Все категории

Полиэтилен

Полный классификатор марок и свойств полиэтилена
Производители и цены
Полиэтиленовые изделия и продукция
Оборудование для получения и переработки полиэтилена
Книги и журналы о полиэтилене
Фотографии
Видео
Процесс производства полиэтилена
Исторические факты
Перспективы и прогнозы развития
Краткие характеристики и свойства:

ПОЛИЭТИЛЕН - термопластичный полимер, являющийся продуктом полимеризации этилена и представляющий собой полупрозрачный, химически инертный, малопластичный материал с высокими электроизоляционными свойствами
[-CH2-CH2-]n.
Полиэтилен - полимер, получаемый полимеризацией этилена:
nCH2=CH2                 (-CH2-CH2)n
Радикальную полимеризацию этилена проводят при высоком давлении (120-150МПа) и при 300-350 С. В качестве инициатора радикальной реакции используют кислород. Таким способом получают полиэтилен высокого давления (ПЭНП) или в отечественной номенклатуре  (ПЭВД) со степенью полимеризации примерно 50000. Полученный полимер имеет разветвленную структуру и низкую плотность. Плотность 910-935 кг/м3. Выпускают стабилизированным и в виде гранул.
Если  полимеризация провидится путем пропускания этилена через инертный растворитель, содержащий суспензию катализатора - TiCl4 и  Al(C2H5)3, то процесс протекает при температуре 60 С и под давлением порядка 500кПа. В этих условиях получают полиэтилен строго линейной структуры со степенью полимеризации до 300 000. Полученный полимер полиэтилен низкого давления (ПЭВП) или отечественная  номенклатура (ПЭНД) обладает большой плотностью, большой прозрачностью и растяжимостью.
Полиэтилен - прозрачный материал, обладает высокой химической. Он термопластичен (температура размягчения 100-130 С), плохо проводит тепло.
В настоящее время, кроме уже ставших традиционными ПЭНП и ПЭВП, производятся сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), высокомолекулярный полиэтилен высокой плотности (ВМПЭВП), сополимеры этилена с винилацетатом (СЭВА), с пропиленом (СЭП) и ряд других марок.
Применение полиэтилена весьма широко - от труб диаметром до 1500мм до микронных капилляров, пленок толщиной от 3-5мкм до 200-500мкм и шириной полотна до 40м.На основе полиэтилена получают волокна с модулем упругости до 250 ГПа.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ПОЛИЭТИЛЕНА

Свойства

ПЭНП

ПЭВП

СВМПЭ

 

ПЭВП

ПЭНД

ПЭСД

Плотность, кг/м3

918-935

945-955

960-970

940

Температура плавления, С

105-115

130-135

130-135

125-135

Температура размягчения, С

60-65

80-90

80-100

110-120

Молекулярная масса промышленных марок, 10-4

2-5

7-35

4-7

350-600

Модуль упругости при изгибе, МПа

80-260

1000-1200

1070-1100

1070-1100

Разрушающее напряжение, МПа при:

растяжении

изгибе

 

 

 

 

10-16

22-32

25-38

28-32

12-17

20-35

25-40

30-40

Относительное удлинение, %

150-600

400-800

200-800

400-500

Ударная вязкость, кДж/м2

Образец не ломается

Твердость по Бринеллю, МПа

15-25

45-60

55-60

40-50

Удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)

2,1-2,8

2,3-2,7

2,3-2,7

2,5-2,9

Коэффициент температуропроводности, Вт/(м*К)

0,2-0,3

0,27

0,27

0,28

Коэффициент линейного расширения, 104 град-1

2,2-2,5

2

2

2

Показатель текучести расплава, г/10 мин

0,2-20

0,1-15

0,2-10

0,2-0,3

При обозначении базовых марок ПЭВД (ПЭНП) первая цифра указывает на способ производства (1-высокое давление при полимеризации). Две последующие цифры обозначают метод производства базовой марки. При использовании автоклавного метода порядковые номера от 1 до 49,  при методе с использованием трубчатого реактора - от 50 до 99. Четвертая цифра указывает на способ усреднения полимера: холодным смешиванием - 0, в расплаве - 1. Пятая цифра обозначает группу плотности ПЭВД:
1 -900-909 кг/м3                 4 -922-926 кг/м3
2 -910-916 кг/м3                 5 -927-930 кг/м3
3 -917-921 кг/м3                 6 -931-939 кг/м3
Цифры, расположенные после тире, указывают на значение показателя текучести расплава (ПТР), увеличенное в 10 раз. Например, обозначение 10703-020 показывает, что это базовая марка  ПЭВД (1), полученная автоклавным  синтезом (07), усредненная холодным смешением гранул (0) и с плотностью третьей группы (3). ПТР этой марки составляет 2г/10 мин.

