Тръба (за напояване)

Полиетилен с висока плътност, английското име е "High Density Polyethylene", или накратко "HDPE".HDPE е силно кристална, неполярна термопластична смола.Външният вид на оригиналния HDPE е млечнобял, а тънката част е полупрозрачна до известна степен.PE има отлична устойчивост на повечето битови и индустриални химикали.Някои видове химикали могат да причинят химическа корозия, като корозивни окислители (концентрирана азотна киселина), ароматни въглеводороди (ксилен) и халогенирани въглеводороди (тетрахлорид на въглерод).Полимерът е нехигроскопичен и има добра устойчивост на водни пари и може да се използва за опаковане.HDPE има добри електрически свойства, особено високата диелектрична якост на изолацията, което го прави много подходящ за проводници и кабели.Класовете със средно до високо молекулно тегло имат отлична устойчивост на удар дори при стайна температура и дори при ниски температури от -40F.

HDPE е термопластичен полиолефин, произведен чрез съполимеризация на етилен.Въпреки че HDPE е пуснат на пазара през 1956 г., тази пластмаса все още не е достигнала зряло ниво.Този материал с общо предназначение непрекъснато развива своите нови приложения и пазари.

Основните функции

HDPE е неполярна термопластична смола с висока кристалност.Външният вид на оригиналния HDPE е млечнобял, а тънката част е полупрозрачна до известна степен.PE има отлична устойчивост на повечето битови и индустриални химикали.Някои видове химикали могат да причинят химическа корозия, като корозивни окислители (концентрирана азотна киселина), ароматни въглеводороди (ксилен) и халогенирани въглеводороди (тетрахлорид на въглерод).Полимерът е нехигроскопичен и има добра устойчивост на водни пари и може да се използва за опаковане.HDPE има добри електрически свойства, особено високата диелектрична якост на изолацията, което го прави много подходящ за проводници и кабели.Класовете със средно до високо молекулно тегло имат отлична устойчивост на удар дори при стайна температура и дори при ниски температури от -40F.Уникалните характеристики на различни видове HDPE са правилната комбинация от четири основни променливи: плътност, молекулно тегло, разпределение на молекулното тегло и добавки.Използват се различни катализатори за производството на персонализирани полимери със специални свойства.Комбинацията от тези променливи произвежда класове HDPE за различни цели;постигане на най-добър баланс в производителността.

плътност

Това е основната променлива, която определя характеристиките на HDPE, въпреки че четирите споменати променливи си влияят една на друга.Етиленът е основната суровина за полиетилена.Няколко други съмономера, като 1-бутен, 1-хексен или 1-октен, също често се използват за подобряване на ефективността на полимера.За HDPE съдържанието на горните няколко мономера обикновено не надвишава 1%-2%.Добавянето на съмономер леко намалява кристалността на полимера.Тази промяна обикновено се измерва чрез плътност, която има линейна връзка с кристалността.Общата класификация на Съединените щати е в съответствие с ASTM D1248, а плътността на HDPE е 0,940g/.Над С;Диапазонът на плътност на MDPE е 0,926～0,940g/CC.Други класификации понякога класифицират MDPE като HDPE или LLDPE.Хомополимерите имат най-висока плътност, най-висока твърдост, добра пропускливост и най-висока точка на топене, но като цяло имат слаба устойчивост на напукване под въздействието на околната среда (ESCR).ESCR е способността на PE да устои на напукване, причинено от механичен или химичен стрес.По-високата плътност обикновено подобрява механичната якост, като якост на опън, твърдост и твърдост;топлинни свойства като температура на точката на омекване и температура на топлинно изкривяване;и непропускливост, като пропускливост на въздух или пропускливост на водна пара.По-ниската плътност подобрява неговата якост на удар и E-SCR.Плътността на полимера се влияе главно от добавянето на комономери, но в по-малка степен от молекулното тегло.Високият процент на молекулно тегло намалява леко плътността.Например хомополимерите имат различни плътности в широк диапазон от молекулни тегла.

