Что такое пнд пластик
Что такое ПНД?
ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления. Полиэтилен состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2H4]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см².
Основные характеристики ПНД
Мономер для производства ПНД связывается в плотную полимерную структуру благодаря присутствию катализаторов и стабилизаторов, часть из которых затем становится составной частью полиэтилена. Таким строением и составом объясняются его свойства и возможности, подарившие ему столь высокую популярность.
-Высокой твердостью, объясняемой высокой кристалличностью вещества,
Высокой прочностью на растяжение и сжим,
Практически абсолютной паровой и жидкостной непроницаемостью,
Хорошей химической стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред с содержанием кислот, щелочей, жиров и масел,
Отличными диэлектрическими свойствами,
Возможностью переработки термическими методами, легкостью сварки и склейки.
Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП
Полиэтилен низкого давления является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. Отсюда следуют отличия его от не менее распространенных полимеров – ПВД и ЛПНП: ПНД и ПВД. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет:
Повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность,
Большую прочность, но меньшую сопротивляемость деформациям и большую хрупкость (особенно при низких температурах),
Более высокую температуру плавления, при которой возможна стерилизация изделий из него даже при помощи пара,
Меньшие водопоглощение и паропроницаемость,
Лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров. ПНД и ЛПНП.
Линейный полиэтилен ЛПНП по химическим характеристикам находится между ПНД и ПВД. Он практически не уступает ПЭНД в жесткости и химической инертности, но при этом обладает большей пластичностью и устойчивостью к растрескиваниям и проколу.
ЗНАЙТЕ! При ударе о твердые поверхности изделия из ПНД издают звонкий звук, с помощью которого их можно быстро отличить «на глазок» от предметов, изготовленных из пластмасс других видов. Это отличие может применяться наравне с таким признаком, как более твердая и матовая поверхность (поверхности изделий из ПВД более гладкие и блестящие).
Классификация ПНД материала
Полиэтилен высокой плотности может быть разных видов в зависимости от изменения технологии изготовления. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, являющиеся как продуктами проводимой реакции, так и остатками сопутствующих веществ: Суспензионный ПВП может содержать различные химические стабилизаторы, образующие суспензионную массу из гранул при холодной» полимеризации этилена. Это могут быть неагрессивные кислоты, оксиды легких металлов, полимерные спирты и даже некоторые виды глины. Такой пластик наиболее качественный, однородный, без нарушений структуры и слабых зон. Растворный полиэтилен часто содержит доли катализаторов, присутствующих в реакции полимеризации «горячим» способом. Газофазный имеет в составе остатки газов и эфирных веществ. Из всех трех видов он имеет наиболее слабую структуру, так как сравнительно неоднороден и включает наличие менее устойчивых к износу участков.
ВНИМАНИЕ! Из-за наличия в составе ПЭВП посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность является более важным фактором, чем экологичность и нетоксичность.
Применение ПНД в промышленности и производстве
Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы этого полиэтилена становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов: Методом экструзии из ПЭНД производятся: пленки – гладкие и пузырьковые, пленочный рукав для изготовления пакетов, коммуникационные трубы, изоляции электрокабелей, листовые и сеточные материалы. Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п. Под давлением отливают: товары бытового назначения (игрушки, посуду, инвентарь, изделия для кухни и ванной, крышки для банок, бутылочной тары и т.п.), швейную и мебельную фурнитуру, комплектующие для различной техники (авто, бытовые приборы и др.). Формируют методом ротора: Баки, Дорожные блоки, Масштабные конструкции в виде игровых площадок, колодцев, эстакад. Кроме этого, при вспенивании ПЭВП получают качественно новый продукт – пенополиэтилен, который применяется в теплоизоляционных строительных работах.
ИНТЕРЕСНО! Из полиэтилена низкого давления получают наиболее тонкие пленки, напоминающие папиросную бумагу, толщина которых достигает всего 7 мкм. Они выступают альтернативой жиростойким бумагам типа пергаментных, в отличие от которых обладают отличной водостойкостью, а также паро- и аромабарьерными свойствами. Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) Полиэтилен низкого давления (ПНД) Полиэтилен низкого давления (ПНД или ПВП – полиэтилен высокой плотности): состав, химические и физические свойства, классификация, отличие от ПВД и ЛПНП.
