтому их используют для конструкций, которые не должны подвергаться влиянию: те же листы, трубы, формированные и литьевые изделия и прочее.

Заключение

И напоследок нельзя не упомянуть регулирующие документы, согласно которым и производится полиэтилен. ГОСТ 16338-85 отвечает за продукцию, которая создаётся при низком давлении. Он действует ещё с 1985 года. ГОСТ 16337-77 регламентирует вопросы, связанные с полиэтиленом высокого давления. Он ещё более старый и датируется 1977 годом. Эти нормативные документы содержат в себе информацию о требованиях к материалам, из которых и изготавливаются плёнки, упаковки и другая различная продукция. Причем следует отметить широкий диапазон применения получаемой продукции и её видового разнообразия. Так, к примеру, весьма распространены армированные полиэтиленовые пленки. Их особенностью является то, что при одинаковой толщине они на голову выше по своим свойствам, чем обычные образцы продукции. Из тех же самых армированных полиэтиленовых пленок делают скатерти, мешки и много иных полезных вещей. А их свойства получаются благодаря внедрению специальных нитей из природных или синтетических волокон.

fb.ru

Плавление - пленка - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Плавление - пленка

Cтраница 1

Плавление пленок и их кристаллизацию проводили на различных подложках при температуре расплава 210 или 280, времени выдержки 5 мин. [1]

В результате плавления поликремниевой пленки при отжиге и последующей рекристаллизации при охлаждении монокристаллические зерна кремния укрупняются и параметры пленки приближаются к параметрам монокристалла. [2]

Повышение удельной теплоты плавления пленок в области 50 - 120 С свидетельствует о неравновесности структуры промышленных образцов и увеличении степени кристалличности при отжиге. Постоянство температуры плавления сополимера может быть истолковано как доказательство отсутствия существенных морфологических изменений в кристаллической структуре пленок вплоть до температуры плавления, выше которой рекристаллизация при отжиге приводит к изменениям кристаллической организации сополимера. В непосредственной близости к температурному интервалу плавления сополимера в области 130 - 150 С пленка при кратковременном ( 10 мин) отжиге частично аморфизируется и по значению удельной теплоты плавления приближается к исходной. Однако совпадение теплофизи-ческих параметров ( АЯПЛ и Тпл) отнюдь не означает тождественность структурной организации исходной и отожженной при 130 - 150 С пленки. По-видимому, в пленке, отожженной при 130 С - 150 С, одновременно протекают процессы докристаллизации в аморфной части и рекристаллизации в кристаллической части. Последний процесс протекает значительно медленнее и проходит через стадию аморфизации. [3]

Почему у металлов с высокой температурой плавления пленки получаются неориентированными, с малой величиной зерен. [4]

Следует отметить, что в данной работе рассматривается случай, когда процесс плавления пленки полимеров протекает при постоянной температуре стенки. Такое положение имеет место, когда толщина стенки изделия достаточно велика и аккумулированное ей тепло намного больше, чем затраты на прогрев и плавление пленки. Обычно такие условия выполняются при толщине металлической подложки 26 5 мм. [6]

При сварке пленок обычно образуется шов пониженной прочности, так как при плавлении пленки нарушается степень ориентации кристаллической части полимера. [7]

Термическая перекристаллизация осуществлялась в вакууме на специально сконструированной графитовой печи, причем установка позволяла визуально наблюдать весь процесс: начало плавления пленки, передвижение жидкой фазы вдоль пленки и перекристаллизация из расплава. [8]

Прозрачный, эластичный, прочный клеевой шов можно получить при склеивании ПЭТФ пленки лентой РС-79, которая получена на основе пленки ПЭТФ, толщиной 10 - 12 мкм, покрытой специальным раствором, понижающим температуру плавления ПЭТФ пленки до 160 С. Склеивание осуществляется с помощью горячих роликов, нагреваемых до температуры 160 - 165 С, под воздействием которых лента размягчается и прочно соединяет между собой пленки ПЭТФ. Такое соединение оказывается надежным в интервале температур от - 150 до 150 С и не снижает диэлектрические свойства пленок ПЭТФ. [9]

Куров и др. [64, 143] детально проанализировали возможность рекристаллизационного метода укрупнения зерен в поликристаллических пленках германия, сконденсированных на различных подложках ( из кварца, стали, железа армко, керамики, графита), и показали, что в большинстве случаев лишь плавление пленок позволяет решить задачу. [10]

Преимуществом пленки этого типа перед ацетатной является высокое роб, позволяющее применять пленку при постоянном напряжении и повышенной температуре, не опасаясь теплового пробоя даже в конденсаторах относительно больших разменов с ухудшенной теплоотдачей из внутренних слоев секций. Температура плавления пленки равна 208 - 210 С; после нагрева образцов пленки 1000 час. С электрические свойства не меняются. Зависимость tg В от температуры представлена на рис. 311; величина е практически линейно возрастает с температурой. До температуры порядка 100 С удельное сопротивление мало зависит от температуры; при дальнейшем нагреве снижение р б заметно усиливается; примерно в этой же области наблюдается перегиб кривой зависимости электрической прочности от температуры. Физическая причина этого перегиба пока еще недостаточно ясна. [11]

В результате химического взаимодействия присадки с металлом на поверхности последнего образуется пленка, препятствующая свариванию поверхностей. Температура плавления пленки ниже температуры плавления металлов, поэтому в условиях высоких давлений и температур она начинает течь. Давление в точках соприкосновения снижается вследствие увеличения площади истинного контакта поверхностей. [12]

Пленки хлоридов железа плавятся при 670 - 690 9С и обладают пластинчатой структурой. Невысокая температура плавления хло-ридных пленок и малое сопротивление срезу обеспечивают низкий коэффициент трения. Эти пленки сохраняются до температуры порядка 300 С, поэтому они снижают трение в - большей степени, чем сульфидные пленки, которые стабильны до - 200 С. Однако по противозадирной эффективности, наиболее активные хлорсодержа-щие присадки уступают наиболее активным серусодержащим присадкам. Пленки хлоридов железа эффективны только при отсутствии влаги, так как уже в присутствии следов воды хлориды железа гидролизуются, а это приводит к снижению смазывающих свойств и к увеличению коррозии за счет образования соляной кислоты. [13]

Страницы: 1 2