Производство и катализатор

Най-разпространеният метод за производство на PE е чрез обработка в суспензия или газова фаза, а някои се произвеждат чрез обработка в разтворена фаза.Всички тези процеси са екзотермични реакции, включващи етиленов мономер, а-олефинов мономер, каталитична система (може да бъде повече от едно съединение) и различни видове въглеводородни разредители.Водородът и някои катализатори се използват за контролиране на молекулното тегло.Реакторът за суспензия обикновено е резервоар с разбъркване или по-често използван широкомащабен реактор с цикъл, в който суспензията може да циркулира и да се разбърква.Когато етилен и комономер (ако е необходимо) влязат в контакт с катализатора, се образуват полиетиленови частици.След отстраняване на разредителя полиетиленовите гранули или прахообразните гранули се изсушават и добавките се добавят според дозировката, за да се получат пелети.Модерна производствена линия с големи реактори с двушнекови екструдери може да произведе повече от 40 000 паунда PE на час.Разработването на нови катализатори допринася за подобряване на производителността на нови видове HDPE.Двата най-често използвани типа катализатори са катализаторите на Philips на основата на хромов оксид и титанови съединения-алкилалуминиеви катализатори.HDPE, произведен от катализатора Phillips, има разпределение на молекулното тегло със средна ширина;титан-алкил алуминиевият катализатор има тясно разпределение на молекулното тегло.Катализаторът, използван при производството на тесни MDW полимери в двоен реактор, може също да се използва за производство на широки MDW степени.Например, два реактора в серия, които произвеждат продукти с значително различно молекулно тегло, могат да произведат бимодални полимери с молекулно тегло, които имат пълен набор от разпределения на молекулното тегло.PE тръбни фитинги

Молекулно тегло

По-високото молекулно тегло води до по-висок вискозитет на полимера, но вискозитетът също е свързан с температурата и скоростта на срязване, използвани в теста.Реологията или измерването на молекулното тегло се използва за характеризиране на молекулното тегло на материала.Класовете на HDPE обикновено имат диапазон на молекулно тегло от 40 000 до 300 000, а средното тегло на молекулното тегло приблизително съответства на диапазона на индекса на стопилка, тоест от 100 до 0,029/10 min.Като цяло по-високата MW (по-нисък индекс на топене MI) повишава якостта на стопилката, по-добра издръжливост и ESCR, но по-високата MW улеснява обработката

Процесът е по-труден или изисква по-високо налягане или температура.

Разпределение на молекулното тегло (MWD): WD на PE варира от тясно до широко в зависимост от използвания катализатор и процеса на обработка.

Най-често използваният индекс за измерване на MWD е индексът на неравномерност (HI), който е равен на средното молекулно тегло (MW), разделено на средното молекулно тегло (Mn).Този диапазон на индекса за всички степени на HDPE е 4-30.Тесният MWD осигурява ниско изкривяване и силно въздействие по време на процеса на формоване.Средният до широк MWD осигурява обработваемост за повечето процеси на екструдиране.Широкото MWD може също така да подобри якостта на топене и устойчивостта на пълзене.

добавка

Добавянето на антиоксиданти може да предотврати разграждането на полимера по време на обработката и да предотврати окисляването на крайния продукт по време на употреба.Антистатичните добавки се използват в много видове опаковки, за да се намали адхезията на бутилките или опаковките към прах и мръсотия.Специфичните приложения изискват специални адитивни формули, като медни инхибитори, свързани с приложения на жици и кабели.Отлична устойчивост на атмосферни влияния и анти-ултравиолетова (или слънчева) светлина може да се постигне чрез добавяне на анти-UV добавки.Без добавяне на устойчив на UV лъчи или сажди PE се препоръчва да не продължите да го използвате на открито.Висококачествените въглеродни сажди пигменти осигуряват отлична устойчивост на ултравиолетови лъчи и често се използват при приложения на открито, като жици, кабели, слоеве на резервоари или тръби.

методи на обработка

PE може да се произвежда в широка гама от различни методи на обработка.Използвайки етилен като основна суровина, пропилей, 1-бутен и хексен като съполимер, под действието на катализатор се приема суспензионната полимеризация или процесът на полимеризация в газова фаза и полученият полимер се изпарява, отделя, суши, гранулира и др. Процес за получаване на готови продукти с еднородни частици.Включително такива като екструдиране на листове, екструдиране на филми, екструдиране на тръби или профили, формоване чрез раздуване, формоване под налягане и ротационно формоване.

▲ Екструзия: Степента, използвана за производството на екструзия, обикновено има индекс на стопилка по-малък от 1 и средно до широко MWD.По време на обработката ниският MI може да получи подходяща якост на стопилка.По-широките MWD класове са по-подходящи за екструдиране, защото имат по-високи производствени скорости, по-ниски налягания на матрицата и намалена тенденция на разрушаване на стопилката.

PE има много приложения за екструдиране, като проводници, кабели, маркучи, тръби и профили.Приложенията за тръби варират от жълти тръби с малки секции за природен газ до дебелостенни черни тръби с диаметър 48 инча за индустриални и градски тръбопроводи.Използването на тръби с кухи стени с голям диаметър като заместител на дренажните тръби за дъждовна вода от бетон и други канализационни тръби нараства бързо.

Лист и термоформоване: Термоформоващата облицовка на много големи хладилници за пикник е направена от PE, който е здрав, лек и издръжлив.Други листови и термоформовани продукти включват калници, облицовки на резервоари, предпазители на тигани, транспортни кутии и резервоари.Голям брой приложения за бързо развиващи се листове са мулч или селища на дъното на езерце, които се основават на здравината, химическата устойчивост и непропускливостта на MDPE.