Применение в промышленности и в быту. ПНД — свойства, виды, производство и применение
Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Сейчас он входит в число наиболее востребованных материалов на мировом рынке полимеров. Что такое ПНД? ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления. Полиэтилен состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2p]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см². По сравнению с другими полимерами, ПНД обладает большей плотностью, поэтому его также называют ПВП, что расшифровывается как полиэтилен высокой плотности. Существует, по меньшей мере, десять торговых названий этого популярного полимера — бакелит, монолен, гифакс, супер-дайлан и т.д. В международной транскрипции ПНД соответствует аббревиатура HDPE.
Преимущества и недостатки ПНД
Полимер отличается следующими особенностями, ставшими конкурентными преимуществами:
приемлемой износоустойчивостью и противодействием «сжатию↔растягиванию», связанными с высокой кристалличностью материала,
низким коэффициентом трения,
высокой влагонепроницаемостью, способностью не взаимодействовать с агрессивной средой,
свойствами диэлектрика,
легкостью сварки-склейки и переработки ПНД.
Главный недостаток ПНД — старение под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей. Нейтрализуется это негативное свойство с помощью добавок-ингибиторов — производны бензофенонов, иногда в структуру полимера добавляется 2–3% печной сажи. Свойства полиэтилена низкого давления Синтетический полимер легко поддается формованию при нагреве, что позволяет производить изделия экструзией, выдувом или литьем. В составе изделий ПНД представляет твердую субстанцию с воскообразной, матовой на ощупь поверхностью. По горючести полиэтилен отнесен к классу трудно возгораемых (В1) и нормально возгораемых (В2) материалов. Самовоспламенение происходит при температуре + 350°С. Вещество химически нейтрально и устойчиво к растворам солей, невосприимчиво к щелочным и кислотосодержащим растворам слабой концентрации. Оно чувствительно к воздействию концентрированной азотной и серной кислоты. Синтетический полимер нетоксичен, поэтому допускается производство посуды и пищевых емкостей из этого материала. Показатель плотности базовых марок полиэтилена составляет более 0,945 г/см. Степень кристалличности полимера составляет 70–80%. При ударе предметы из этого полимера издают звонкий звук. Этим ПНД отличается от других полимеров и композитных материалов. «На глазок» ПНД пленку от аналога высокого давления отличают по характерной матовой поверхности материала. Форма выпуска ПНД ПНД выдувной — специально предназначен для формования экструзионным методом бутылок и выдувной тары различных габаритов. ПНД литьевой— адаптирован для литья под давлением деталей и изделий. ПНД пленочный – полиэтилен низкого давления, характеристики которого обеспечивают высокую текучесть расплава. Незаменим как сырье для создания пленки и полиэтиленовых пакетов. ПНД трубный— отличает повышенная вязкость и прочность, используется в изготовлении труб. Специальные компонентные добавки и присадки улучшают термоустойчивость и снижают коэффициент линейного расширения полимера.
Технология производства гранул ПНД
Готовый продукт ПНД представляет гранулы размером от 2 до 5 мм, из которых затем производят готовые изделия – пленки, трубы и др. Читайте также: Таблица сортамента труб стальных Ниже описан процесс производства гранул ПНД: В автоклаве создается давление 0,15–2,0 кг/см², чтобы началась полимеризация этилена. Обязательное условие процесса — поддержание ПНД температуры плавления 125–150º С. С помощью комплексных катализаторов получается полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Затем в камеру полимеризации добавляется катализатор тетрахлорид титан в комбинации с триэтилалюминием. В процессе преобразования выстраивается молекулярная клетка с новыми межмолекулярными связями. В макромолекулах, полученных методом высокого давления, содержится большее по сравнению с ПВД количество коротких боковых ответвлений. Выпадающее в осадок твердое вещество – полиэтилен высокой плотности низкого давления. После дезактивации катализатора и просушки крупинки вещества переплавляются в полиэтиленовые гранулы. Перед отправкой заказчику гранулированное сырье засыпается в мешки весом 25–50 кг. К сведению! Отработанный вторичный полимер очень прост в переработке, поэтому часто как добавка к основному веществу используется рециклат. 20% содержание вторичного ПНД в материале не приводит к изменению физико-механических свойств. Применение полиэтилена низкого давления Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении: пленок с гладкой и воздушно-пузырчатой поверхностью, пластиковых труб и фитингов для трубопроводов широкого назначения, изоляции кабелей и проводов, пакетов ПНД и упаковочных лент, листовых материалов и другой продукции, изготовленной на экструдере, способом выдувания создают резервуары и емкости для хранения жидкостей и бытовой химии, производят под давлением из полимерного расплава сувенирную продукцию и мебельную фурнитуру, получили повсеместное распространение игрушки из пластика, полимерная кухонная посуда, бытовые принадлежности и домашние аксессуары, в качестве теплоизоляции часто используется вспененный полиэтилен, чаще называемый пенополиэтиленом. Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.
