Polyethylene - nó là gì? Ứng dụng của polyetylen

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Polyetylen là gì? Đặc điểm của nó là gì? Polyethylene được sản xuất như thế nào? Đây là những câu hỏi rất thú vị chắc chắn sẽ được giải đáp trong bài viết này.

Thông tin chung

Polyetylen là một chất hóa học là một chuỗi các nguyên tử cacbon, mỗi nguyên tử có hai phân tử hydro gắn liền với nó. Mặc dù sự hiện diện của cùng một thành phần, vẫn có hai sửa đổi. Chúng khác nhau về cấu trúc và theo đó là các đặc tính. Đầu tiên là một chuỗi tuyến tính trong đó mức độ trùng hợp vượt quá con số năm nghìn. Cấu trúc thứ hai là một nhánh gồm 4-6 nguyên tử cacbon được gắn vào chuỗi chính một cách tùy ý. Nói chung, polyetylen mạch thẳng thu được như thế nào? Điều này đạt được thông qua việc sử dụng các chất xúc tác đặc biệt ảnh hưởng đến polyolefin ở nhiệt độ vừa phải (lên đến 150 độ C) và áp suất (lên đến 20 atm). Nhưng anh ta đại diện cho cái gì? Chúng tôi biết các tính chất hóa học của nó, nhưng tính chất vật lý của nó là gì?

Nó là gì?

Polyetylen là một loại polyme dẻo nhiệt, trong đó quá trình kết tinhtiến hành ở nhiệt độ dưới âm 60 độ C. Nó không trong suốt một lớp dày, không bị thấm ướt bởi nước, dung môi hữu cơ ở nhiệt độ thường không ảnh hưởng đến nó. Nếu nhiệt độ vượt quá 80 độ C, thì hiện tượng trương nở đầu tiên xảy ra, sau đó phân hủy thành hydrocacbon thơm và dẫn xuất halogen. Polyetylen là một chất chống lại thành công các tác động tiêu cực của dung dịch axit, muối và kiềm. Nhưng nếu nhiệt độ vượt quá 60 độ C, thì axit nitric và sulfuric có thể nhanh chóng phá hủy nó. Để dán các sản phẩm polyetylen, chúng có thể được xử lý bằng các chất oxy hóa, sau đó áp dụng các chất cần thiết.

Polyetylen được sản xuất như thế nào?

Sử dụng cho việc này:

• Phương pháp áp suất cao (mật độ thấp). Polyetylen được tạo ra ở áp suất cao, nằm trong khoảng từ 1.000 đến 3.000 atm ở nhiệt độ 180 độ C. Oxy hoạt động như một chất khơi mào.
• Phương pháp áp suất thấp (mật độ cao). Trong trường hợp này, polyetylen được tạo ra ở áp suất ít nhất là 5 atm và nhiệt độ 80 độ C bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ và chất xúc tác Ziegler-Natta.
• Và có một chu trình sản xuất polyetylen tuyến tính riêng biệt, đã được đề cập ở trên. Nó là trung gian giữa điểm thứ hai và điểm đầu tiên.

Lưu ý rằng đây không phải là công nghệ duy nhất đang được sử dụng. Vì thế,Việc sử dụng các chất xúc tác metallocene cũng khá phổ biến. Ý nghĩa của công nghệ này nằm ở chỗ, thông qua nó, một khối lượng polymer đáng kể đạt được, đồng thời tăng cường độ bền của sản phẩm. Tùy thuộc vào cấu trúc và đặc tính cần thiết khi sử dụng một monome, việc lựa chọn phương pháp thu được xảy ra. Nó cũng có thể bị ảnh hưởng bởi các yêu cầu về nhiệt độ nóng chảy, độ bền, độ cứng và mật độ.

Tại sao lại có sự khác biệt lớn như vậy?

