Pe материал что это

Полиэтилен: свойства, области применения и структура потребления

Пн, 21 Январь 2008 | Тема: Сырье

Полиэтилен (ПЭ) относится к группе полиолефинов, которые представляют собой самый распространенный тип полимеров получаемых реакциями полимеризации и сополимеризации непредельных углеводородов (этилена, пропилена, бутилена и других альфа-олефинов). Химическая структура молекулы полиэтилена проста и представляет собою цепочку атомов углерода, к каждому из которых присоединены две молекулы водорода.

В зависимости от технологии полимеризации этилена, полиэтилен имеет различную плотность и классифицируется на полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и др.

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) производится путем полимеризации этилена при низком от 1 до 50 бар или среднем давлении от 30 до 40 атмосфер и температуре от 85° до 180 °С при помощи катализаторов Циглера-Натта (оксид хрома или оксид алюминия) и органического растворителя (анионная полимеризация). В России често применяется устаревшая аббревиатура – ПНД, которая означает, что полиэтилен был произведен при низком давлении.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) получают на оборудовании синтеза ПЭНП с помощью высокопроизводительных систем катализаторов, путем полимеризации этилена при давлении в 30-40 атмосферах и температуре около 150 °С.

Относительно недавно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые (ПЭ-М) катализаторы, которые позволяют добиться более высокой молекулярной массы полимера, это помогает увеличивает прочность изделия.

Химические и физические свойства полиэтилена

Сравнительная характеристика ПЭНП и ПЭВП

Полиэтилен

Молекулярная масса, г/моль

Плотность, г/см3

Температура плавления, 0С

Модуль упругости, МПа

V раст., МПа

Относ. удлинение, %

Низкой плотности (высокого давления)

Высокой плотности (низкого давления)

Наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП.

Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность.

Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Они могут эксплуатироваться при температурах от –70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже –120°С.

Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение, которое останавливают с помощью специальных добавок — противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа). Показатель текучести расплава ПТР у ПЭНП выше, чем ПЭВП, поэтому он перерабатывается в изделия легче.

По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам, диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от минус 80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.

Области применения полиэтилена

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)

Свойства ПЭВП 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.

У ПЭВП наблюдается высокая ползучесть при длительных нагрузках. Он имеет очень высокую химическую стойкость (больше, чем у ПЭНП) и обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Биологически инертен. Легко перерабатывается.

Характеристики марочного ассортимента ПЭВП

(минимальные и максимальные значения для промышленных марок)

Показатели, ( при 23 °С)

Значения для ненаполненных марок

Полиэтилен высокой плотности применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек).

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)

Полиэтилен низкой плотности отличается теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С) и допускает охлаждение различных марок в диапазоне от –45 до –120 °С).

Свойства ПЭНП 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, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. ПЭНП склонен к растрескиванию при нагружении и не отличается стабильностью размеров.

ПЭНП обладает отличными диэлектрическими характеристиками, имеет очень высокую химическую стойкость, не стоек к жирам, маслам, не стоек к УФ-излучению, отличается повышенной радиационной стойкостью и биологически инертен. Легко перерабатывается.

Характеристики марочного ассортимента ПЭНП

Показатели, (при 23 °С)

Значения для ненаполненных марок

Полиэтилен низкой плотности используется в основном в производстве пищевых, технических, сельскохозяйственных пленок и для изоляции трубопроводов. В последние годы за рубежом наиболее активно растет объем потребления ПЭНП и производства линейного полиэтилена низкой плотности, который в ряде зарубежных стран в значительной степени вытеснил из основных сегментов рынка ПЭНП.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)

Характеристики марочного ассортимента

Показатели, (при 23 °С)

Значения для ненаполненных марок

Структура потребления полиэтилена

Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств полиэтилена определяет его потребительские свойства и позволяет широко применять во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, легкой, медицине и др.).

Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по срав¬нению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений.

В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами.

Пленки и листы. Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП.

Пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной, до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м.

Кроме тонких пленок, из ПЭ изготовляют листы толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования.

Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).

Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.

Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.

Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань.

Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок — мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.

На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм.

ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления.

Полиэтиленовые трубы. Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки.

Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.

Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.

Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60 0С, а из ПЭВП — до 100 0С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60 0С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии.

Выдувные и литьевые изделия. Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С.

Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п.

Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтиле¬на объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.

Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена.

Читайте также  Парктроник какой лучше выбрать рейтинг

Варим «кашу» из полипропилена (часть 1)

Варим «кашу» из полипропилена (часть 1)

1. КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ТИП ПЛАСТИКА?