ПНД – свойства, виды, производство и применение
Облегчается и сама эксплуатация трубопроводов из ПНД. Внутренняя поверхность труб абсолютно гладкая, что не дает образовываться засорам. Изделия не бояться морозов. Даже если внутри труб замерзнет вода, то это не нанесет им вреда. ПНД очень эластичен. Образовавшаяся ледяная пробка просто увеличит диаметр труб, но не разорвет их. Если случится прорыв, то ремонт не займет много времени. Вставить новый кусок трубы при помощи существующих фитингов не составит большого труда. К тому же особого ухода трубопроводы из ПНД не требуют. Заключение ПНД или полиэтилен низкого давления – современный и практичный материал. Его широко используют во многих отраслях. Различные предметы быта, игрушки, комплектующие и многие другие изделия, выполнены именно из этого удобного материала. ПНД используется и для производства водопроводных труб. Сделанные из таких изделий трубопроводы отвечают всем санитарным нормам и служат больше полувека.
Изделия из полиэтилена низкого давления или ПНД, что это такое? Полиэтилен низкого давления (ПНД). Что из себя представляет. Характеристики и преимущества. Область использования. Преимущества водопроводных труб из ПНД. Что такое ПНД – это термопластичный полимер этилена высокой плотности. Сильные межмолекулярные связи обеспечивают материалу высокую степень твердости. Полиэтилен низкого давления используется для производства изделий для строительства, дома, сада и огорода. Но что такое ПНД на практике? Новинка или уже проверенное на практике изобретение? Давайте разберёмся! ПНД на рынке материалов На нашем рынке ПНД присутствует не так давно. Фактически о нём заговорили только в тот момент, когда возрос интерес к ПНД трубам. Но важно знать, что на Западе материал знают уже очень давно. Изобрели его в Германии в 1953 году. И за это время материал уже отлично изучили. И производители позаботились о том, чтобы сразу же при производстве добавлять к материалу улучшители. Например, первое время считалось, что материал имеет чрезмерно высокий коэффициент расширения в ответ на изменение температуры. Но благодаря добавкам материал смогли стабилизировать. При этом важно понимать, что высокий коэффициент расширения компенсируется достойной эластичностью. Поэтому этот недостаток несколько натянутый и относительный.
Что такое ПНД
ПНД на рынке материалов
На нашем рынке ПНД присутствует не так давно. Фактически о нём заговорили только в тот момент, когда возрос интерес к ПНД трубам. Но важно знать, что на Западе материал знают уже очень давно. Изобрели его в Германии в 1953 году. И за это время материал уже отлично изучили. Производители позаботились о том, чтобы сразу же при производстве добавлять к материалу примеси, улучшающие его свойства.
Например, первое время считалось, что материал имеет чрезмерно высокий коэффициент расширения в ответ на изменение температуры. Но благодаря добавкам, материал стабилизировался. При этом важно понимать, что высокий коэффициент расширения компенсируется достойной эластичностью. Поэтому этот недостаток несколько притянут за уши.
Для каких изделий идеален ПНД
ПНД как материал идеален для производства следующих изделий:
Чем выигрышен ПНД
Исследования показывают, что ПНД стоит ценить за целый ряд качеств:
Как производят ПНД
ПНД представляет собой продукт, который можно получить несколькими способами:
При этом и в первом, и во втором случае важно присутствие комплексных металлоорганических катализаторов:
На практике, особенно если задействована технология сополимеризации, при этом лучше всего себя показывают иммобилизованные катализаторы. Они отлично сохраняют селективность внедрения в полимерную цепь гексена-1.
