Преимущества и недостатки полиэтилена

Полиэтилен-самый популярный и широко используемый пластик в мире, используемый в хозяйственных сумках, игрушках и бутылках из-под шампуня. Ежегодно производится более 100 миллионов тонн смол из этого материала, что составляет 34% рынка пластмасс. Следуя нашему сообщению в блоге о преимуществах и недостатках полипропилена, в этой статье мы рассмотрим преимущества и недостатки полиэтилена в промышленности.


Полиэтиленовые бутылки, подобранные с пляжа

Преимущества
Полиэтилен обладает многими преимуществами, поэтому на протяжении многих лет он использовался для изготовления многих продуктов.

Полиэтилен обладает многими полезными свойствами, которые делают его пригодным для нескольких применений. Он обладает низкой прочностью и твердостью, но очень пластичен и обладает хорошей ударной вязкостью; он скорее растянется, чем сломается.
Полиэтилен водостойкий и прочный, поэтому он дольше выдерживает воздействие элементов по сравнению с другими полимерами.
Полиэтилен является хорошим электрическим изолятором, обеспечивающим электрическое сопротивление дереву, но может стать электростатически заряженным. Добавление антистатиков предотвратит это.
В зависимости от толщины полиэтилена он может быть от почти прозрачного до непрозрачного. Прозрачность полиэтилена низкой плотности (ПЭ) делает его пригодным для упаковки.
Полиэтилен в виде ПНД может быть переработан в другие продукты, что более экономически выгодно, чем производство нового продукта из нового пластика.
Полиэтилен имеет диапазон температур плавления от 120 до 180 градусов Цельсия для полиэтилена средней и высокой плотности и от 105 до 115 градусов Цельсия для полиэтилена низкой плотности. Хорошие термостойкие свойства позволяют использовать его при высоких и низких температурах.
Бутылки из ПНД, готовые к переработке

Недостатки
Несмотря на свою популярность, полиэтилен является полимером с несколькими недостатками, которые могут удержать производителей и потребителей от его использования.

Полимер, как и многие другие пластмассы, разрушается долго, и поэтому он может десятилетиями находиться на свалках, для которых у нас не хватает места.
Другим способом утилизации полиэтилена является сжигание, которое может привести к выбросам вредных газов.
Полиэтилен в основном извлекается из нефти или природного газа, количество которых ограничено.
Производство полиэтилена требует большого количества энергии, а также приводит к высоким выбросам двуокиси углерода, парникового газа, способствующего глобальному потеплению и изменению климата.
Хотя технически возможно переработать большинство пластиковых полимеров, существует множество различных типов для сортировки, что является дорогостоящим и сложным.Преимущества использования полиэтилена Для крупных пластиковых изделий

Это один из наиболее широко доступных существующих пластиков; ежегодно во всем мире производится десятки миллионов тонн полиэтилена. Это очень востребованный пластиковый материал, и если вы занимаетесь каким-либо бизнесом, связанным с пластиком, скорее всего, вы уже достаточно привыкли к полиэтилену. Тем не менее, ниже приведен обзор преимуществ использования полиэтилена для создания крупных пластиковых изделий.