Lý do chính cho sự khác biệt về tính chất là sự phân nhánh của các đại phân tử. Vì vậy, nó càng lớn thì độ kết tinh càng kém và độ đàn hồi của polyme càng cao. Tại sao nó lại quan trọng? Thực tế là các đặc tính cơ học của polyetylen phát triển cùng với mật độ và trọng lượng phân tử của nó. Hãy xem một ví dụ nhỏ. Tấm polyethylene có độ cứng và độ mờ đáng kể. Nhưng nếu sử dụng phương pháp mật độ thấp, thì vật liệu tạo thành sẽ có độ mềm dẻo tương đối tốt và khả năng hiển thị tương đối qua nó. Tại sao lại có nhiều loại sản phẩm như vậy? do các điều kiện hoạt động khác nhau. Vì vậy, polyetylen đối phó tốt với tải trọng va đập. Nó cũng chịu được sương giá tốt. Phạm vi nhiệt độ hoạt động của vật liệu này là từ -70 đến +60 độ C. Mặc dù các nhãn hiệu riêng lẻ được điều chỉnh cho một độ dốc hơi khác - từ -120 đến +100. Điều này bị ảnh hưởng bởi mật độ của polyetylen và cấu trúc của nó ở cấp độ phân tử.

Chi tiết cụ thể về chất liệu

Cần lưu ý một nhược điểm đáng kể - sự lão hóa nhanh chóng của polyethylene. Nhưng điều này có thể sửa chữa được. Tăng tuổi thọ sử dụng nhờ các chất phụ gia chống oxy hóa đặc biệt, có thể là muội than, phenol hoặc amin. Cũng cần lưu ý rằng vật liệu có tỷ trọng thấp nhớt hơn, do đó có thể dễ dàng chế biến thành sản phẩm hơn. Chưa kể đến tính chất điện. Polyetylen, do thực tế là một polyme không phân cực, là một chất điện môi tần số cao chất lượng cao. Do đó, độ từ thẩm và tiếp tuyến mất mát thay đổi rất ít từ những thay đổi của độ ẩm, nhiệt độ (trong khoảng từ -80 đến +100) và tần số của điện trường. Một tính năng cần được lưu ý ở đây. Vì vậy, nếu có dư lượng chất xúc tác trong polyetylen, thì điều này góp phần làm tăng tiếp tuyến tổn thất điện môi, dẫn đến một số tính chất cách điện bị giảm sút. Vâng, bây giờ chúng tôi đã xem xét tình hình chung. Bây giờ chúng ta hãy đi vào cụ thể.

LDPE là gì?

Đây là vật liệu kết tinh đàn hồi, nhẹ, có khả năng chịu nhiệt từ -80 đến +100 độ C. Có bề mặt sáng bóng. Quá trình chuyển đổi thủy tinh bắt đầu ở -20. Và độ nóng chảy nằm trong khoảng 120-135. Nó được đặc trưng bởi độ bền va đập và khả năng chịu nhiệt tốt. Mật độ của polyetylen ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính thu được. Vì vậy, cùng với nó, sức mạnh, độ cứng, độ cứng và khả năng chống hóa chất tăng lên. Nhưng đồng thời, xu hướng kéo dài và tính thẩm thấu giảm dần.đối với hơi và khí. Không thể không ghi nhận hiện tượng rão được quan sát trong quá trình tải kéo dài. Polyetylen như vậy trơ về mặt sinh học và có thể dễ dàng tái chế. Điều này rất hữu ích trong điều kiện hiện đại. Nói về việc sử dụng polyetylen, cần lưu ý rằng nó được sử dụng để sản xuất bao bì và thùng chứa. Vì vậy, khoảng một phần ba sản lượng được sản xuất để tạo ra các thùng đúc thổi được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, mỹ phẩm, ô tô, gia dụng, năng lượng và phim ảnh. Nhưng bạn cũng có thể gặp nó khi tạo đường ống và các bộ phận đường ống. Một ưu điểm quan trọng của vật liệu này là độ bền, giá thành rẻ và dễ hàn.

HDPE

Đây là một vật liệu kết tinh đàn hồi, nhẹ, có khả năng chịu nhiệt (không tải) trong khoảng từ -120 đến +90 độ C. Các đặc tính cũng phụ thuộc nhiều vào mật độ của vật liệu tạo thành. Điều này dẫn đến sự gia tăng sức mạnh, độ cứng, độ cứng và khả năng kháng hóa chất. Đồng thời, độ dày của polyetylen ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng chống va đập, kéo dài, chống nứt và khả năng thấm hơi và khí. Ngoài ra, nó không ổn định về kích thước và có tác động tiêu cực đáng chú ý khi tải tương đối nhỏ. Cần lưu ý rằng độ bền hóa học thực sự cao và các đặc tính điện môi tuyệt vời. Từ tiêu cực - polyethylene như vậy bị ảnh hưởng xấu bởi chất béo, dầu và bức xạ tia cực tím. Trơ về mặt sinh học, có thể dễ dàng tái chế. Nó cũng có thểđể mô tả đặc tính và khả năng chống bức xạ. Việc sử dụng polyethylene mật độ cao là phổ biến nhất trong việc tạo ra các màng kỹ thuật, thực phẩm và nông nghiệp. Tuy nhiên, tất nhiên, đây không phải là lựa chọn duy nhất.

Polyetylen tuyến tính

Nó là một vật liệu kết tinh đàn hồi. Có thể chịu nhiệt độ lên đến 118 độ C. Ngoài ra một ưu điểm quan trọng của chất liệu này là khả năng chống nứt, chịu nhiệt và chịu va đập. Nó được áp dụng để sản xuất bao bì, dung tích và thùng chứa. Polyethylene này cung cấp những gì? Các đặc tính của vật liệu này là rất cao so với chất tương tự thu được bằng phương pháp áp suất thấp. Do đó, nó có những đặc tính khá tốt. Tuy nhiên, theo quy luật, nó không thể bằng HDPE.

Nguyên liệu có thể được trình bày như thế nào?

Vì vậy, chúng tôi đã xem xét các loại polyethylene chính. Nó được tạo ra ở dạng nào? Phổ biến nhất là tấm polyethylene và phim. Những khuôn này có thể được làm từ bất kỳ mật độ vật liệu nào. Mặc dù vẫn có những ưu đãi nhất định. Do đó, phương pháp áp suất thấp được sử dụng rộng rãi để thu được các màng đàn hồi và mỏng. Chiều rộng của vật liệu kết quả, theo quy luật, đạt 1400 milimet và chiều dài là 300 mét. Polyetylen tuyến tính và mật độ cao cứng hơn, vì vậy chúng được sử dụng cho các cấu trúc không bị ảnh hưởng: cùng một tấm, đường ống, sản phẩm đúc và đúc, v.v.

Kết

Và cuối cùng, không thể không nhắc đến các văn bản quy định, theo đó polyethylene được sản xuất. GOST 16338-85 chịu trách nhiệm về các sản phẩm được tạo ra ở áp suất thấp. Nó đã hoạt động từ năm 1985. GOST 16337-77 quy định các vấn đề liên quan đến polyetylen áp suất cao. Nó thậm chí còn lâu đời hơn và có từ năm 1977. Các văn bản quy định này chứa thông tin về các yêu cầu đối với vật liệu làm màng, bao bì và nhiều sản phẩm khác. Hơn nữa, cần lưu ý một loạt các ứng dụng của các sản phẩm thu được và sự đa dạng về loài của nó. Vì vậy, ví dụ, màng polyetylen gia cố rất phổ biến. Điểm đặc biệt của chúng là cùng độ dày, chúng có tính chất vượt trội hơn so với các mẫu sản phẩm thông thường. Khăn trải bàn, túi và nhiều thứ hữu ích khác được làm từ cùng một màng polyetylen gia cố. Và đặc tính của chúng có được thông qua việc đưa vào các sợi chỉ đặc biệt từ sợi tự nhiên hoặc sợi tổng hợp.