Polyethylen - was ist das? Anwendung von Polyethylen

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Was ist Polyethylen? Was sind seine Eigenschaften? Wie wird Polyethylen hergestellt? Dies sind sehr interessante Fragen, die in diesem Artikel definitiv behandelt werden.

Allgemeine Informationen

Polyethylen ist eine chemische Substanz, die aus einer Kette von Kohlenstoffatomen besteht, an die jeweils zwei Wasserstoffmoleküle gebunden sind. Trotz des Vorhandenseins der gleichen Zusammensetzung gibt es immer noch zwei Modifikationen. Sie unterscheiden sich in ihrer Struktur und dementsprechend in ihren Eigenschaften. Die erste ist eine lineare Kette, in der der Polymerisationsgrad die Zahl von fünftausend übersteigt. Die zweite Struktur ist eine Verzweigung von 4–6 Kohlenstoffatomen, die willkürlich an die Hauptkette angehängt sind. Wie wird allgemein lineares Polyethylen gewonnen? Dies wird durch den Einsatz spezieller Katalysatoren erreicht, die Polyolefine bei moderater Temperatur (bis zu 150 Grad Celsius) und Druck (bis zu 20 Atmosphären) angreifen. Aber was repräsentiert er? Wir kennen seine chemischen Eigenschaften, aber was sind seine physikalischen Eigenschaften?

Was ist das?

Polyethylen ist ein thermoplastisches Polymer, bei dem der Kristallisationsprozess abläuftbei Temperaturen unter minus 60 Grad Celsius durchgeführt. Es ist in dicker Schicht nicht transparent, wird nicht von Wasser benetzt, organische Lösungsmittel bei Raumtemperatur greifen es nicht an. Übersteigt die Temperatur plus 80 Grad Celsius, kommt es zunächst zur Quellung und dann zur Zersetzung in aromatische Kohlenwasserstoffe und Halogenderivate. Polyethylen ist eine Substanz, die den negativen Auswirkungen von Lösungen von Säuren, Salzen und Laugen erfolgreich widersteht. Aber wenn die Temperatur 60 Grad Celsius übersteigt, können Salpeter- und Schwefelsäure es schnell zerstören. Zum Kleben von Polyethylenprodukten können sie mit Oxidationsmitteln behandelt werden, gefolgt von der Anwendung der erforderlichen Substanzen.

Wie wird Polyethylen hergestellt?

Dazu verwenden:

• Hochdruckmethode (niedrige Dichte). Polyethylen entsteht unter hohem Druck, der im Bereich von 1.000 bis 3.000 Atmosphären bei einer Temperatur von 180 Grad Celsius liegt. Sauerstoff wirkt als Initiator.
• Niederdruckmethode (hohe Dichte). Dabei wird Polyethylen bei einem Druck von mindestens fünf Atmosphären und einer Temperatur von 80 Grad Celsius mit einem organischen Lösungsmittel und Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt.
• Und es gibt einen separaten Produktionszyklus für lineares Polyethylen, der oben erwähnt wurde. Es liegt zwischen dem zweiten und dem ersten Punkt.

Beachten Sie, dass dies nicht die einzigen verwendeten Technologien sind. So,Auch die Verwendung von Metallocenkatalysatoren ist weit verbreitet. Die Bedeutung dieser Technologie liegt in der Tatsache, dass dadurch eine erhebliche Polymermasse erreicht wird, während die Festigkeit des Produkts erhöht wird. Abhängig davon, welche Struktur und Eigenschaften bei Verwendung eines Monomers benötigt werden, erfolgt die Wahl eines Verfahrens zur Gewinnung. Es kann auch durch Anforderungen an Schmelztemperatur, Festigkeit, Härte und Dichte beeinflusst werden.

Warum gibt es so einen großen Unterschied?