Сегодня в автомобильной промышленности используются два основных вида пластика:
— термореактивный стеклопластик, который не размягчается при нагревании, поэтому пайка поврежденного бампера из такого материала невозможна;
— термопластичный пластик, который легко паять, так как он размягчается под воздействием высоких температур.
Определение типа пластика необходимо для выбора способа ремонта и видов материалов, необходимых для этого.
Тип пластика можно определить по буквенному обозначению на обратной стороне пластиковой детали. Это самый надёжный и точный способ. С обратной стороны есть несколько латинских букв — сокращение от названия пластика.
ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) — термопластик акрилонитриловый бутадиеновый стирол и его полимерный сплав
Твёрдый, прочный и негибкий пластик. Он имеет высокую прочность благодаря компоненту бутадиену, а твёрдость и негибкость благодаря акрилонитрилу.
Этот пластик обязательно должен быть покрыт защитным покрытием, так как на него разрушительно действуют ультрафиолетовые лучи.
Применение: Корпуса зеркал заднего вида, колпаки колёс, автомобильные панели приборов, радиаторные решётки, молдинги, обрамления фар.
Совет по ремонту: Оптимальным методом ремонта является склеивание специальным клеем (к примеру, PlastiFix). Если применяется сваривание, то его можно дополнять эпоксидной смолой со стекловолокном (с обратной стороны) для повышения прочности.

PC (Polycarbonate) — термопластик поликарбонат
У этого пластика высокая ударопрочность, даже при очень низких температурах.
Применение: Бампера, радиаторные решётки, приборная панель, корпуса фар.
Совет по ремонту: Перед сваривание пластик лучше нагреть феном.

PE (Polyethylene) — термопластик полиэтилен
Умеренно эластичный, обычно полупрозрачный пластик.
Полиэтилен имеет высокую ударопрочность и хорошо выдерживает воздействие кислот, спиртов и нефтепродуктов.
Может быть двух типов – полиэтилен низкой плотности (PE-LD) и полиэтилен высокой плотности (PE-HD).
Применение: Подкрылки, облицовка салона, расширительные бачки, бачки для «омывайки», подкрылки, бензобаки (делаются из полиэтилена высокой плотности PE- HD).
Совет по ремонту: Нужно помнить, что на это этот вид пластика имеет плохую адгезию к ремонтным материалам и краске.

PP (Polypropylene) — термопластик полипропилен обычный и этилендиеновый
Умеренно гибкий пластик, устойчивый к воздействию химически активных жидкостей. Инертен к ультрафиолетовым лучам. Полипропилен имеет относительно слабую ударопрочность.
Применение: бампера (обычно смесь с EPDM), изоляция проводки, корпуса аккумуляторов, подкрылки, уплотнители салона, облицовка салона, панель приборов.
Совет по ремонту: Перед нанесением грунтов или лакокрасочных материалов требуется предварительно применять специальный грунт для пластика для увеличения адгезии.

PVC (Polyvinyl chloride) — термопластик поливинилхлорид (ПВХ).
Твёрдый, хорошо шлифуется. Это гибкий пластик, имеет хорошую сопротивляемость к растворителям. Виниловая составляющая даёт хорошую прочность на разрыв, некоторые поливинилхлоридовые пластики эластичные.
Применение: Боковые молдинги дверей, элементы облицовки салона.

Иногда дополнительные буквенные и цифровые обозначения показывают наличие различных добавок к пластику. Могут также отмечаться дополнительные свойства базового пластика (например HD-High Density, высокая плотность), а также смеси пластиков (знаком «+» тип пластика после него). Ниже в статье будут перечислены наиболее часто встречающиеся сокращения и их расшифровка.
Если по каким-то причинам нет возможности определить тип пластика по коду, то можно это сделать, проделав тесты:
1.1 Тест с водой.
Отрежьте маленькую полоску снизу бампера. Очистите её от загрязнений и краски, чтобы получить «голый» пластик. Поместите его в ёмкость с водой. Если пластик не тонет, то это PE, PP, PP + EPDM (термопластики). Из этих пластиков сделано 80% бамперов. 15% — это реактопласты (PUR/TPUR), которые потонут в воде. Остальные 5% — xenoy/polycarbonate. Такой пластик можно най­ти на некоторых Мерседесах и старых Фордах. Он очень жёсткий и при погружении в воду он потонет. Стоит сделать замечание, что некоторые смеси пластиков могут потонуть, хотя являются термопластиками, но в основном этот тест работает.
1.2 Тест огнём определяет принадлежность к тому или другому типу пластика по размеру пламени, его цвету и типу дыма.
Ввиду того, что в состав современных пластиковых деталей автомобиля входят различные добавки, этот тест не всегда помогает определить тип пластика правильно, поэтому мы его рассматривать не будем.
В то время как несколько видов пластика может использоваться в машине, три основных типа составляют 65% всего пластика, используемого в автомобиле: PP — полипропилен (32%), PU/PUR полиуретан (17%) и PVC — поливинилхлорид (16%).

2. РЕСТАВРАЦИЯ БАМПЕРОВ ИЗ ПОЛИПРОПИЛЕНА

2.1 Как своими руками заделать царапины на бампере автомобиля

2.1.1 Для начала, Вам необходимо зашкурить грубой наждачной бумагой царапины на бампере. Но только не переусердствуйте. Пластмасса сама по себе мягче, чем металл. В месте обработки может образоваться небольшое углубление, если будете шкурить усердно. Нужно очень осторожно шкурить царапины, пока поверхность не станет гладкой.
2.1.2. Это зашкуренное место обрызните специальным спреем праймером, купить его можно в магазине автобазар. Затем аккуратно, без излишков нанесите 2 тонких слоя краски. Каждому слою дайте просохнуть по 30 минут.
2.1.3. Теперь зашкурьте мелкозернистой наждачной бумагой покрашенное место. И уберите жир и пыль влажной тряпочкой.
2.1.4. Нанести 3-4 тонких слоя автомобильной краски, предварительно подобранного подходящего цвета. Дайте просохнуть каждому слою не менее 30 минут. Держите баллончик с краской на расстоянии 15-20 см от поверхности.
2.1.5. И в завершении нанесите 2 последних слоя прозрачной краски. Дайте краске просохнуть 24 часа, прежде чем отправляться в путь.
Современное производство бамперов, как правило, отдает предпочтение полипропилену, поэтому именно на его примере и покажем, как провести ремонт данной детали без покраски.