Для очищения получаемого ПНД от остатков катализаторов используют центрифугу или систему, которая состоит из гидроциклонов и специальных промывателей.
Для улучшения эксплуатационных характеристик полимера в него добавляют нитрофосфат натрия (выполняет роль стабилизатора). Также в полимер могут добавлять этиленгликоль и воск. На прочность, стойкость материала последние абсолютно не влияют, а вот эстетическую привлекательность обеспечивают. Если ПНД используется для производства труб.
В качестве активаторов катализаторов перспективным считается использование соединений метилалюмоксанов или изобутилалюмоксанов. При этом важно, чтобы они были синтезированы на поверхности гидратированных алюмосиликатов.
Чем ПНД отличается от ПВД
ПНД как материал очень близок к ПВД (полиэтилену высокого давления), но так как при производстве задействуют разное давление, то и м акромолекулы полиэтилена получаются разными, а вместе с ними разнятся и свойства материала.
Также специалисты отмечают, что ПНД наиболее безопасен для человека, чем ПВД.
Мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.
ПНД — свойства, виды, производство и применение
Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Сейчас он входит в число наиболее востребованных материалов на мировом рынке полимеров.
Что такое ПНД?
ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью.
Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления.
Полиэтилен состоит только из углерода и водорода.
Химическая формула — [C2H4]N.
Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см².
По сравнению с другими полимерами, ПНД обладает большей плотностью, поэтому его также называют ПВП, что расшифровывается как полиэтилен высокой плотности.
Существует, по меньшей мере, десять торговых названий этого популярного полимера — бакелит, монолен, гифакс, супер-дайлан и т.д.
В международной транскрипции ПНД соответствует аббревиатура HDPE.
Преимущества и недостатки ПНД
Полимер отличается следующими особенностями, ставшими конкурентными преимуществами:
Главный недостаток ПНД — старение под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей.
Нейтрализуется это негативное свойство с помощью добавок-ингибиторов — производны бензофенонов, иногда в структуру полимера добавляется 2–3% печной сажи.
Свойства полиэтилена низкого давления
При ударе предметы из этого полимера издают звонкий звук. Этим ПНД отличается от других полимеров и композитных материалов. «На глазок» ПНД пленку от аналога высокого давления отличают по характерной матовой поверхности материала.
Форма выпуска ПНД
Технология производства гранул ПНД
Готовый продукт ПНД представляет гранулы размером от 2 до 5 мм, из которых затем производят готовые изделия – пленки, трубы и др.
Ниже описан процесс производства гранул ПНД:
В автоклаве создается давление 0,15–2,0 кг/см², чтобы началась полимеризация этилена. Обязательное условие процесса — поддержание ПНД температуры плавления 125–150º С. С помощью комплексных катализаторов получается полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Затем в камеру полимеризации добавляется катализатор тетрахлорид титан в комбинации с триэтилалюминием.
В процессе преобразования выстраивается молекулярная клетка с новыми межмолекулярными связями. В макромолекулах, полученных методом высокого давления, содержится большее по сравнению с ПВД количество коротких боковых ответвлений.
Выпадающее в осадок твердое вещество – полиэтилен высокой плотности низкого давления. После дезактивации катализатора и просушки крупинки вещества переплавляются в полиэтиленовые гранулы.
Перед отправкой заказчику гранулированное сырье засыпается в мешки весом 25–50 кг.
К сведению! Отработанный вторичный полимер очень прост в переработке, поэтому часто как добавка к основному веществу используется рециклат. 20% содержание вторичного ПНД в материале не приводит к изменению физико-механических свойств.
Применение полиэтилена низкого давления
Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении:
Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)
Торговые названия ПЭНД:
Обозначение базовых марок ПЭНД:
Композиции на основе базовых марок полиэтиленов обозначаются иначе: название термопласта, первые три цифры показывают базовую марку (без расшифровки), а цифры после тире – номер рецептуры добавки, далее через запятую – цвет и рецептура окрашивания, сорт и стандарт.