▲Издухване: Повече от 1/3 от HDPE, продаван в Съединените щати, се използва за раздуване.Те варират от бутилки, съдържащи белина, моторно масло, перилен препарат, мляко и дестилирана вода до големи хладилници, резервоари за автомобилно гориво и кутии.Характеристиките на класовете за формоване чрез раздуване, като якост на стопилка, ES-CR и якост, са подобни на тези, използвани за приложения за листово и термоформоване, така че могат да се използват подобни степени.

Инжекционното издухване обикновено се използва за направата на по-малки контейнери (по-малко от 16oz) за опаковане на лекарства, шампоани и козметика.Едно от предимствата на този процес е, че производствените бутилки се подрязват автоматично, без необходимост от последващи довършителни стъпки като общо формоване с издухване.Въпреки че някои тесни степени на MWD се използват за подобряване на повърхностното покритие, обикновено се използват средни до широки степени на MWD.

▲Шприцоване: HDPE има безброй приложения, вариращи от тънкостенни чаши за напитки за многократна употреба до кутии от 5 gsl, които консумират 1/5 от домашния HDPE.Класовете за леене под налягане обикновено имат индекс на стопилка 5-10.Има степени с якост и по-ниска течливост и степени с по-висока течливост с възможност за обработка.Употребите включват ежедневни нужди и тънкостенни опаковки за храни;здрави и издръжливи кутии за храна и боя;висока устойчивост на приложения за крекинг под напрежение, като малки резервоари за гориво на двигатели и 90-галонови кофи за боклук.

▲Ротационно формоване: Материалите, използващи този метод на обработка, обикновено се раздробяват на прахообразни материали, които се разтопяват и текат в термичния цикъл.Rotomolding използва два вида PE: с общо предназначение и омрежващ.MDPE/HDPE с общо предназначение обикновено има плътност, варираща от 0,935 до 0,945 g/CC, с тесен MWD, така че продуктът да има голямо въздействие и минимално изкривяване, а неговият индекс на стопилка обикновено е в диапазона 3-8.По-високите класове MI обикновено не са подходящи, тъй като нямат очакваната устойчивост на напукване при въздействие и напрежение от околната среда за ротационно формованите продукти.

Приложенията за ротационно формоване с висока производителност използват уникалните свойства на неговите химически омрежващи се класове.Тези сортове имат добра течливост в първата част от цикъла на формоване и след това омрежват, за да образуват своята отлична устойчивост на напукване и издръжливост при стресови условия на околната среда.Устойчивост на износване и устойчивост на атмосферни влияния.Омрежено PE е подходящо само за големи контейнери, вариращи от 500-gal резервоари за транспортиране на различни химикали до 20 000-gal селскостопански резервоари.

▲Филм: Обработката на PE фолио обикновено използва обикновена обработка с издухан филм или обработка с плоско екструдиране.Повечето PE се използват за фолио, наличен е общ PE с ниска плътност (LDPE) или линеен PE с ниска плътност (LLDPE).Класовете HDPE филми обикновено се използват, когато се изисква превъзходна разтегливост и отлична непропускливост.Например, HDPE фолиото често се използва за стокови торби, чанти за хранителни стоки и опаковки за храни.

Производителност на продукта

Полиетиленът с висока плътност е нетоксичен, бели частици без вкус и мирис с точка на топене около 130°C и относителна плътност от 0,941 до 0,960.Има добра устойчивост на топлина и студ, добра химическа стабилност, висока твърдост и издръжливост и добра механична якост.Диелектричните свойства и устойчивостта на напукване под въздействието на околната среда също са добри.

Опаковка и съхранение

Пазете от пожар и топлоизолация по време на съхранение.Складът трябва да се поддържа сух и подреден.Строго е забранено да се смесват всякакви примеси, слънчева светлина и дъжд.Транспортът трябва да се съхранява в чисти, сухи, покрити вагони или кабини и не трябва да има остри предмети като железни пирони.Смесеният транспорт със запалими ароматни въглеводороди, халогенирани въглеводороди и други органични разтворители е строго забранен.

рециклирайте и използвайте повторно

HDPE е най-бързо развиващата се част от пазара за рециклиране на пластмаса.Това се дължи главно на неговата лесна повторна обработка, минимални характеристики на разграждане и големия му брой приложения за опаковане.Основното рециклиране е да се преработят 25% от рециклираните материали, като рециклируеми след потребление (PCR), с чист HDPE за производство на бутилки, които не са в контакт с храна.

PE тръбите за водоснабдяване са заместващи продукти на традиционните стоманени тръби и PVC тръби за питейна вода.