3. Как заделать небольшие вмятины, сколы, трещины на бампере своими руками

Если бампер поврежден, то есть нарушена его геометрия, но видимых трещин и разрывов нет, достаточно нагреть дефектный участок и придать ему правильную форму. После остывания пластика она сохранится.
3.1 Сложнее, если сквозные повреждения все-таки имеются. Их необходимо обязательно запаять, чтобы со временем эти изъяны не стали более существенными.
В случае с простой трещиной на ее концах просверливают отверстия, а затем проводят пайку изнутри и снаружи. Если же повреждение бампера настолько серьезное, что отсутствуют некоторые куски пластика, придется делать латки из такого же материала. Это условие должно строго соблюдаться, иначе латка просто не будет держаться. Вот почему так важно знать, из какого именно пластика изготовлен бампер.
Перед началом пайки стороны будущего шва необходимо состыковать друг с другом и жестко зафиксировать, например, при помощи струбцины. После этого края шва «прихватываются».
При пайке на лицевой стороне следует быть предельно аккуратным и следить за тем, чтобы в шов не попала краска и другие инородные частицы, поскольку это ослабит прочность пайки.
После остывания пластика запаянный участок шлифуется абразивной шкуркой, и можно переходить к другим подготовительным работам.

4. Восстановление заднего бампера

Ранее я писал в бортжурнале про оторванный задний буксировочный крюк и вырванный им кусок заднего бампера (Снегопад, снегопад! Если женщина просит… ), но желание заняться устранением данных косяков наступило только сейчас, после того, как нашел разбитый бампер от ваз – 2110. Новый бампер-то более 20000 рублей стоит!
Поскольку бампер для ремонта надо снимать – решил заодно и буксировочную проушину сзади установить. Итак, по порядку:

4.1 Снятие заднего бампера делал по видео на Ютубе – никаких проблем, нужны лишь крестовая отвертка и ключ торцовый «накидной» на 12 для вывинчивания болтов крепления бампера снизу.
4.2 Дефектация снятого бампера для оценки размеров ущерба в конструкции и принятия решения о возможности восстановления. Выявлены следующие повреждения (включая накопленные ранее):
— вырван и утерян кусок нижнего края бампера (фото 2)

— нарушена целостность проушин нижнего крепления с обеих сторон (фото 3)

Материалы для вакуумных пакетов

Барьерные многослойные плёнки.

Многослойные полимерные пленки доминируют среди барьерных материалов, используемых в упаковочной промышленности, а также, находят все большее применение в других отраслях благодаря своим уникальным качествам и низкой цене. Комбинируя несколько слоев разных полимеров (PP, PE, PA, PET, и пр.), производитель имеет возможность воспользоваться механическими свойствами одного полимера и барьерными свойствами другого. Основные способы производства многослойных пленок и материалов: ламинирование, соэкструзия, экструзионное ламинирование, каширование. Такие материалы имеют важные преимущества перед широко распространенными в качестве упаковки обычными пленочными материалами, благодаря длительному сроку хранения упаковочной продукции, высоким механическим свойствам, межслойной печати, защищенной от повреждений, улучшению внешнего вида упаковки.

ПА ПЭ (PA PE) (полиамид-полиэтилен)

Мы вам предлагаем вторую структуру, где РА защищён слоем РЕ , что увеличивает барьерные свойства.

Для чего используются?

  • рыба, мясные полуфабрикаты, овощи, фрукты, крупы и т.д;
  • замороженные продукты (рыба, мясо полуфабрикатов, овощи, фрукты);
  • деликатесы (нарезка и целые куски);
  • медицинские приборы (шприцы, системы инфузионные) и препараты, при условии дополнительной обработки.

Преимущества:

  • хорошая эластичность;
  • стойкость к механическим повреждениям;
  • хорошие барьерные свойства;
  • сохранение товарного вида;
  • высокая термостойкость.

ПЭТ/ПЭ (PET/PE) (лавсан –полиэтилен)

Для чего используются?