Виды полиэтилена
Прежде чем мы рассмотрим преимущества использования полиэтилена в тех видах продукции, которые производит Голландия, давайте рассмотрим типы:
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) - это очень гибкий материал с уникальными свойствами текучести, что делает его отличным для применения в пластиковых пленках, таких как сумки для покупок.
Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) очень сопоставим с LDPE, с дополнительным преимуществом, заключающимся в том, что он изменяется путем корректировки компонентов формулы и использования меньшего количества энергии в процессе производства.
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) - это прочный, плотный, довольно жесткий пластик с высококристаллической структурой. Обычно используются мусорные баки, пластик для пакетов из-под молока и стирального порошка, а также разделочные доски.
Полиэтилен сверхвысокомолекулярного веса (СВМПВ)-это высокоплотный вариант полиэтилена, который может быть скручен в эластичные нити с прочностью, намного превышающей сталь; он часто используется в высокопроизводительном оборудовании, таком как пуленепробиваемые жилеты.
Преимущества использования полиэтилена для Крупногабаритных пластмассовых изделий
Теперь, когда мы рассмотрели различные типы полиэтилена, давайте рассмотрим преимущества:
Ударопрочность: Одним из главных преимуществ использования полиэтилена является его ударопрочность. Это делает его отличным вариантом для таких вещей, как лодки и большие контейнеры.
Коррозионная стойкость: Этот материал также известен своей коррозионной стойкостью. Нет необходимости беспокоиться о повреждениях, вызванных окислением и другими химическими реакциями. Это делает его отличным выбором для более крупных сооружений всех видов.
Легко моется: Еще одним огромным преимуществом использования этого материала является то, что его легко чистить. Вместо того, чтобы нуждаться в тонне чистящих средств, простое мыло и вода должны снова придать вашему продукту новый вид.
Экологичность: Одна из лучших причин использования полиэтилена для больших пластиковых конструкций заключается в том, что он считается экологически чистым. Учитывая массивные конструкции, построенные из пластика, имеет смысл использовать материал, который достаточно экологичен.
В целом, использование полиэтилена для создания больших конструкций имеет множество преимуществ. В дополнение к ударопрочности и коррозионной стойкости, он легко моется и экологичен.

Вы Используете его Ежедневно. Но Что ТАКОЕ Полиэтиленовый Пластик?
101 на этом вездесущем современном материале
Полиэтилен на сегодняшний день является наиболее распространенным видом потребительского пластика и используется во многих повседневных материалах. Это термопластичный продукт, а это означает, что его можно расплавить в жидкость, а затем охладить обратно в твердое вещество много раз. Различные условия обработки приводят к появлению различных сортов полиэтилена, которые могут использоваться для самых разных целей—от гибкой липкой пленки на одном конце спектра до жестких покрытий столбов столбов на другом.

Одним из наиболее привлекательных свойств полиэтилена является его долговечность. Он устойчив к выцветанию и сколам, а также непроницаем для многих химических веществ, таких как кислоты и едкие растворы. Полиэтилен является отличным электрическим изолятором. Он сохраняет свои свойства в экстремально холодных условиях, но может быть расплавлен при высоких температурах.

Полиэтиленовый пластик: молекула углерода и водорода 
3D-модель молекулы этилена и структура связей
Полиэтилен состоит из молекул этилена с 2 атомами углерода и 4 атомами водорода.
Молекулярная структура и общие свойства
Полиэтилен состоит из углеводородных цепей, основным компонентом которых является молекула этилена, состоящая из 2 атомов углерода и 4 атомов водорода. Когда молекулы этилена соединяются вместе в прямые или разветвленные цепи, образуется полиэтилен. Этот процесс включает расщепление двойной связи между 2 атомами углерода и создание свободного радикала для присоединения к следующей молекуле этилена. Макромолекулы не соединены ковалентно, а удерживаются вместе в кристаллической структуре за счет межмолекулярных сил. Чем меньше число боковых ответвлений, тем ниже кристалличность и, следовательно, тем выше плотность, что можно наблюдать в различных свойствах для различных типов полиэтилена.

Полиэтилен устойчив к атмосферным воздействиям, но может стать хрупким при длительном воздействии солнечных лучей. Это ограничение может быть преодолено за счет добавления УФ-стабилизаторов. Он может быть воспламенен и будет продолжать гореть после того, как источник воспламенения будет удален с помощью синего пламени с желтым наконечником, что приведет к капанию пластика. Свойства поверхности полиэтилена предотвращают его склеивание или отпечатывание без предварительной обработки. Полиэтилен может быть прозрачным, молочно-непрозрачным или непрозрачным, в зависимости от сорта материала, толщины изделия и наличия добавок.

Графическое Представление Полиэтиленовых Разветвленных Цепей
Графическая иллюстрация полиэтиленовых разветвленных цепей
Классификации полиэтилена
Полиэтилен низкой плотности (ПВД) образуется как с длинными, так и с короткими ответвлениями в полимерных цепях. Наличие этих ответвлений предохраняет цепи от слишком плотной упаковки, придавая ПВД гибкость, которая делает его пригодным для таких применений, как пластиковые пакеты, изоляция проводов и пластиковая пленка. ПВД обладает высокой устойчивостью к большинству химических веществ, включая кислоты, основания, спирты, альдегиды, кетоны и растительные масла. Он также обладает очень низким водопоглощением.

Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) похож на LDPE, но состоит в основном из линейных цепей со множеством коротких боковых ответвлений. Его часто получают с помощью сополимеризации этилена с альфа-олефинами, такими как 1-бутен, 1-гексен и 1-октен. Характеристиками готового продукта можно управлять, изменяя составную формулу.

Полиэтилен высокой плотности (ПНД) состоит в основном из молекул с прямой цепью, которые удерживаются вместе межмолекулярными силами. Отсутствие боковых ответвлений гарантирует, что цепи плотно спрессованы друг с другом. Эта высокая плотность приводит к получению продукта средней жесткости, что делает его подходящим для таких применений, как разделочные доски, контейнеры для сока, пластиковые пиломатериалы и игрушки. ПНД обладает хорошей химической стойкостью и остается прочным при очень низких температурах (-76 градусов по Фаренгейту). Он имеет восковую текстуру поверхности, которая устойчива к атмосферным воздействиям.

Полиэтилен сверхвысокомолекулярного веса (UWMPE) имеет чрезвычайно длинные цепочки и может быть скручен в нити с более высокой прочностью на растяжение, чем сталь. Сила межмолекулярных сил между длинными прямыми цепями создает прочный материал с очень высокой ударной вязкостью. Он используется в таких приложениях, как пуленепробиваемые жилеты. Как и другие типы полиэтилена, СВМПЭ устойчив к большинству химических веществ, за исключением окисляющих кислот. Он также обладает низким влагопоглощением, но его самосмазывающиеся свойства делают его очень устойчивым к истиранию.

Американское общество по испытаниям и измерениям (ASTM) определяет спецификации для различных марок полиэтилена, включая спецификации для различных применений. Основные свойства различных марок полиэтилена приведены в следующей таблице:

ПВД
ПНД
СВМПЭ

Плотность (фунт/дюйм3)

.035

.035

.034

Водопоглощение, 24 часа (%)

< 0.01

0

0

предел прочности

1,800 – 2,200

4,600

3,100

Зубчатая ударная вязкость

Без перерыва

3

Без перерыва

Коэффициент линейного теплового расширения (x10^-5 в/в/град F)

3

3

3

Максимальная температура продолжения использования (def F)

160

180

180

Прибл. температура плавления (град F)

230

260

280

Диэлектрическая прочность (В/мил) короткое время, толщиной 1/8 дюйма

460-700

450-500

900

Химический Завод По Производству Полиэтиленового Пластика
Химический завод, используемый для производства полиэтилена.
Как изготавливается полиэтиленовый пластик?
Основным строительным блоком полиэтилена является молекула этена, состоящая из 2 атомов углерода и 4 атомов водорода. Этен содержится в природном газе, а также образуется при переработке сырой нефти. Одним из продуктов первой стадии переработки нефти является нафта, которая перерабатывается с помощью каталитического крекинга для получения материала с более высоким октановым числом. В этом процессе крекинга также образуется этен, который отделяется от других продуктов для дальнейшей переработки в полиэтилен. Этен-это газ.

Существуют различные методы обработки полиэтилена в зависимости от сорта производимого продукта.

ПВД получают путем сжатия этилового газа до давления 50 000 фунтов на квадратный дюйм, после чего его охлаждают и подают в реактор. В реактор добавляется инициатор, который вызывает реакцию полимеризации. Постоянное перемешивание материала в реакторе обеспечивает максимальную скорость конверсии. После реакции неиспользованный этен отделяется от продукта и возвращается обратно в компрессор. Полимер экструдируют, нарезают на гранулы и сушат перед поступлением в силосы для хранения. Пеллеты обычно упаковываются в мешки для отправки потребителям, где они будут расплавлены и переработаны в готовые потребительские товары.