Der Hauptgrund für die unterschiedlichen Eigenschaften ist die Verzweigung von Makromolekülen. Je größer es ist, desto geringer ist die Kristallinität und desto höher ist die Elastizität des Polymers. Warum ist es wichtig? Tatsache ist, dass die mechanischen Eigenschaften von Polyethylen mit seiner Dichte und seinem Molekulargewicht wachsen. Schauen wir uns ein kleines Beispiel an. Polyethylenfolie hat eine beträchtliche Starrheit und Undurchsichtigkeit. Aber wenn ein Verfahren mit niedriger Dichte verwendet wird, dann hat das resultierende Material eine relativ gute Flexibilität und eine relative Sichtbarkeit durch es hindurch. Warum gibt es eine so große Produktvielf alt? aufgrund unterschiedlicher Betriebsbedingungen. Polyethylen kommt also gut mit Stoßbelastungen zurecht. Auch Frost verträgt sie gut. Der Betriebstemperaturbereich dieses Materials reicht von -70 bis +60 Grad Celsius. Obwohl einzelne Marken für einen etwas anderen Gradienten angepasst sind - von -120 bis +100. Dies wird durch die Dichte des Polyethylens und seine Struktur auf molekularer Ebene beeinflusst.

Materialangaben

Es sollte ein wesentlicher Nachteil beachtet werden - die schnelle Alterung von Polyethylen. Aber das ist reparabel. Durch spezielle antioxidative Zusätze, die Ruß, Phenole oder Amine sein können, wird eine Standzeiterhöhung erreicht. Es sollte auch beachtet werden, dass das Material mit niedriger Dichte viskoser ist, sodass es leichter zu Produkten verarbeitet werden kann. Ganz zu schweigen von den elektrischen Eigenschaften. Polyethylen ist aufgrund der Tatsache, dass es sich um ein unpolares Polymer handelt, ein hochwertiges Hochfrequenzdielektrikum. Dadurch ändern sich die Permeabilität und der Verlustfaktor nur wenig durch Änderungen der Feuchtigkeit, Temperatur (im Bereich von -80 bis +100) und der Frequenz des elektrischen Feldes. Eine Besonderheit sollte hier beachtet werden. Wenn es also Katalysatorrückstände im Polyethylen gibt, dann trägt dies zu einer Erhöhung des dielektrischen Verlustfaktors bei, was zu einer gewissen Verschlechterung der Isoliereigenschaften führt. Nun, jetzt haben wir die allgemeine Situation betrachtet. Jetzt werden wir konkret.

Was ist LDPE?

Dies ist ein elastisches, leichtes, kristallisierendes Material mit einer Hitzebeständigkeit von -80 bis +100 Grad Celsius. Hat eine glänzende Oberfläche. Der Glasübergang beginnt bei -20. Und das Schmelzen liegt im Bereich von 120-135. Es zeichnet sich durch eine gute Schlagzähigkeit und Hitzebeständigkeit aus. Die Dichte von Polyethylen beeinflusst die erh altenen Eigenschaften erheblich. Damit steigen auch Festigkeit, Steifigkeit, Härte und chemische Beständigkeit. Gleichzeitig nimmt aber die Dehnungsneigung und Durchlässigkeit ab.für Dämpfe und Gase. Es ist unmöglich, das Kriechen zu übersehen, das bei längerer Belastung beobachtet wird. Solches Polyethylen ist biologisch inert und kann leicht recycelt werden. Was unter modernen Bedingungen sehr nützlich ist. In Bezug auf die Verwendung von Polyethylen ist zu beachten, dass es zur Herstellung von Verpackungen und Behältern verwendet wird. So wird etwa ein Drittel der Produktion für die Herstellung von Blasformbehältern verwendet, die in der Lebensmittelindustrie, Kosmetik, Automobil, Haush alt, Energie und Folien verwendet werden. Sie können ihm aber auch beim Erstellen von Rohren und Rohrleitungsteilen begegnen. Ein wichtiger Vorteil dieses Materials ist seine H altbarkeit, geringe Kosten und einfache Schweißbarkeit.