Композиции на основе базовых марок обозначается иначе. Первые три цифры показывают базовую марку (без ее расшифровки), а цифры после тире - номер рецептуры добавки. Например, 153-171 - композиция, приготовленная на основе базовой марки 153, т.е. ПЭВД (1), синтез в трубчатом реакторе (53), номер рецептуры добавки 171 (самозатухающая, стойкая к термофотоокислительному старению).

ПЭНД (ПЭВП) получают с использованием катализаторов ЦИГЛЕРА-НАТТА при сравнительно низком давлении (0,3-4,0 МПа), суспензионным, а также газофазным методом при среднем давлении. Последнее является основанием для обозначения этого продукта  «ПЭСД», что носит определенную путаницу в отечественную номенклатуру. Температура плавления 125-132 С, молекулярная масса = 70-350 тыс. плотность 945-975 кг/м3. Выпускается  стабилизированным в виде гранул или зернистого порошка.

Структурная особенность ПЭНД состоит в линейности его молекулярной организации. Поэтому содержание кристаллической фазы в ПЭНД достигает 80%,  она имеет развитую морфологию (пачки, фибриллы, ламели, сферолиты). ПЭНД  относится к кристаллизующим полимерам. Благодаря  большей, чем в аморфной фазе, плотности упаковки макромолекул  в кристаллитах повышается и физическая плотность ПЭНД, достигающая 970 кг/м3. Соответственно изменяются и характеристики. Возрастают деформационно - прочностные свойства, по значению которых ПЭНД  приближается к конструкционным пластмассам, увеличиваются температура размягчения и температура кристаллизации (плавление), растет модуль упругости и твердости. Введение  в ПЭНД  армирующих волокнистых наполнителей позволяет использовать этот материал для изготовления емкостей и оболочек, а также изделий ответственного назначения. Свойственная полиэтиленам высокая химическая стойкость позволяет использовать некоторые марки ПЭНД  в эндопротезировании,  в производстве изделий биотехнологической и пищевой промышленности.
Маркировка базовых разновидностей суспензионного полиэтилена совпадает с рассмотренной ранее.. Первая цифра (2) указывает  на синтез при низком давлении, а значит с использованием металлоорганических катализаторов. Две последующие цифры обозначают номер базовой марки (1-10), четвертая и пятая цифры -способ усреднения и группу плотности, а цифры после  тире - десятикратно увеличенное  значение ПТР. Например, марка 203-23 представленна на основе суспензионного ПЭНД (2) и базовой  марки 03 с добавкой 23, придающей антикоррозионные свойства и стойкость к свето- и термоокислительной деструкции.
Газофазный ПЭНД  обозначается базовыми марками 71-77, а композиции на его основе цифрами номеров после тире. Например, марка 273-81 означает композицию на основе газофазного ПЭНД (273) с термостабилизатором (81) черного цвета, обеспечивающим повышенную стойкость к старению при эксплуатации.
СЭП - сополимер этилена с пропиленом обладает повышенной устойчивостью к растрескиванию и эластичностью при большой механической прочности по сравнению с ПЭВД. СЭП применяется в кабельной промышленности для производства изделий литьем под давлением, экструзией и экструзионно - раздувным формованием (бутыли, флаконы, канистры, трубы).
СЭВ (СЭВИЛЕН) - сополимер этилена с винилацетатом, различающиеся содержанием винилацетата, который варьируется в диапазоне 10-60%. СЭВИЛЕН - характеризуется прозрачностью, нетоксичностью, устойчивостью к старению и стабильностью при переработке.