ПНД производится в каталитическом процессе, который позволяет производить полиэтилен при более низких температурах и давлениях. Катализаторы Циглера-Натта и хрома были первыми используемыми катализаторами, но постоянно разрабатываются новые типы катализаторов для улучшения производственных процессов и характеристик продуктов. Некоторые процессы даже смешивают различные типы полиэтилена в одну партию, стирая границы между различными сортами продукта.

LLDPE также получают в каталитическом процессе с добавлением сополимеров, таких как альфа-олефины (бутан, гексан). Молекулярная структура LLDPE представляет собой длинную цепочку со множеством коротких ответвлений.

СВМПЭ получают с использованием металлоценовых катализаторов, в результате чего образуются чрезвычайно длинные углеводородные цепи (более 100 000 молекул мономерных компонентов). Вторичный процесс, называемый гелевым прядением, берет нагретый гель из СВМПЭ и выдавливает его через фильеру. Продукт охлаждают на водяной бане. Этот процесс прядения дает волокно с высокой степенью молекулярной ориентации (95%), что придает ему чрезвычайно высокую прочность на растяжение.

Формование пластмасс с использованием полиэтилена
Полиэтилен поставляется с завода в виде гранул и классифицируется в соответствии с его спецификациями. Клиенты используют эти гранулы в качестве сырья в своих собственных производственных процессах, которые включают их плавление путем приложения тепла и давления, а затем формование жидкого пластика в его окончательную форму. Существуют различные методы формования полиэтилена в зависимости от сорта сырья и типа требуемого готового продукта:

Полиэтилен перерабатывается в изделия с помощью машин для литья под давлением.
Литье под давлением
Литье под давлением является одним из двух наиболее распространенных методов создания готовых изделий из полиэтилена. Гранулы подаются в нагретый цилиндр, где вращающийся шнек проталкивает плавящийся пластик через затвор в форму. Фиксированное количество полиэтилена впрыскивается под высоким давлением 10 000-30000 фунтов на квадратный дюйм. После завершения впрыска пресс-форма охлаждается перед ее открытием и удалением готового продукта. Это типичный процесс, используемый для изготовления изделий массового производства, таких как ведра и крышки для бутылок.
Выдувное формование
Выдувное формование используется для создания таких изделий, как бутылки и шприцы, в которых в изделии имеется полость. В процессе выдувного формования первая стадия включает формование заготовки вокруг стержневого штифта с использованием стандартной литьевой формы. Как только заготовка охлаждается, ее помещают в центр второй формы. Заготовка повторно нагревается, и сжатый воздух подается через стержневой штифт, чтобы расплавленный пластик ударился о внутренние стенки окончательной формы, создавая таким образом внутреннюю полость. После охлаждения штифт снимается.
Прессовое формование
Компрессионное формование в основном используется для термореактивных пластмасс, которые являются пластмассами, которые нельзя многократно нагревать и повторно формовать. Порошки и другие материалы могут быть добавлены в смесь для создания особых свойств или усиления конечного продукта. В этом процессе пластик формуется нагретыми пластинами, которые оказывают давление на пластик. Короткое время цикла в этом процессе делает его привлекательным для применения в больших объемах, таких как детали для автомобильной промышленности.
Трансферное формование
Формование методом переноса включает нагрев пластика до расплавленного состояния перед его передачей в процесс прессования. Когда имеется много небольших отверстий или металлических вставок, расплавленный пластик легче образуется вокруг них, не нарушая выравнивания.
Формование пленочных вставок
Этот процесс включает в себя вставку пленки или тканевого материала в пресс-форму для литья под давлением перед впрыском пластика, поэтому пленка захватывается внутри готового продукта.
Экструзия
Наряду с литьем под давлением, экструзия является одним из наиболее популярных методов формования полиэтилена в желаемую форму. Гранулы подаются через бункер в нагретую камеру, где шнек перемещает плавящийся пластик вперед. В конце нагретой камеры находится матрица, которая формирует пластик по мере его выхода в атмосферу. Этот процесс используется для создания непрерывных листов, труб, кабелей, трубопроводов и многого другого. Готовый продукт попадает на конвейерную ленту, где он охлаждается воздухом (иногда с помощью воздуходувок). Продукт также может быть помещен в воду для ускорения процесса охлаждения.
Газовое литье под давлением
При литье под давлением с использованием газа стандартный процесс литья под давлением улучшается за счет дополнительного этапа. Форма заполняется до 70% от общего количества расплавленного пластика, необходимого, затем в камеру закачивается газ, чтобы протолкнуть пластик в конец формы. Чистый эффект заключается в том, что конечный продукт имеет полый центр из-за продувки газом, и используется меньше пластика.
Ротационное формование
Порошкообразный пластик помещается в полую форму и крепится к вращающейся ступице. Ступица вращается на 2 осях внутри печи, заставляя пластик плавиться и покрывать внутренние стенки формы. Ступица продолжает вращаться в течение цикла охлаждения, который часто включает распыление воды на внешнюю поверхность формы. Наконец, готовый продукт удаляют. Преимуществом этого метода является простота форм, отсутствие необходимого давления, а также отсутствие сварных швов и соединений в готовом изделии.
Формование конструкционной пены
Расплавленный пластик впрыскивается в аккумулятор вместе со сжатым газом для создания эффекта пены в пластике. Из аккумулятора пенопласт впрыскивается в форму. Падение давления от аккумулятора к пресс-форме приводит к тому, что пластик расширяется и заполняет форму. После охлаждения кожа становится гладкой, но внутренняя сердцевина вспенивается, придавая готовому изделию высокую жесткость.
Термоформование
Термоформование и вакуумное формование выполняются путем взятия пластикового листа, нагревания его до мягкости, а затем накидывания на форму. В некоторых случаях применяется положительное давление воздуха, в то время как в других создается вакуум для прижатия пластика к пресс-форме. После охлаждения готовый продукт выгружается.
Реакционное литье под давлением
Реакционное литье под давлением-это новая технология формования пластмассовых изделий. Пластик смешивается с другими компонентами при более низкой температуре, чем при традиционном литье под давлением. Внутри формы происходит экзотермическая реакция для повышения давления пластика. Поскольку требуются более низкие температуры и давления, затраты на производство снижаются. Стекловолокно также может быть добавлено в смесь для придания прочности готовому изделию.
Полиэтиленовые Пластиковые Боллардные Крышки
Пластиковые крышки для столбиков-это одно изделие, изготовленное из полиэтилена.
Поддержка
Полиэтилен-очень прочный материал, который нелегко изнашивается или ослабевает. Однако длительное воздействие солнечных лучей может со временем привести к хрупкости изделия. Для трубопроводов или резервуаров, подверженных воздействию элементов, рекомендуется цикл проверки, чтобы выявить любые паутины или трещины из-за хрупкости.

Долговечность и долговечность полиэтиленовых изделий настолько велики, что многие производители описывают их как не требующие технического обслуживания.

Приложения
Полиэтилен является наиболее распространенной формой термопластика, используемого в потребительских товарах, и имеет широкий спектр применений. Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных применений:

Упаковочный материал для пищевых продуктов: Поскольку полиэтилен настолько устойчив к водопоглощению и химическим повреждениям, он сертифицирован как безопасный для использования в упаковках пищевых продуктов.
Медицинские трубки: Отсутствие пористости полиэтилена делает его идеальным материалом для катетеров и других медицинских изделий из-за устойчивости к загрязнению.
Ведра, бутылки и мусорные баки: Благодаря твердости пластика и его долговечности в условиях стресса он подходит для потребительских товаров.
Пуленепробиваемые жилеты: Волокна СВМПЭ обладают высокой прочностью на растяжение, но при этом очень легкие, что делает их идеальными для применения в целях безопасности.
Высокопрочные кабели: Они легкие, поэтому просты в монтаже, но прочные, поэтому полезны в сложных промышленных применениях.
Переработка
Пластмассовые изделия получили много негативной прессы за их воздействие на окружающую среду, но, как и в случае с большинством потенциальных загрязнителей, именно поведение людей, а не сам продукт, приводит к экологическому ущербу. Полиэтилен не поддается биологическому разложению, что делает его непригодным материалом для утилизации на свалках.

Однако свойства полиэтилена делают его идеальным для вторичной переработки, так как его можно расплавить и переплавить в другой продукт. Кроме того, его устойчивость к химическому загрязнению и поглощению жидкостей означает, что переработанный продукт не содержит большого количества примесей. Иногда переработанный и первичный материал смешиваются вместе в процессе формирования готовой потребительской продукции. Номер переработки № 2 относится к ПНД и № 4-к ПЭНД; многие предприятия по переработке могут перерабатывать оба этих сорта для повторного использования.

Многие материалы, ранее считавшиеся опасными для окружающей среды (например, резина), перерабатываются с большей скоростью по мере того, как люди переходят к устойчивому образу жизни и развиваются технологии переработки.

8 Супер Преимуществ использования полиэтиленовой упаковки

Полиэтиленовая Упаковка
Пластиковая Упаковка
На рынке существуют различные варианты упаковки, но одним из наиболее часто используемых упаковочных материалов является полиэтилен. Это самый прочный тип пластика, доступный на сегодняшний день, благодаря своим химически стойким свойствам и низкой стоимости. Полиэтилен или полиэтилен получают из нефтяных полимеров и могут выдерживать любые экологические опасности. Давайте рассмотрим восемь преимуществ использования полиэтиленовой упаковки.

1) Усиленная Защита

Полиэтилен является герметичным, что означает, что он не пропускает через себя водяной пар. Он может быть термосвариваемым, это означает, что пластик может быть обернут вокруг изделия и закреплен герметичным уплотнением. Электронные компании используют полиэтилен для своих электронных компонентов, поскольку он обеспечивает защиту от влаги и несанкционированного доступа.

2) Высокая Способность К Адаптации

Полиэтилен обладает высокой универсальностью и настраиваемостью. Наряду с защитой, он предлагает отличный рекламный вариант в соответствии с продуктом, что делает его очень адаптируемым. Он предлагает различную толщину и прозрачность, а также различные дизайнерские цвета для более индивидуального варианта.

3) Чрезвычайно легкий

PE легкий и не требует много места для хранения.  Благодаря этому его легко транспортировать, тем самым снижая углеродный след при транспортировке.

4) Экономичный

Наряду с влагозащитным барьером, полиэтилен высокой плотности (HDPE) типа PE является недорогим, простым в обработке и непрозрачным упаковочным продуктом. Бутылки с шампунем и маслом, бутылки для бытовой химии, цветочные горшки, бочки-все они изготовлены из полиэтилена высокой плотности и предлагают непрозрачные контейнеры для маркетинговой привлекательности.

продукт для шампуня

5) Прочный

Полиэтилен долговечен и устойчив к внешним воздействиям, что обеспечивает хорошую сохранность содержимого. ПНД типа ПЭ устойчив к проколам, разрыву и ниже при растяжении. Распространенным примером этого материала являются продуктовые пакеты, мешки для мусора, пакеты для розничной упаковки и упаковочные пленки.

мешок для мусора

 

6) Превосходная Жесткость

Полученный из полиэтилена полиэтилентерефталат (ПЭТ) обладает превосходной жесткостью по сравнению с другими формами пластика. Он сохраняет прочную защитную структуру и обладает отличными влагостойкими свойствами. Лучшими примерами этого являются ПЭТ-бутылки, бутылки из-под растительного масла, коробки из-под молока и большинство крышек для бутылок.

пластиковые бутылки

7) Превосходная гибкость

Полиэтилен низкой плотности (ПВД) еще одна форма ПЭТ является очень гибким материалом и используется для производства первичной продукции по всему миру. Материал мягкий, стойкий к проколам, обладает высокой прозрачностью, способностью к термосвариванию и, таким образом, подходит для упаковки.

Большинство полиэтиленовых пакетов, используемых для упаковки продуктов, трубок и упаковки автозапчастей и инструментов, изготовлены из полиэтилена низкого давления. Более толстые полиэтиленовые пакеты используются для упаковки гвоздей, ножей и множества других острых предметов.

оберточное изделие

 

8) Легко Перерабатывается

Пластиковые пакеты легко перерабатываются и требуют меньше энергии для производства по сравнению с другими упаковочными материалами. Он также производит на 80% меньше твердых отходов, чем бумага.