  • замороженные рыбные стейки;
  • мясные полуфабрикаты;
  • мясо на кости;
  • морепродукты;
  • характеризуется высокой механической прочностью;
  • Хорошие термальные показатели
  • жесткий на ощупь;
  • прозрачный и хорошо блестит на свету;
  • может изготавливаться с межслойной печатью (РЕТ/Prin/РЕ).
  • Идеальные защитные свойства от жиров и масел

Пакеты из плёнки DEPOL золотая

Среди всех барьерных материалов пленка «ДЕПОЛ золотая» отличается неповторимыми свойствами, которые позволят предприятиям пищевой промышленности перейти на более высокий уровень по качеству упаковки, как с точки зрения эстетического оформления, так и показателей сохранности продуктов. Испытания пленки показали ее чрезвычайно высокие барьерные свойства. Газопроницаемость пленки сорта «ДЕПОЛ – золотая» составляет менее 0,2 см 3 /М 2 *24 часа*1 бар. Она сертифицирована для упаковки пищевых продуктов. Стоит отметить, что данный вид упаковки активно используется не только для продуктов питания, но и для товаров, которые нельзя хранить на свете или на открытом воздухе – компьютерные компоненты или медицинские и химические растворы.

Высокобарьерный газонепроницаемый слой EVOH ( PET/PE EVOH и PA PE EVOH)

Благодаря cast-технологии (техника соэкструзии слоев) стало возможным соединять материалы, которые обладают совершенно противоположными свойствами. Технология позволяет изготавливать упаковку, которая имеет барьерность для кислорода, воды и запахов. Одновременно у такой упаковки высокая податливость на нанесение печати и ламинирования, положительные механические свойства.

Основными преимущественными характеристиками таких пленок является:

  • хорошие барьерные свойства;
  • хорошая эластичность;
  • стойкость к механическим повреждениям;
  • сохранение товарного вида;
  • высокая термостойкость.

Урок 3: маркировка пластика и утилизация опасных отходов

«Десять шагов к осознанному потреблению» — совместный курс РБК Тренды и проекта «Осока Высокая».

Из прошлого урока мы узнали, что не любой пластик можно сдать со спокойной душой в пункт раздельного сбора и быть уверенным, что он не окажется на полигоне или мусоросжигательном заводе. В этом уроке мы научимся отличать перерабатываемый пластик от неперерабатываемого, узнаем, чем опасен этот материал, и заодно разберемся, что делать с совсем уж опасными отходами.

Читайте также  Рено сандеро степвей какой бензин заливать

Список ниже вы также можете сохранить себе как памятку (.pdf).

Виды пластика и маркировка

Пластик, который принимают на переработку везде, где есть раздельный сбор отходов:

1 — PET (E) или ПЭТ — полиэтилентерфталат

Чаще всего мы встречаемся именно с ним.

В него упакованы, например, прохладительные и молочные напитки, готовые соусы, косметика, порошки. ПЭТ легко узнать по выпуклой точке на дне бутылки.

Внимание: бутылки из-под растительного масла тоже делают из «единички», но принимают их редко (масло проникает в пластик и затрудняет переработку).

Использовать такие емкости можно только один раз: при повторном использовании материал выделяет фталат — токсичное вещество, негативно влияющее на печень, почки, репродуктивные органы, эндокринную и нервную систему.

2 — PEHD (HDPE) или ПЭВП — полиэтилен высокой плотности

Этот пластик встречается в твердом виде или в форме пленки.

Из него делают, например, шуршащие пакетики, флаконы для косметики, ведра, детские игрушки. Изделия из этого вида пластика легко узнать по характерному продольному шву на дне.

Использовать такие емкости можно несколько раз, но материал может выделять формальдегид — бесцветный газ, негативно влияющий на органы дыхания, кожный покров и нервную систему.

На переработку принимают, но не везде:

4 — LDPE или PEBD — полиэтилен низкой плотности

Из него делают почти все пакеты, включая мусорные, пищевую пленку, часть упаковки для бытовой техники.

Материал почти безвреден, но при нагревании и в процессе разложения он выделяет формальдегид.

5 — PP — полипропилен

Из него делают стаканчики для йогуртов, пакеты для хлеба и круп, детские соски, упаковку для детского питания, подгузники, пищевые контейнеры, трубочки для напитков, баночки для таблеток, шприцы, детские игрушки.

Материал почти безвреден, но при нагревании и в процессе разложения выделяет формальдегид.

6 — PS — полистирол

Из него делают, например, вспененные подложки для нарезок, овощей и фруктов, упаковку для яиц, пенопласт, аудиокассеты и коробки для CD, детские игрушки.

Рекомендуется использовать только один раз: при повторном использовании, нагревании или в контакте с некоторыми продуктами выделяет стирол, который отрицательно влияет на функцию печени и почек, на кровеносную, нервную системы.

На переработку не принимают:

3 — PVC или ПВХ — поливинилхлорид

Из него делают, например, контейнеры для еды и пищевую пленку, детские игрушки, пластиковые окна, натяжные потолки, детали для мебели, трубы, скатерти и занавески для ванной, линолеум и искусственную кожу, тару для технических жидкостей.

Противопоказан для пищевых продуктов, но все-таки используется. В других целях можно использовать многократно.

Невидимое зло: бисфенол А, винилхлорид, фталаты, и, возможно, кадмий. При сжигании выделяет диоксин — высокотоксичное вещество, негативно влияющее на репродуктивную и иммунную системы, вызывает гормональные нарушения и раковые заболевания.

7 — O или OTHER — все остальное

Из него делают, например, детские бутылочки и игрушки, прозрачные одноразовые приборы, многоразовые бутылки для воды и бутыли для кулера, CD и DVD, комбинированную упаковку.

После частого мытья или при нагревании выделяет бисфенол А или луорен-9-бисфенол (BHPF), который отрицательно влияет на мозг, репродуктивную и эндокринную системы.

Как видите, маркировка пластика — это целая наука. Усложняется все еще и тем, что:

  1. маркировка есть не на всех пластиковых изделиях;
  2. в России нет законодательства, которое регламентирует маркировку и, тем более, контролирует ее соответствие материалу;
  3. переработка — энергоемкий процесс, на который расходуются, как правило, невозобновляемые источники энергии;
  4. переработка пластика не избавляет нас полностью от бытовых отходов. Рано или поздно материал доходит до стадии, когда его уже нельзя будет переработать повторно.

Утилизация опасных бытовых отходов

К таким отходам относятся:

  • батарейки,
  • одноразовые зажигалки,
  • бытовая техника, электроника, газовые плиты,
  • баллоны из-под бытовых аэрозолей и красок;
  • неиспользованные лекарства или лекарства с истекшим сроком,
  • оконные стекла и стеклопакеты, зеркала,
  • ртутные градусники;
  • галогенные лампы, лампы накаливания, люминесцентные лампы;
  • остатки или просроченная бытовая химия;
  • садовые химикаты;
  • фильтры для воды и картриджи от принтеров;
  • фейерверки;
  • автомобильные шины и аккумуляторы;
  • масло и жир.

Ближайший пункт раздельного сбора повседневных и опасных бытовых отходов вы найдете на карте RecycleMap.

Задания

1. Какой из этих материалов считается наименее вредным?

  • PET (E) (1)
  • PEHD (HDPE) (2)
  • PVC или ПВХ (3)
  • LDPE или PEBD (4)
  • PP (5)
  • PS (6)
  • O или OTHER (7)

2. Какие из этих предметов представляют собой опасные бытовые отходы?

  • лекарства
  • зеркала
  • ртутные градусники
  • пластиковые ведра
  • детские пластмассовые игрушки
  • батарейки
  • автомобильные шины

3. Выберите верные утверждения:

  • В России есть законодательство, регламентирующее использование маркировки.
  • При повторном использование емкости из ПЭТ выделяют фталат.
  • Масло и жир относятся к опасным бытовым отходам.

4. Укажите маркировку материала (цифрой), который можно узнать по характерной выпускной точке на дне.

5. Укажите маркировку материала (цифрой), который можно узнать по характерному шву на дне.

Больше информации и новостей о том, как «зеленеет» бизнес, право и общество в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь.

Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения

Оглавление

Полиэтилен – это самый часто встречающийся в мире полимер, и его популярность объясняется большим перечнем физико-эксплуатационных характеристик и массой практичных бытовых и промышленных свойств. А меняя показатель давления, применяемого для получения того или иного вида полиэтилена, параметры этого полимера можно варьировать в широком спектре.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен (ПЭ, PE) – полимер, который добывается путем термополимеризации этилена, в свою очередь получаемого из газа и нефти путем химического реагирования. В быту полиэтиленом называют пластмассу практически в любом ее виде. Этот синтетический полимер в наиболее потребляемых его видах производится передовыми компаниями, специализирующимися на добыче нефти и газа. В частности, в России его синтезируют на заводах «Роснефть», «Газпром», «Лукойл», «Нижнекамскнефтехим». Серийные марки ПЭ производят в виде микрогранул не более 2-5 мм, однако, есть разновидность этого полимера, поступающая в промышленный обиход в виде порошка. Сырьем для выработки полиэтилена служит бесцветный газ этилен, его особенность – характерный сладковатый запах.

Этилен может растворяться в этаноле и в воде при некоторых условиях, а для синтезирования полиэтилена применяют только газ, прошедший глубокую очистку – до 99,8%. Посторонние примеси препятствуют нормальному течению реакции синтеза, а материал может поменять свой окрас.

Как появился полиэтилен

Полиэтилен известен уже более века. Его изобретателем признан инженер Ганс фон Пехманн, который сделал свое открытие в 1899 году в Германии. Однако в те годы полезное изобретение не было воспринято «на ура», ему долгое время не могли найти применения. Лишь в конце 1920-х годов синтез ПЭ был налажен. Но сначала это не был полиэтилен в привычном для современности понимании: первоначально проводился синтез низкомолекулярного парафинового вещества – олигомера полиэтилена. Только в 1936 году им удалось разработать меры для успешного синтеза ПЭ низкой плотности и получить на него патент. И в 1938 году было запущено синтезирование промышленного ПЭ, сферой применения которого на начальном этапе стало производство проводов для телефонов, а чуть позже – выпуск упаковки для продовольственных товаров.

Формула полиэтилена

ПЭ является органическим веществом, имеющим длинные «тела» молекул. Химический состав молекулы этого полимера имеет простой вид и визуализируется как цепочка из атомов углерода, к каждому из которых прикреплены по две молекулы водорода. Формула полиэтилена может быть записана как

где n – степень полимеризации.