Механическая стойкость полиэтиленов к кислотам и растворителям:

Полиэтилены

Н2SO4

20-60%

HNO3 50%

HCl  до 37%

Ацетон

Этанол

Бензол

Фенол

ПЭВД (ПЭНП)

3

2

2 , 3

2 , 3

3

1

3

ПЭНД (ПЭВП)

3

1 , 2

3

2 , 3

3

2

3

Теплофизические свойства полиэтиленов:

Полиэтилены

Теплопроводность, λ, Вт/(м*К)

Теплоемкость, с, кДж/(кг*К)

Температуропроводность, a*107, м2

Средний КЛР (β*105),К-1

ПЭВД (ПЭНП)

0,32-0,36

1,8-2,5

1,3-1,5

21-55

ПЭНД (ПЭВП)

0,42-0,44

2,9-2,1

1,9

17-55

Диэлектрическая проницаемость полиэтиленов:

Полиэтилены

έ  при  v, Гц

50

103

106

ПЭВД (ПЭНП)

2,28

2,28

2,2

ПЭНД (ПЭВП)

2,3

2,3

2,3

Показатели пожароопасности полиэтиленов:

Полиэтилен

Температура, С

Теплота сгорания

 

Тв

Тсв

МДж/кг

Полиэтилен

306

417

44-47

(Тв-температура воспламенения, Тсв-температура самовоспламенения)

Особенности горения полиэтиленов:

ПЭНД, ПЭВД - горит в пламени при удалении
Окраска пламени - голубое, яркосветящееся с желтой верхушкой, середина пламени голубая.
Характер горения - небольшое количестве копоти, без образования сажи, расплав капает, капли горят.
Запах - горящего парафина (потухшей свечи) 

Основные предприятия-изготовители полиэтилена в России и СНГ

Полиэтилен

Торговая марка

Изготовитель

Полиэтилен высокого давления (полиэтилен низкой плотности)

ПЭВД, (ПЭНП), LDPE

Ангарский завод полимеров (Ангарск)

Томский нефтехимический завод (Томск)

Казаньоргсинтез (Казань)

Завод композиционных материалов (Томск)

Завод Сэвилен (Казань)

Полимер (Новополоцк, Беларусь)

Полиэтилен низкого и среднего давления (полиэтилен высокой плотности)

ПЭНД, (ПЭВП), ПЭСД, HDPE, MDPE, Ставролен, Лукотен

Ставролен (Лукойл-Нефтехим)

Томский нефтехимический з-д

Казаньоргсинтез

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен

СВМПЭ, PE-UHMW

Томский нефтехимический завод опытное производство

Сэвилен

Сэвилен, EVA

Завод Сэвилен (Казань)

Основные зарубежные аналоги отечественных марок полиэтилена:

Полиэтилен

Торговая марка

Фирма

Полиэтилен низкой плотности ПЭНП(полиэтилен высокого давления ПЭВД) LDPE

Vordian Polyethyiene

Vordian

Tipolen

Tiszai Vegyi Kombinat (TVK)

Stamylan LD

SABJC Euro Petrochemicals

Riblene

Polimeri Europa

Noovapol

NOVA Chemicals

Lupolen

Basell

Indothene

Indian Petrochemicals

J-Rex LD

Japan Polyolefins

Halene-L

Haldia Petrochemicals

Escorene-LD

Exxon Mobil Chemia

Hostalene

Bayer

Полиэтилен высокой плотности ПЭВП (полиэтилен низкого давления ПЭНД) HDPE

ПЭВП

Zemid Du Pont

Iuclear

SK Chemicals

Xylox

Xylox Nort Americ

Thai-zex

Bangkok Polyethelene

Nihtlin

Tiszai Vegyi Kombinat (TVK)

Stamylan-HD

SABIC Ero-Petrochemicaks

Relene

Rtlinct Indastries

Pilene

NOCI

Lupolen

Basell

Indothene-HD

Indian Petrochemicals

J-Rex LD

Japan Polyolefins (JPO)

Halene-H

Haldia Petrochemical

Finathene

ATOFINA

Eraclent

Polymeri Eropa

Escorene-HD

Axxon Mobil Chemical

Eltex

BP Solvay Polyethylene

Alrathene

Lucite International, Qenos

Baylon

Bayer

СВМПЭ (LLDPE)

Alratuff

Qenos

Clearflex

Polymeri Europa

Dowlex

DOW

Excced

Exxon Mobil Chemical

Evolue

Mitsui Petrochemical

Formolene

Formosa Plastics

G-Lene

Gail

Harmorex LL; J-Rex LL

Japan Polyolefins

Innovex

BP Solvay Polyethylene

Ladene

SABIC

Marlex

Chevron Phillipc Chemical

Niprolon-L; Niprolon-Z

Tosoh

Reclair

Reliance Indactries

Rexell

Huntsman Chemical

Sclear

NOVA Chemicals

Stamylan LL

Sobic Euro Petrochemicals

Sumirathene-L

Sumitomo Chemical

Vitzex

Mutsui Petrochemical

Voridian HCP (HXP)

Voridian

СЭВА (EVA)

Ateva

AT Plastics

EBAC

Voridian

Elvax

Du Pont

Escorene

Exxon Mobil Chemical

Evaflex

Mitsui Petrochemical

Evatate

Sumitomo Chemical

Evateno

Politeno

GrRenflex

Polymeri Europa

Miravithen

Lenna

Nipiflex

Tosoh

Ultrathene

Equistar

Температурные характеристики полиэтилена:

Полиэтилен

Предел рабочих температур

Теплостойкость по Мартенсу, С

Температура плавления, С

верхний

нижний

Полиэтилен высокого давления ПЭВД (ПЭНП)

60-70

-45

-

100-108

Полиэтилен низкого давления ПЭНД (ПЭВП)

70-80

-60

-

120-135

Пределы изменений механических свойств полиэтиленов:

Наименование полиэтилена

Предел прочности, МПа

Относительное  удлинение, %

Модуль упругости, МПа

Твердость, МПа

Ударная вязкость, кДж/м2

σв

σсж

σи

ε

Ε*10-3

Εи*10-3

НВ

а

а1

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) (ПЭНП)

10-17

12

12-17

50-600

-

0,12-0,26

14-25

-

-

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) (ПЭВП)

18-35

20-36

20-38

250-1000

-

0,65-0,93

44-52

-

2-150

Краткое описание, методы переработки, основное назначение, качественная оценка свойств полиэтилена и специфические особенности

Полиэтилен высокого давления ПЭВД (низкой плотности)следующих марок:

15303-003, 15602-008, 15902-020, 16802-070*, 17602-006, 17702-010, 17802-015, 18002-030, 18102-035*, 18202-055, 18302-120*

Нейтральный материал кристалической структуры с низким водопоглощением, стабилен во влажной среде, невысокие показатели прочности, значитиельное удлинение при растяжении, эластичный материал, стойкий к растрескиванию, хорошие диэлектрические показатели. Химически стоек к агресивным средам и органическим растворителям за исключением бензина, бензола, хлороформа и четыреххлористого углерода, нетоксичен

Методы переработки: Литье под давлением. Центробежное литье. Экструзия. Раздувка. Пневматическое, вакуумное формование. Штамповка. Механическая обработка резанием, сверлением, фрезерованием и т.д. Сварка при расплавлении горячим воздухом. Пресование. Вихревое и другие виды напыления

Основное назначение: Заглушки, пробки, пленочные изделия, емкости, электроизоляционные материалы защитные антикорозионные и декоративные покрытия

Полиэтилен низкого давления ПЭНД (высокой плотности) следующих марок:

20106-001, 20206-002, 20306-005, 20406-007, 20506-007, 20606-012, 20706-016, 20806-024, 20906-040, 21006-075*

Нейтральный материал кристалической структуры, большее содержание кристалической фазы, выше плотность, механическая прочность и теплостойкость, чем у ПЭВД, хорошие диэлектрические свойства. Химически стоек, более стоек к бензину, бензолу, хлороформу, чем ПЭВД

Методы переработки: Литье под давлением. Центробежное литье. Экструзия. Раздувка. Пневматическое, вакуумное формование. Штамповка. Механическая обработка резанием, сверлением, фрезерованием и т.д. Сварка при расплавлении горячим воздухом. Пресование. Вихревое и другие виды напыления

Основное назначение: Детали машин, корпусные детали, приборостроение, трубы, фитинги, емкости, электроизоляционные материалы, пленки, покрытия.

Фотографии полиэтилена:

Фотография полиэтилена серого цвета