Таблица 1: Основные физико-механические свойства полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
Наименование показателя | Значение для ПЭНД |
Температура стеклования, °С | –20 |
Температура плавления, °С | 120–135 |
Температура хрупкости, °С | –60…–150 |
Температура размягчения по Вика, °С | 125–128 |
Температура длительной эксплуатации, °С | 50 |
Степень кристалличности, % | 70–85 |
Плотность, кг/м 3 | 948–960 |
Показатель текучести расплава, г/10мин | 0,1–15 |
Морозостойкость, °С | –70 |
Теплостойкость по Мартенсу, °С | 47–60 |
Предел рабочих температур, °С | |
верхний | 70–80 |
нижний | –150…–60 |
Предел текучести при растяжении, МПа | 19–26 |
Разрушающее напряжение, МПа | |
при растяжении | 18–32 |
при изгибе | 20–40 |
при сжатии | 20–36 |
Модуль упругости, МПа | |
при растяжении | 610–750 |
при изгибе | 636–735 |
при сжатии | – |
Относительное удлинение при разрыве, % | 300–800 |
Твердость по Бринеллю, МПа | 45–60 |
Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м 2 (без надреза / с надрезом) | Не разр. (без надреза)/ 2 (с надрезом) |
Коэффициент трения по стали | 0,3–0,35 |
Удельное электрическое сопротивление | |
объемное, Ом×м | (0,1–1)×10 15 |
поверхностное, Ом | 10 14 |
Водопоглощение за 24 ч при 23 °С, % | 0,01 |
Удельная теплоемкость, кДж/(кг×K) | 2,3–2,7 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м×K) | 0,42–0,44 |
Температурный коэффициент линейного расширения, 1/град | (10–55)×10 –5 |
Коэффициент температуропроводности, м 2 /с | 1,9×10 –7 |
Примечание. Показатели представлены по усредненным данным различных источников.
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) имеет кристаллическую структуру и является легким эластичным термопластичным материалом. Устойчив к кислотам, щелочам, растворам солей, минеральным и растительным маслам при высоких температурах, биологически инертен. При комнатной температуре не растворим в органических растворителях. Имеет низкое влагопоглощение.
По сравнению с полиэтиленом высокого давления, ПЭНД характеризуется повышенной жесткостью при сохранении ударопрочности. Свойства ПЭНД сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время, при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, проницаемость для газов и паров. Введение антипиренов позволяет придать материалу огнестойкость.
Наиболее широко ПЭНД применяется в производстве товаров широкого потребления – упаковка, одноразовая посуда, контейнеры и емкости, в том числе для пищевых продуктов, крышки и колпачки для флаконов и бутылок, фитинги, игрушки.
Свойства ПЭНД представлены в таблице 1, области применения, способы и параметры переработки – в таблице 2.
В Республике Беларусь ПЭНД не производится.
Концерн IRPC Public Company Limited выпускает полиэтилен низкого давления под торговой маркой Polene HDPE для переработки литьем под давлением, экструзией и раздувом и является крупным производителем данного вида материала.
Трубные марки полиэтилена низкого давления Polene сертифицированы на соответствие ГОСТ 16338–77 и имеют санитарно-эпидемиологическое заключение. Основные свойства полиэтилена марки Polene представлены в таблице 3.
Таблица 2: Характерные свойства, области применения и способы переработки ПЭНД
Таблица 3: Основные характеристики ПЭНД марки Polene
Параметры | Литьевые | Трубные | |
Polene V1160 | Polene R1760 | Polene BM3245PC | |
Плотность, г/см 3 | 0,957 | 0,957 | 0,956 |
Показатель текучести расплава, г/10 мин | |||
190 °С / 2,16кг | 15 | 6 | 0,12 |
190 °С / 5кг | 43 | 17,5 | 0,55 |
Относительное удлинение при разрыве, % | 130 | 1000 | 1700 |
Предел текучести при растяжении, МПа | 29 | 29,5 | 23 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 13,5 | 15 | 36,5 |
Ударная вязкость по Шарпи на образцах с надрезом, кДж/м 2 | 2,5 | 4 | 11,5 |
Твердость по Шору | 65,5 | 65,5 | 64 |
Температура размягчения по Вика, °C | 125 | 125 | – |
Мировой рынок полиэтилена низкого давления (ПЭНД)
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) является одним из самых потребляемых полимерных материалов в мире.
Лидирующие позиции (по региональному принципу) на данном рынке занимают: