Polietilene - che cos'è? Applicazione del polietilene

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Cos'è il polietilene? Quali sono le sue caratteristiche? Come viene prodotto il polietilene? Queste sono domande molto interessanti che verranno sicuramente affrontate in questo articolo.

Informazioni generali

Il polietilene è una sostanza chimica che è una catena di atomi di carbonio, ognuno dei quali ha due molecole di idrogeno attaccate. Nonostante la presenza della stessa composizione, ci sono ancora due modifiche. Differiscono nella loro struttura e, di conseguenza, nelle proprietà. La prima è una catena lineare in cui il grado di polimerizzazione supera la cifra di cinquemila. La seconda struttura è un ramo di 4-6 atomi di carbonio che sono attaccati alla catena principale in modo arbitrario. Come si ottiene in generale il polietilene lineare? Ciò si ottiene attraverso l'uso di speciali catalizzatori che agiscono sulle poliolefine a temperatura moderata (fino a 150 gradi Celsius) e pressione (fino a 20 atmosfere). Ma cosa rappresenta? Conosciamo le sue proprietà chimiche, ma quali sono le sue proprietà fisiche?

Che cos'è?

Il polietilene è un polimero termoplastico in cui avviene il processo di cristallizzazioneeffettuata a temperature inferiori a meno 60 gradi Celsius. Non è trasparente in uno spesso strato, non è bagnato dall'acqua, i solventi organici a temperatura ambiente non lo intaccano. Se la temperatura supera più 80 gradi Celsius, si verifica prima il rigonfiamento e quindi la decomposizione in idrocarburi aromatici e derivati dell'alogeno. Il polietilene è una sostanza che resiste con successo agli effetti negativi delle soluzioni di acidi, sali e alcali. Ma se la temperatura supera i 60 gradi Celsius, gli acidi nitrico e solforico possono distruggerla rapidamente. Per l'incollaggio di prodotti in polietilene, possono essere trattati con agenti ossidanti, seguiti dall'applicazione delle sostanze necessarie.

Come viene prodotto il polietilene?

Usa per questo:

• Metodo ad alta pressione (bassa densità). Il polietilene viene creato ad alta pressione, che è nell'intervallo da 1.000 a 3.000 atmosfere a una temperatura di 180 gradi Celsius. L'ossigeno agisce come iniziatore.
• Metodo a bassa pressione (alta densità). In questo caso, il polietilene viene creato ad una pressione di almeno cinque atmosfere e una temperatura di 80 gradi Celsius utilizzando un solvente organico e catalizzatori Ziegler-Natta.
• E c'è un ciclo di produzione separato di polietilene lineare, che è stato menzionato sopra. È intermedio tra il secondo e il primo punto.

Nota che queste non sono le uniche tecnologie utilizzate. Così,Anche l'uso di catalizzatori metallocenici è abbastanza comune. Il significato di questa tecnologia sta nel fatto che attraverso di essa si ottiene una massa significativa di polimero, aumentando al contempo la resistenza del prodotto. A seconda della struttura e delle proprietà necessarie quando si utilizza un monomero, si verifica la scelta di un metodo di ottenimento. Può anche essere influenzato dai requisiti di temperatura di fusione, resistenza, durezza e densità.

Perché c'è una tale differenza?

Il motivo principale della differenza di proprietà è la ramificazione delle macromolecole. Quindi, più è grande, minore è la cristallinità e maggiore è l'elasticità del polimero. Perché è importante? Il fatto è che le proprietà meccaniche del polietilene crescono insieme alla sua densità e peso molecolare. Diamo un'occhiata a un piccolo esempio. Il foglio di polietilene ha una notevole rigidità e opacità. Ma se viene utilizzato un metodo a bassa densità, il materiale risultante avrà una flessibilità relativamente buona e una visibilità relativa attraverso di esso. Perché c'è una così ampia varietà di prodotti? a causa delle diverse condizioni operative. Quindi, il polietilene si adatta bene ai carichi d'urto. Tollera bene anche il gelo. L'intervallo di temperatura di esercizio di questo materiale va da -70 a +60 Celsius. Sebbene i singoli marchi siano adattati per un gradiente leggermente diverso, da -120 a +100. Ciò è influenzato dalla densità del polietilene e dalla sua struttura a livello molecolare.

Specifiche del materiale

Va notato uno svantaggio significativo: il rapido invecchiamento del polietilene. Ma questo è risolvibile. Un aumento della durata si ottiene grazie a speciali additivi antiossidanti, che possono essere nerofumo, fenoli o ammine. Va anche notato che il materiale a bassa densità è più viscoso, quindi può essere più facilmente trasformato in prodotti. Per non parlare delle proprietà elettriche. Il polietilene, poiché è un polimero non polare, è un dielettrico ad alta frequenza di alta qualità. A causa di ciò, la permeabilità e la tangente di perdita cambiano poco dalle variazioni di umidità, temperatura (nell'intervallo da -80 a +100) e dalla frequenza del campo elettrico. Una caratteristica dovrebbe essere notata qui. Quindi, se ci sono residui di catalizzatore nel polietilene, ciò contribuisce ad aumentare la tangente di perdita dielettrica, che porta ad un certo deterioramento delle proprietà isolanti. Bene, ora abbiamo considerato la situazione generale. Ora entriamo nello specifico.

Cos'è l'LDPE?

Questo è un materiale elastico, leggero e cristallizzante con una resistenza al calore che va da -80 a +100 gradi Celsius. Ha una superficie lucida. La transizione vetrosa inizia a -20. E la fusione è nell'intervallo 120-135. È caratterizzato da una buona resistenza agli urti e resistenza al calore. La densità del polietilene influisce in modo significativo sulle proprietà ottenute. Quindi, insieme ad esso, aumentano la forza, la rigidità, la durezza e la resistenza chimica. Ma allo stesso tempo diminuisce la tendenza all'allungamento e la permeabilità.per vapori e gas. È impossibile non notare lo scorrimento che si osserva durante il carico prolungato. Tale polietilene è biologicamente inerte e può essere facilmente riciclato. Che è molto utile nelle condizioni moderne. Parlando dell'uso del polietilene, va notato che viene utilizzato per la produzione di imballaggi e contenitori. Quindi, circa un terzo della produzione va a creare contenitori per soffiaggio che vengono utilizzati nell'industria alimentare, cosmetica, automobilistica, domestica, energetica e cinematografica. Ma puoi anche incontrarlo quando crei tubi e parti di tubazioni. Un importante vantaggio di questo materiale è la sua durata, il basso costo e la facilità di saldatura.

HDPE

Questo è un materiale elastico, leggero e cristallizzante con una resistenza al calore (senza carico) che va da -120 a +90 gradi Celsius. Le proprietà dipendono anche fortemente dalla densità del materiale risultante. Ciò si traduce in un aumento di forza, durezza, rigidità e resistenza chimica. Allo stesso tempo, lo spessore del polietilene influisce negativamente sulla resistenza agli urti, l'allungamento, la resistenza alle crepe e la permeabilità ai vapori e ai gas. Inoltre, non è dimensionalmente stabile e ha un notevole effetto negativo a carichi relativamente piccoli. Da segnalare l'elevatissima resistenza chimica e le ottime caratteristiche dielettriche. Dal negativo: tale polietilene è gravemente influenzato da grassi, oli e radiazioni ultraviolette. Biologicamente inerte, può essere facilmente riciclato. È anche possibileda caratterizzare e come resistente alle radiazioni. L'uso del polietilene ad alta densità è più comune nella realizzazione di film tecnici, alimentari e agricoli. Anche se, ovviamente, questa non è l'unica opzione.

Polietilene lineare

È un materiale cristallizzante elastico. Può resistere a temperature fino a 118 gradi Celsius. Anche un importante vantaggio di questo materiale è la sua resistenza alla fessurazione, resistenza al calore e resistenza agli urti. Si applica alla produzione di imballaggi, capacità e contenitori. Cosa offre questo polietilene? Le caratteristiche di questo materiale sono molto elevate rispetto all'analogo ottenuto con il metodo a bassa pressione. Pertanto, ha proprietà abbastanza buone. Tuttavia, di regola, non può essere uguale a HDPE.

Come si può presentare il materiale?

Quindi, abbiamo già considerato i principali tipi di polietilene. In che forma viene creato? I più popolari sono fogli e film di polietilene. Questi stampi possono essere realizzati con qualsiasi densità di materiale. Anche se ci sono ancora alcune preferenze. Pertanto, l'approccio a bassa pressione è ampiamente utilizzato per ottenere film elastici e sottili. La larghezza del materiale risultante, di regola, raggiunge i 1400 millimetri e la lunghezza è di 300 metri. Il polietilene lineare e ad alta densità sono più rigidi, quindi vengono utilizzati per strutture che non devono essere interessate: le stesse lastre, tubi, stampati e stampati, ecc.

Conclusione

E infine, non si possono non citare i documenti normativi, secondo i quali si produce il polietilene. GOST 16338-85 è responsabile dei prodotti creati a bassa pressione. Opera dal 1985. GOST 16337-77 regola le questioni relative al polietilene ad alta pressione. È ancora più antico e risale al 1977. Questi documenti normativi contengono informazioni sui requisiti per i materiali da cui sono realizzati film, imballaggi e vari altri prodotti. Inoltre, va notato un ampio campo di applicazione dei prodotti risultanti e la sua diversità di specie. Quindi, ad esempio, i film in polietilene rinforzato sono molto comuni. La loro particolarità è che, a parità di spessore, sono un gradino sopra nelle loro proprietà rispetto ai normali campioni di prodotto. Tovaglie, borse e tante altre cose utili sono realizzate con le stesse pellicole di polietilene rinforzato. E le loro proprietà sono ottenute attraverso l'introduzione di fili speciali da fibre naturali o sintetiche.