HDPE

Dies ist ein elastisches, leichtes, kristallisierendes Material mit einer Hitzebeständigkeit (ohne Belastung) von -120 bis +90 Grad Celsius. Die Eigenschaften hängen auch stark von der Dichte des resultierenden Materials ab. Daraus resultiert eine Erhöhung der Festigkeit, Härte, Steifigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Gleichzeitig wirkt sich die Dicke des Polyethylens negativ auf Schlagzähigkeit, Dehnung, Rissfestigkeit und Durchlässigkeit für Dämpfe und Gase aus. Außerdem ist es nicht formstabil und wirkt sich bei relativ geringen Belastungen merklich negativ aus. Hervorzuheben sind die wirklich hohe chemische Beständigkeit und die hervorragenden dielektrischen Eigenschaften. Vom Negativ - solches Polyethylen wird durch Fette, Öle und UV-Strahlung stark angegriffen. Biologisch inert, leicht recycelbar. Es ist auch möglichzu charakterisieren und als strahlungsresistent. Die Verwendung von Polyethylen hoher Dichte ist am häufigsten bei der Herstellung von technischen, Lebensmittel- und Landwirtschaftsfolien. Obwohl dies natürlich nicht die einzige Option ist.

Lineares Polyethylen

Es ist ein elastisches kristallisierendes Material. Hält Temperaturen bis zu 118 Grad Celsius stand. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieses Materials ist seine Reißfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Schlagzähigkeit. Es wird zur Herstellung von Verpackungen, Kapazitäten und Behältern verwendet. Was bietet dieses Polyethylen? Die Eigenschaften dieses Materials sind sehr hoch im Vergleich zu dem Analogon, das durch das Niederdruckverfahren erh alten wird. Daher hat es recht gute Eigenschaften. Aber HDPE kann es in der Regel nicht sein.

Wie kann das Material präsentiert werden?

Also, wir haben uns bereits mit den Haupttypen von Polyethylen befasst. In welcher Form wird es erstellt? Am beliebtesten sind Polyethylenfolien und -folien. Diese Formen können aus jeder Materialdichte hergestellt werden. Obwohl es immer noch gewisse Vorlieben gibt. Daher wird der Niederdruckansatz häufig verwendet, um elastische und dünne Filme zu erh alten. Die Breite des resultierenden Materials beträgt in der Regel 1400 Millimeter und die Länge 300 Meter. Lineares und hochdichtes Polyethylen sind steifer und werden daher für Strukturen verwendet, die nicht beeinträchtigt werden sollten: dieselben Platten, Rohre, geformten und geformten Produkte usw.

Schlussfolgerung

Und schließlich darf man nicht umhin, die regulatorischen Dokumente zu erwähnen, nach denen Polyethylen hergestellt wird. GOST 16338-85 ist für Produkte verantwortlich, die bei niedrigem Druck hergestellt werden. Es ist seit 1985 in Betrieb. GOST 16337-77 regelt Fragen im Zusammenhang mit Hochdruckpolyethylen. Es ist noch älter und stammt aus dem Jahr 1977. Diese regulatorischen Dokumente enth alten Informationen zu den Anforderungen an die Materialien, aus denen Folien, Verpackungen und verschiedene andere Produkte hergestellt werden. Darüber hinaus ist auf ein breites Anwendungsspektrum der resultierenden Produkte und deren Artenvielf alt hinzuweisen. So sind beispielsweise verstärkte Polyethylenfolien weit verbreitet. Ihre Besonderheit liegt darin, dass sie bei gleicher Dicke in ihren Eigenschaften den gewöhnlichen Produktmustern überlegen sind. Tischdecken, Taschen und viele andere nützliche Dinge werden aus denselben verstärkten Polyethylenfolien hergestellt. Und ihre Eigenschaften werden durch die Einführung spezieller Fäden aus natürlichen oder synthetischen Fasern erh alten.