Полиэтилен синтезируется в двух вариантах, получаемых из СН2=СН2, отличных по структуре, а значит, и по свойствам. В одной из модификаций мономеры связываются в линейные цепи с показателем полимеризации выше 5000. В другой – ответвления из 4-6 атомов углерода крепятся к цепи хаотично. Для синтеза линейных полиэтиленов используются специальные катализаторы, выработка происходит при температурном режиме до 150°С и давлении до 20 атмосфер.

Получение полиэтилена

Принцип построения макромолекул полиэтилена – линейный, они также имеют некоторое число боковых ответвлений. Способ полимеризации материала отражается на свойствах, которыми будет обладать готовый ПЭ. Его получение возможно в двух химических концепциях:

  • С помощью радикальной полимеризации этилена в газовой среде – так получают ПВД – это полиэтилен высокого давления. Синтезируется в автоклаве под окисляющим воздействием О2 или пероксидов. Сила давления – 25МПа, показатель температуры обычно не превышает 70°С. Используется двухступенчатый ректор: в первой стадии смесь сильнее разогревают, а во второй – полимеризуют при ужесточенных показателях – температуре до 300°С и давлении до 250 МПа.
  • Путем ионной термополимеризации этилена в гексановом растворе – так синтезируется полиэтилен сниженного давления. Раствор этилена в бензине доводят до температуры 180-250°С. Показатель давления, необходимый для процесса – 3,4-5,3 МПа, катализатор воздействует на смесь в течение 15 минут. Степень готовности полиэтилена определяют по испарению растворителя.

Общий процесс выработки ПЭ можно охарактеризовать такими основными технологическими фазами:

  • соединение этилена с газовой средой и кислородом;
  • сжатие газово-этиленовой субстанции в двух стадиях;
  • собственно, полимеризация массы;
  • отделение непосредственно ПЭ от этилена, не вступившего в реакцию;
  • гранулирование продукта.

Виды полиэтилена

Полиэтилен низкого давления – он же полиэтилен высокой плотности (ПЭВП). Для этого вида полиэтилена характерно малое число молекулярных ветвей, производят его при сниженном уровне давления, применяя суспензионный, растворный и газофазный техпроцессы полимеризации. ПЭНД обычно получается бесцветным и может отгружаться в любой подходящей таре – от мешков до цистерн. Используется для изготовления канистр, контейнеров для растворителей и мусора, отличается повышенной прочностью (к примеру, пакет из ПЭНД может выдержать до 20 кг).

Полиэтилен высокого давления (низкой плотности) ПЭВД или ПЭНП. Производится при повышенном давлении, а особенность его структуры – в сочетании продольных и укороченных ответвлений, которым богата формула ПЭВД. Производят его чаще всего в форме бесцветных гранул. Самая известная сфера применения этого вида полиэтилена – выработка оберточного материала, производство пластиковых пакетов и емкостей.
И хотя основными используемыми в промышленности видами полиэтилена являются ПЭНД и ПЭВД, есть другие формы производства этого полимера.

Линейный полиэтилен – это низкоплотный ПЭ с большим числом коротких ответвлений в молекулярной цепи. При растяжении и разрыве имеет максимальные значения прочности и растяжения. Плавится линейный ПЭ при повышенном температурном показателе, что делает его идеальным сырьем для упаковки под горячие продукты. Многочисленные боковые укороченные ветви, которыми характеризуется структура его молекул, делает особенно высокой эластичность расплава, и это свойство используют для произведения тонкой пленки. По сравнению с другими видами ПЭ наименее прозрачен, бывает разных уровней плотности.

Пенополиэтилен – материал с пористой структурой, что делает его хорошим вариантом средства для гидро- и теплоизоляции. В качестве материла для изоляции, вспененный полиэтилен производят в виде гибких листов или жгутов.

Читайте также  Что такое резонатор глушителя

Сшитый полиэтилен – ПЭ, молекулы которого сшиты поперек, и за счет этих поперечных связей звенья его молекул образуют трехмерную сеть. Эта особенность наделяет ПЭ жесткостью и термоустойчивостью.

Свойства полиэтилена

Химические свойства

ПЭ практически газонепроницаем, а его химическая устойчивость зависит от плотности полиэтилена. Он инертен ко всем солевым растворам и концентратам, растворителям и отдельным сильным кислотам, маслам и смазывающим веществам, не взаимодействует с органическими растворителями. Но при показателе выше 60°С полиэтилен поддается воздействию азотной и серной кислот в концентрации 50%, не устойчив к хлору и брому.

Физические свойства

ПЭ – материал достаточной жесткости, эластичный, морозоустойчивый (выдерживает температуру до -70°С), гибкий. Обладает высокой вязкостью, диэлектрик, не увлажняется жидкостями. Полиэтилен – нейтральное вещество, бесцветное, но непрозрачное в толстом слое, не имеющее запаха и вкуса. Температура плавления полиэтилена в среднем 105-115°С, но точный показатель колеблется в зависимости от вида ПЭ.

Наименование физических характеристик Средние показатели ПЭ
Плотность, г/см3 0,955 — 0960
Напряжение при растяжении, МПа 22 — 23
Температурная амплитуда применения от -50°С до 80°С
Удлинение при разрыве, % 300-600
Ударная вязкость, кДж/м2 12
Теплопроводность, В/(м·°С) 44·10-2
Теплоемкость при 20-25 °С, Дж/кг·°С 1880
Кристаллизация при температуре от -60 °С ­до -369 °С

Эксплуатационные характеристики

При температуре выше 80°С полиэтилен начинает разрушаться. Без добавления спецдобавок и стабилизаторов материал абсолютно неустойчив к УФ-излучению, подвержен фотодеструкции. ПЭ не источает в окружающую среду вредные вещества, но разлагаться самостоятельно может на протяжении десятилетий. Стоит учитывать пожароопасность материала и его свойство поддерживать горение.

Физические свойства полимера и характер его эксплуатации будут разниться в зависимости от вида ПЭ.

Остановимся на самых распространенных его типах – ПЭВД и ПЭНД.

Вид полиэтилена Мол. масса, а.е.м. Плотность, кг/м3 Температурный показатель плавления, °С Показатель упругости, МПа Кристалличность Относ. удлинение, % Температура стеклования, °С Показатель усадки при обработке
ПЭВД 30 тыс. – 400 тыс. 913-930 103-115 100-200 60% 100-800 -4 1,5-2%
ПЭНД 50 тыс. –1 млн 940-970 120-140 400-1250 70-90% 100-1200 120

Применение полиэтилена

Полиэтилен – самый известный и востребованный из-за своей практичности и универсальности полимер в мире. Выявлена масса способов переработки пластмассы, которые позволяют производить изделия из него.

Полиэтилен обвиняют в неэкологичности, на самом же деле этот полимер один из наиболее безопасных, неприхотливых, хорошо поддается переработке, после которой нередко используется повторно.

Рассмотрим самые распространенные формы применения полиэтилена.

  • Пленка. Этот универсальный материал повсеместно используют в виде разнофактурных пленок в промышленности, на производстве, в строительных работах. Производится она с помощью экструдера из гранулированного полиэтилена, который доводят до нужной температуры, плавят, после чего формируют.
  • Трубы из полиэтилена используют для выкладывания инженерных сообщений (канализация, газо- и водопроводы) и коммуникаций. Процесс их изготовления идентичен этапам производства пленки, за исключением конструкции экструдера.
  • Полиэтиленовые пакеты – легкая и удобная тара, в которой потребители переносят вещи и продукты. Сегодня невозможно представить свою жизнь без прозрачных пакетов для фасовки, «маек», практичных мусорных пакетов, пакетов с логотипами супермаркетов или торговых точек.
  • Упаковка. Современная тара для продуктов питания также производится преимущественно из полиэтилена – бутылки, контейнеры, пластиковые пакеты и одноразовая посуда.
  • Нельзя не упомянуть о широком производстве одноразовых полиэтиленовых перчаток, которые нашли широкое применение в промышленности, медицине и быту.
  • Полиэтиленовые листы, производимые из ПЭВП или ПЭНП, являются отличной альтернативой древесине и стеклу, имеют небольшой вес и высокую жесткость. ПЭ прессуется в прочные листы разной толщины с высокой термостойкостью.

Продукты из полиэтилена с каждым годом находят все больше сфер для своего применения, занимая ранее пустующие области рынка. Включая в свой производственный процесс изделия из этого полимера, многие предприятия разных отраслей промышленности существенно облегчают его, делая максимально рентабельным. Статистические данные прогнозируют и дальнейший рост популярности полиэтилена, а значит, его производство в товарных масштабах будет только расти.

Смотрите также по теме «Что такое полиэтилен и в чем отличия его основных видов, особенности получения и применения»:

Знаки на упаковках и маркировка пластика

Обязательная маркировка пластиковых отходов позволяет дать общее представление об их категории и возможности вторичной переработки. Некоторые изделия могут вообще не подлежать рециклингу. Известно, что пластик негативно воздействует на окружающую среду, при этом накапливается он в огромном количестве.

Срок его разложения крайне велик: от 100 лет и более в зависимости от вида. Кроме того, горы пластиковой массы, постепенно распадаясь на мельчайшие частицы, проникают в землю и вредят живым существам, растениям. Именно поэтому важно учитывать знаки на упаковке и правильно обращаться с отслужившими свое изделиями.

Что такое маркировка, и где ее искать

Глобальная организация, которая начала свою работу в далеком 1937 году, представила новые возможности для утилизации пластиковых отходов. Она предложила указывать информацию об их типах в виде кодов идентификации смол. Эти обозначения актуальны и сейчас.

Вопросами утилизации пластиковых отходов с 2010 года продолжила заниматься другая организация, известная как ASTM International. Она преобразила коды в стандарты. Благодаря разработанным ею требованиям, значок повторной переработки пластика наносится на все виды изделий из полимеров. Это позволяет в значительной мере упорядочить обращение с отслужившими изделиями такого типа. Утилизация полимерных отходов стала не только задачей глобальных корпораций, но и ответственностью каждого жителя планеты.

Маркировка пластика

Упаковки из этого материала в последние несколько лет стали крайне популярными. Среди преимуществ их использования — комфорт и малая масса. За счет изделий из полимеров удается упростить быт обычного человека. Однако преимущества их использования ставятся под сомнение с учетом количества накапливающегося в природе мусора.

И все же есть виды пластика, которые являются безопасными для человека и окружающей среды, если соблюдать требования эксплуатации, разработанные производителем. Не все люди владеют информацией на эту тему, хотя с ней стоит ознакомиться каждому.

Такое изображение есть даже на крышках от бутылок. Маркировка включает семь обозначений в виде цифр и аббревиатур. Она идентифицирует все виды пластика, используемые человеком в быту. Так называемую петлю Мебиуса можно встретить и на продуктах, которые изготавливаются из вторсырья.

PET, PETE, ПЭТ

Полиэтилентерефталат, а именно материал на основе синтетических полимеров с буквенным обозначением PET, является наиболее популярным сырьем для изготовления изделий из пластмассы. Из него производятся бутылки для минеральной воды и сладких газированных напитков.

Одним из его важных преимуществ является то, что он безоговорочно принимается во всех центрах утилизации отходов.

HDPE, PE HD, ПНД

Полиэтилен высокой плотности используют при изготовлении тары для моющих средств и шампуней. Пластик с обозначением HDPE применяется и при производстве обычных пакетов. Во многих странах на законодательном уровне пытаются ограничить их оборот.

Это относительно дешевый материал, поэтому из него изготавливают контейнеры для пищи и другие виды тары. В легкой промышленности его использует нечасто, поскольку он выделяет формальдегид. Это вредное вещество, которое негативно влияет на нервную систему человека и его здоровье в целом.

PVC V, ПВХ

Если пластик с маркировкой HDPE советуют реже применять в пищевой промышленности, то изделия из полимеров с обозначением PVC V вообще в ней запрещены. Поливинилхлорид чаще всего встречается в сфере строительства. Из него делают жалюзи и отделочные материалы.

В составе изделий с аббревиатурой PVC V находятся такие химические вещества, как бисфенол А, флатан, винилхлорид. Пластмассовая масса этого типа в процессе горения выделяет канцерогены. Ее негативное воздействие на окружающую среду неоспоримо.

LDPE PBD, ПВД

Полиэтилен низкой плотности считается безопасным материалом, поэтому он не имеет никаких противопоказаний к использованию в пищевой индустрии. Кроме того, всем знакомые мусорные и другие пакеты производятся именно из него. Однако есть определенные рекомендации, связанные с их применением в быту.

При длительном контакте с продуктами и жидкостями такая тара может выделять небезопасные вещества. Обратившись к справочным таблицам, можно узнать, что означает маркировка с обозначением LDPE и специальный знак на упаковке. В частности, там указывается пригодность материала к длительному контакту с жидкостями и продуктами, а треугольник говорит о возможности переработки. Однако не во всех странах этот материал умеют успешно утилизировать.

PP, ПП

Полипропилен применяется в производстве пластиковых трубочек, которые сейчас уже постепенно заменяются металлическими аналогами. Из полипропилена делают бутылки для детей, используемые в период младенческого кормления. Он считается одним из наиболее безопасных материалов. Однако все же не приветствуется длительное использование этого вида пластика в быту, в том числе для хранения продуктов.

PS, ПС

Полистирол входит в состав столовых приборов, игрушек и некоторых видов тары. Материал со знаком PS также применяется для изготовления ручек. Он является вредным для людей и окружающей среды, так как при горении и даже простом нагревании выделяет канцерогены. Противопоказан для применения в легкой промышленности.

Other, другое

Пластик с отметкой Other является небезопасным при контакте с продуктами, поэтому вряд ли эту аббревиатуру можно увидеть на бутылках с водой или пакетах с едой. Из него делают корпуса для мобильных телефонов. Этот вид пластика не перерабатывается.

Что означает цифра внутри треугольника

Каждый значок из стрелок является хранителем определенного кода. Цифровая маркировка пищевого или строительного пластика в треугольнике начинается с единицы и заканчивается семеркой. Цифра выше номера «7» в таблице указывает на разновидность материала. Например: бумага (PAP), жесть (FE), алюминий (ALU), стекло (GL), тетрапак (C/PAP). Их можно и нужно отправлять в специально созданные центры рециклинга.

Утилизация отходов: маркировка материалов для переработки

Код переработки Материал (буквенное обозначение)
1 PET
2 HDPE
3 PVC V
4 LDPE
5 PP
6 PS
7 O
22 PAP
40 FE
41 ALU
70 GL
84 C/PAP

84 или С/PAP — это пластик?

Производство изделий с отметкой C/PAP предполагает добавление пластика, однако в состав этого вида материала входит еще и бумага. Иногда изготовляют упаковки с цифровым обозначением от 80 до 84, что указывает на присутствие внутри металла. Тетрапак производится с применением композиционных материалов. Этот вид материала непросто переработать. В связи с этим упаковки от соков и молока в некоторых центрах утилизации отходов могут не приниматься на переработку. Они сразу отправляются на сжигание.

Знаки на пластиковой посуде

Есть специальная маркировка, используемая конкретно для пластиковой посуды. Так, значок с нарисованными в нем бокалом и вилкой означает, что изделие может применяться для порционной сервировки блюд без опасений за здоровье человека. Также посуда с таким обозначением годится для того, чтобы хранить в ней остатки еды.