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. Характеристики, производство, плюсы и минусы.
В настоящее время известно огромное количество самых разнообразных материалов. Все они имеют свои свойства и особенности применения. Тема данной статьи – материал ПНД (полиэтилен низкого давления). Используется он в основном при строительстве полигонов, на которых происходит переработка отходов, загрязняющих почву, а также для производства различных технических и бытовых предметов.
Особенности материала
Главная особенность ПНД – это высокая химическая стойкость при воздействии на него агрессивных сред (кислая, щелочная и другие). Кроме того, данный материал легко перерабатывается, что является плюсом с позиции экономии средств. Также он имеет повышенную плотность.
Если сравнить ПНД с ПВД (полиэтилен высокого давления), то можно увидеть ряд отличий. Отметим самые важные. В отличие от ПВД, ПНД имеет повышенную твердость и прочность, что сказывается на его прозрачности, а также лучшую стойкость перед различными веществами. Состав материала
ПЭ низкого давления – это синтетический материал, состоящий из атомов водорода и углерода. Это продукт полимеризации углеводорода этилена, который получают при низком давлении и разных температурах.
Технические характеристики ПНД
Полиэтилен низкого давления имеет хорошую пластичность и прочность, чем заслужил широкое применение, ведь он является долговечным материалом. Эти характеристики позволяют использовать его во многих отраслях промышленного производства и не только.
Свойства ПНД
Основные физико-химические свойства ПНД представлены в таблице:
Температура длительного использования
Технологии производства ПНД
Попытки производства полиэтилена известны ещё в XIX веке. Прогресс не стоит на месте, и технологии совершенствуются с каждым днём. Производство полиэтилена разного вида имеет свои особенности и отличия.
Изготовление ПНД возможно только при температуре 100 – 150°C. Основным сырьём является чистый этилен, а в качестве катализатора выступают триэтилат алюминия и тетрахлорид (важное условие, без которого реакция невозможна).
Давление в автоклаве должно быть 0,15 – 2 кг/см². Получают полимер с высокой молекулярной массой. В процессе реакции в осадок выпадает твёрдое вещество. Это и есть полиэтилен низкого давления. Затем его переплавляют в гранулы, засыпают в мешки и отправляют заказчикам.
Требования ГОСТ
ГОСТ 16338-85 Полиэтилен низкого давления.
Формы выпуска
Формы выпуска ПНД имеют несколько видов:
Преимущества и недостатки ПНД
К преимуществам ПНД можно отнести следующие параметры:
Как обычно это бывает, среди множества преимуществ, всегда можно выделить и недостатки.
Области применения ПНД
Сфера применения ПНД просто огромна. Этот материал используется как на крупных промышленных предприятиях, так и на мелком производстве. Его физико-химические свойства позволяют ему иметь достаточно широкую область применения. Ведь в изделиях из полиэтилена удобно хранить различные жидкости, он активно используется в упаковке различного рода товаров. ПНД имеет такое широкое применение не только благодаря своим универсальным характеристикам, но и доступностью. Он не требует больших затрат на производство, товары отличаются низкой стоимостью.
Изделия из ПНД
Благодаря широкой области применения ПНД, появляется возможность создавать большое количество изделий для разных целей.
Товары для дома и быта:
Большое количество упаковочного материала изготавливают из ПНД (плёнка, пакеты и т.д.).
Важно отметить, что большинство коммуникационных систем (водопровод, канализация и т.д.) используют трубы, которые производят из полиэтилена низкого давления. И это неудивительно, ведь данный материал удовлетворяет все требования, применяемые к ним. Труба под раковиной – тоже изготавливается из ПНД, что лишний раз подтверждает, насколько широко его применение. Прочность и долговечность материала позволяет сохранять наши коммуникационные системы в пригодном состоянии на протяжении длительного времени.
Из ПНД изготавливают и баки для хранения воды, которые можно встретить на даче практически у каждого человека. Этот материал также используют для производства дорожных блоков.
Марки полиэтилена
На сегодняшний день известно множество марок полиэтилена. Это:
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:
