Potrubie (na zavlažovanie)

Vysokohustotný polyetylén, anglický názov je „High Density Polyethylene“ alebo skrátene „HDPE“.HDPE je vysoko kryštalická, nepolárna termoplastická živica.Vzhľad pôvodného HDPE je mliečne biely a tenká časť je do určitej miery priesvitná.PE má vynikajúcu odolnosť voči väčšine domácich a priemyselných chemikálií.Určité typy chemikálií môžu spôsobiť chemickú koróziu, ako sú korozívne oxidanty (koncentrovaná kyselina dusičná), aromatické uhľovodíky (xylén) a halogénované uhľovodíky (tetrachlórmetán).Polymér je nehygroskopický a má dobrú odolnosť proti vodnej pare a môže sa použiť na účely balenia.HDPE má dobré elektrické vlastnosti, najmä vysokú dielektrickú pevnosť izolácie, vďaka čomu je veľmi vhodný pre drôty a káble.Druhy so strednou až vysokou molekulovou hmotnosťou majú vynikajúcu odolnosť proti nárazu, dokonca aj pri izbovej teplote a dokonca aj pri nízkych teplotách -40F.

HDPE je termoplastický polyolefín vyrobený kopolymerizáciou etylénu.Hoci HDPE bol uvedený na trh v roku 1956, tento plast ešte nedosiahol zrelú úroveň.Tento univerzálny materiál neustále rozvíja svoje nové využitie a trhy.

Hlavné rysy

HDPE je nepolárna termoplastická živica s vysokou kryštalinitou.Vzhľad pôvodného HDPE je mliečne biely a tenká časť je do určitej miery priesvitná.PE má vynikajúcu odolnosť voči väčšine domácich a priemyselných chemikálií.Určité typy chemikálií môžu spôsobiť chemickú koróziu, ako sú korozívne oxidanty (koncentrovaná kyselina dusičná), aromatické uhľovodíky (xylén) a halogénované uhľovodíky (tetrachlórmetán).Polymér je nehygroskopický a má dobrú odolnosť proti vodnej pare a môže sa použiť na účely balenia.HDPE má dobré elektrické vlastnosti, najmä vysokú dielektrickú pevnosť izolácie, vďaka čomu je veľmi vhodný pre drôty a káble.Druhy so strednou až vysokou molekulovou hmotnosťou majú vynikajúcu odolnosť proti nárazu, dokonca aj pri izbovej teplote a dokonca aj pri nízkych teplotách -40F.Jedinečné vlastnosti rôznych druhov HDPE sú správnou kombináciou štyroch základných premenných: hustoty, molekulovej hmotnosti, distribúcie molekulovej hmotnosti a prísad.Na výrobu prispôsobených polymérov so špeciálnymi vlastnosťami sa používajú rôzne katalyzátory.Kombinácia týchto premenných vytvára HDPE triedy na rôzne účely;dosiahnutie najlepšej rovnováhy vo výkone.

hustota

Toto je hlavná premenná, ktorá určuje charakteristiky HDPE, hoci uvedené štyri premenné sa navzájom ovplyvňujú.Etylén je hlavnou surovinou polyetylénu.Na zlepšenie výkonu polyméru sa často používa aj niekoľko ďalších komonomérov, ako je 1-butén, 1-hexén alebo 1-oktén.V prípade HDPE obsah niekoľkých vyššie uvedených monomérov vo všeobecnosti nepresahuje 1 % až 2 %.Pridanie komonoméru mierne znižuje kryštalinitu polyméru.Táto zmena sa všeobecne meria hustotou, ktorá má lineárny vzťah s kryštalinitou.Všeobecná klasifikácia Spojených štátov amerických je v súlade s ASTM D1248 a hustota HDPE je 0,940 g/.Nad C;Rozsah hustoty MDPE je 0,926 až 0,940 g/CC.Iné klasifikácie niekedy klasifikujú MDPE ako HDPE alebo LLDPE.Homopolyméry majú najvyššiu hustotu, najvyššiu tuhosť, dobrú permeabilitu a najvyšší bod topenia, ale vo všeobecnosti majú slabú odolnosť voči praskaniu vplyvom prostredia (ESCR).ESCR je schopnosť PE odolávať praskaniu spôsobenému mechanickým alebo chemickým namáhaním.Vyššia hustota vo všeobecnosti zlepšuje mechanickú pevnosť, ako je pevnosť v ťahu, tuhosť a tvrdosť;tepelné vlastnosti, ako je teplota bodu mäknutia a teplota deformácie teplom;a nepriepustnosť, ako je priepustnosť vzduchu alebo priepustnosť vodných pár.Nižšia hustota zlepšuje jeho rázovú pevnosť a E-SCR.Hustotu polyméru ovplyvňuje najmä pridanie komonomérov, ale v menšej miere molekulová hmotnosť.Vysoké percento molekulovej hmotnosti mierne znižuje hustotu.Napríklad homopolyméry majú rôzne hustoty v širokom rozsahu molekulových hmotností.

Výroba a katalyzátor

Najbežnejším spôsobom výroby PE je spracovanie v suspenzii alebo v plynnej fáze a niekoľko z nich sa vyrába spracovaním v roztoku.Všetky tieto procesy sú exotermické reakcie zahŕňajúce etylénový monomér, a-olefínový monomér, katalytický systém (môže byť viac ako jedna zlúčenina) a rôzne typy uhľovodíkových riedidiel.Na kontrolu molekulovej hmotnosti sa používa vodík a niektoré katalyzátory.Suspenzným reaktorom je všeobecne miešaná nádrž alebo bežnejšie používaný veľkoobjemový slučkový reaktor, v ktorom môže suspenzia cirkulovať a miešať.Keď sa etylén a komonomér (podľa potreby) dostanú do kontaktu s katalyzátorom, vytvoria sa častice polyetylénu.Po odstránení riedidla sa polyetylénové granuly alebo práškové granuly sušia a pridávajú sa aditíva podľa dávkovania na výrobu peliet.Moderná výrobná linka s veľkými reaktormi s dvojzávitovkovými extrudérmi dokáže vyrobiť viac ako 40 000 libier PE za hodinu.Vývoj nových katalyzátorov prispieva k zlepšeniu výkonu nových druhov HDPE.Dva najbežnejšie používané typy katalyzátorov sú katalyzátory na báze oxidu chrómu od spoločnosti Philips a katalyzátory zlúčeniny titánu a alkylhliníka.HDPE produkovaný Phillipsovým katalyzátorom má distribúciu molekulovej hmotnosti strednej šírky;titán-alkylhliníkový katalyzátor má úzku distribúciu molekulovej hmotnosti.Katalyzátor používaný pri výrobe úzkych polymérov MDW v duálnom reaktore sa môže použiť aj na výrobu širokých tried MDW.Napríklad dva reaktory v sérii, ktoré produkujú produkty s výrazne odlišnou molekulovou hmotnosťou, môžu produkovať bimodálne polyméry molekulovej hmotnosti, ktoré majú celý rozsah distribúcie molekulovej hmotnosti.PE potrubné tvarovky

Molekulová hmotnosť

Vyššia molekulová hmotnosť vedie k vyššej viskozite polyméru, ale viskozita tiež súvisí s teplotou a šmykovou rýchlosťou použitou v teste.Na charakterizáciu molekulovej hmotnosti materiálu sa používa reológia alebo meranie molekulovej hmotnosti.Typy HDPE majú všeobecne rozsah molekulovej hmotnosti 40 000 až 300 000 a hmotnostný priemer molekulovej hmotnosti približne zodpovedá rozsahu indexu toku taveniny, to znamená od 100 do 0,029/10 min.Vo všeobecnosti vyššia MW (nižší index toku taveniny MI) zvyšuje pevnosť taveniny, lepšiu húževnatosť a ESCR, ale vyššia MW umožňuje spracovanie

Proces je náročnejší alebo vyžaduje vyšší tlak alebo teplotu.

Distribúcia molekulovej hmotnosti (MWD): WD PE sa mení od úzkej po širokú v závislosti od použitého katalyzátora a procesu spracovania.

Najčastejšie používaným indexom merania MWD je index nerovnomernosti (HI), ktorý sa rovná hmotnostnej priemernej molekulovej hmotnosti (MW) vydelenej číselnou priemernou molekulovou hmotnosťou (Mn).Tento rozsah indexu pre všetky druhy HDPE je 4-30.Úzka MWD poskytuje nízku deformáciu a vysoký vplyv počas procesu formovania.Stredná až široká MWD poskytuje spracovateľnosť pre väčšinu procesov extrúzie.Široká MWD môže tiež zlepšiť pevnosť taveniny a odolnosť proti tečeniu.

aditívum

Pridanie antioxidantov môže zabrániť degradácii polyméru počas spracovania a zabrániť oxidácii hotového produktu počas používania.Antistatické prísady sa používajú v mnohých druhoch obalov na zníženie priľnavosti fliaš alebo obalov na prach a nečistoty.Špecifické aplikácie vyžadujú špeciálne formulácie aditív, ako sú inhibítory medi súvisiace s aplikáciami drôtov a káblov.Vynikajúcu odolnosť voči poveternostným vplyvom a anti-ultrafialové (alebo slnečné žiarenie) je možné dosiahnuť pridaním anti-UV prísad.Bez pridania UV odolného alebo sadzí PE sa neodporúča ďalej používať vonku.Vysokokvalitné pigmenty sadzí poskytujú vynikajúcu odolnosť voči UV žiareniu a často sa používajú vo vonkajších aplikáciách, ako sú drôty, káble, vrstvy nádrží alebo potrubia.

metódy spracovania

PE možno vyrábať v širokej škále rôznych metód spracovania.Použitím etylénu ako hlavnej suroviny, propylénu, 1-buténu a hexénu ako kopolyméru sa pod pôsobením katalyzátora prijme proces suspenznej polymerizácie alebo polymerizácie v plynnej fáze a získaný polymér sa rýchlo oddelí, vysuší a granuluje. , atď. Proces na získanie hotových výrobkov s jednotnými časticami.Vrátane vytláčania fólie, vytláčania fólie, vytláčania rúr alebo profilov, vyfukovania, vstrekovania a rotačného tvarovania.

▲Extrúzia: Kvalita používaná na výrobu extrúzie má vo všeobecnosti index toku taveniny menší ako 1 a strednú až širokú MWD.Počas spracovania môže nízky MI získať vhodnú pevnosť taveniny.Širšie druhy MWD sú vhodnejšie na extrúziu, pretože majú vyššie výrobné rýchlosti, nižšie tlaky v matrici a zníženú tendenciu k lámaniu taveniny.

PE má mnoho aplikácií na vytláčanie, ako sú drôty, káble, hadice, rúry a profily.Potrubné aplikácie siahajú od žltých rúr s malým prierezom na zemný plyn až po hrubostenné čierne rúry s priemerom 48 palcov pre priemyselné a mestské potrubia.Použitie veľkopriemerových dutých rúrok ako náhrady za dažďové odvodňovacie rúry z betónu a iné kanalizačné rúry rýchlo rastie.

Plech a tvarovanie za tepla: Obloženie mnohých veľkých piknikových chladničiek na tvarovanie za tepla je vyrobené z PE, ktorý je pevný, ľahký a odolný.Medzi ďalšie plechové a tepelne tvarované produkty patria blatníky, vložky nádrží, chrániče panvy, prepravné boxy a nádrže.Veľký počet rýchlo rastúcich fóliových aplikácií sú mulčovacie alebo rybníkové dediny, ktoré sú založené na húževnatosti, chemickej odolnosti a nepriepustnosti MDPE.

▲Vyfukovanie: Viac ako 1/3 HDPE predávaného v Spojených štátoch sa používa na vyfukovanie.Tie siahajú od fliaš obsahujúcich bielidlo, motorový olej, čistiaci prostriedok, mlieko a destilovanú vodu až po veľké chladničky, palivové nádrže a kanistre.Charakteristiky druhov vyfukovania, ako je pevnosť taveniny, ES-CR a húževnatosť, sú podobné tým, ktoré sa používajú pri aplikáciách na tvarovanie plechov a za tepla, takže je možné použiť podobné druhy.

Vstrekovanie vyfukovaním sa zvyčajne používa na výrobu menších nádob (menej ako 16 uncí) na balenie liekov, šampónov a kozmetiky.Jednou z výhod tohto procesu je, že výrobné fľaše sú automaticky orezané, bez potreby dodatočných dokončovacích krokov, ako je všeobecné vyfukovanie.Hoci sa na zlepšenie povrchovej úpravy používajú niektoré úzke triedy MWD, všeobecne sa používajú stredné až široké triedy MWD.

▲Vstrekovanie: HDPE má nespočetné množstvo aplikácií, od opakovane použiteľných tenkostenných pohárov na nápoje až po 5 gsl plechovky, ktoré spotrebujú 1/5 domáceho HDPE.Typy na vstrekovanie majú všeobecne index toku taveniny 5-10.Existujú druhy s húževnatosťou a nižšou tekutosťou a triedy s vyššou tekutosťou so spracovateľnosťou.Využitie zahŕňa predmety dennej potreby a tenkostenné obaly na potraviny;tvrdé a odolné plechovky na potraviny a farby;vysoká odolnosť voči environmentálnym aplikáciám na vytváranie trhlín, ako sú malé palivové nádrže motorov a 90-litrové nádoby na odpadky.

▲Rotačné tvarovanie: Materiály využívajúce túto metódu spracovania sa vo všeobecnosti drvia na práškové materiály, ktoré sa tavia a tečú v tepelnom cykle.Rotačné formovanie používa dva typy PE: univerzálny a zosieťovateľný.Univerzálny MDPE/HDPE má zvyčajne hustotu v rozsahu od 0,935 do 0,945 g/CC, s úzkym MWD, takže výrobok má vysoký náraz a minimálnu deformáciu a jeho index toku taveniny je vo všeobecnosti v rozsahu 3-8.Vyššie triedy MI nie sú vo všeobecnosti vhodné, pretože nemajú takú odolnosť voči nárazom a praskaniu vplyvom prostredia, ako sa očakáva od výrobkov vyrobených rotačným lisovaním.

Vysokovýkonné aplikácie rotačného tvarovania využívajú jedinečné vlastnosti jeho chemicky zosieťovateľných tried.Tieto druhy majú dobrú tekutosť v prvej časti lisovacieho cyklu a potom sa zosieťujú, čím sa vytvorí ich vynikajúca odolnosť voči praskaniu vplyvom prostredia a húževnatosť.Odolnosť voči opotrebovaniu a poveternostným vplyvom.Zosieťovateľný PE je vhodný len pre veľké kontajnery, od 500-galónových nádrží na prepravu rôznych chemikálií až po 20 000-litrové poľnohospodárske nádrže.

▲Film: Spracovanie PE fólie vo všeobecnosti používa bežné spracovanie vyfukovanej fólie alebo ploché vytláčanie.Väčšina PE sa používa na fólie, dostupný je všeobecný PE s nízkou hustotou (LDPE) alebo lineárny PE s nízkou hustotou (LLDPE).Typy HDPE fólie sa vo všeobecnosti používajú tam, kde sa vyžaduje vynikajúca rozťažnosť a vynikajúca nepriepustnosť.Napríklad HDPE fólia sa často používa na komoditné tašky, tašky na potraviny a balenie potravín.

Výkon produktu

Polyetylén s vysokou hustotou sú netoxické biele častice bez chuti a zápachu s teplotou topenia približne 130 °C a relatívnou hustotou 0,941 až 0,960.Má dobrú tepelnú odolnosť a odolnosť proti chladu, dobrú chemickú stabilitu, vysokú tuhosť a húževnatosť a dobrú mechanickú pevnosť.Dielektrické vlastnosti a odolnosť proti praskaniu vplyvom prostredia sú tiež dobré.

Balenie a skladovanie

Počas skladovania držte mimo dosahu ohňa a tepelnej izolácie.Sklad by mal byť udržiavaný v suchu a poriadku.Je prísne zakázané primiešavať akékoľvek nečistoty, slnečné svetlo a dážď.Preprava by sa mala skladovať v čistých, suchých, krytých vozňoch alebo kabínach a nemali by tam byť žiadne ostré predmety, ako sú železné klince.Zmiešaná preprava s horľavými aromatickými uhľovodíkmi, halogénovanými uhľovodíkmi a inými organickými rozpúšťadlami je prísne zakázaná.

recyklovať a opätovne použiť

HDPE je najrýchlejšie rastúca časť trhu s recykláciou plastov.Je to hlavne kvôli jeho ľahkému spracovaniu, minimálnym degradačným vlastnostiam a veľkému počtu aplikácií na účely balenia.Hlavnou recykláciou je opätovné spracovanie 25 % recyklovaných materiálov, ako sú napríklad recyklovateľné materiály (PCR), s čistým HDPE na výrobu fliaš, ktoré nie sú v kontakte s potravinami.

PE rúry pre zásobovanie vodou sú náhradou tradičných oceľových rúr a PVC rúr na pitnú vodu.