Conducta (pentru irigare)

Polietilenă de înaltă densitate, numele englezesc este „High Density Polyethylene” sau „HDPE” pe scurt.HDPE este o rășină termoplastică nepolară, foarte cristalină.Aspectul HDPE original este alb lăptos, iar secțiunea subțire este translucidă într-o anumită măsură.PE are o rezistență excelentă la majoritatea substanțelor chimice domestice și industriale.Anumite tipuri de substanțe chimice pot provoca coroziune chimică, cum ar fi oxidanții corozivi (acid azotic concentrat), hidrocarburile aromatice (xilen) și hidrocarburile halogenate (tetraclorura de carbon).Polimerul este non-higroscopic și are o bună rezistență la vapori de apă și poate fi folosit pentru ambalare.HDPE are proprietăți electrice bune, în special rezistența dielectrică ridicată a izolației, făcându-l foarte potrivit pentru fire și cabluri.Gradele cu greutate moleculară medie până la mare au o rezistență excelentă la impact, chiar și la temperatura camerei și chiar și la temperaturi scăzute de -40F.

HDPE este o poliolefină termoplastică produsă prin copolimerizarea etilenei.Deși HDPE a fost lansat în 1956, acest plastic nu a atins încă un nivel matur.Acest material de uz general își dezvoltă constant noile utilizări și piețe.

Caracteristici principale

HDPE este o rășină termoplastică nepolară cu cristalinitate ridicată.Aspectul HDPE original este alb lăptos, iar secțiunea subțire este translucidă într-o anumită măsură.PE are o rezistență excelentă la majoritatea substanțelor chimice domestice și industriale.Anumite tipuri de substanțe chimice pot provoca coroziune chimică, cum ar fi oxidanții corozivi (acid azotic concentrat), hidrocarburile aromatice (xilen) și hidrocarburile halogenate (tetraclorura de carbon).Polimerul este non-higroscopic și are o bună rezistență la vapori de apă și poate fi folosit pentru ambalare.HDPE are proprietăți electrice bune, în special rezistența dielectrică ridicată a izolației, făcându-l foarte potrivit pentru fire și cabluri.Gradele cu greutate moleculară medie până la mare au o rezistență excelentă la impact, chiar și la temperatura camerei și chiar și la temperaturi scăzute de -40F.Caracteristicile unice ale diferitelor grade de HDPE sunt combinația adecvată a patru variabile de bază: densitate, greutate moleculară, distribuție a greutății moleculare și aditivi.Diferiți catalizatori sunt utilizați pentru a produce polimeri personalizați cu proprietăți speciale.Combinația acestor variabile produce grade HDPE pentru diferite scopuri;atingerea celui mai bun echilibru în performanță.

densitate

Aceasta este principala variabilă care determină caracteristicile HDPE, deși cele patru variabile menționate se afectează reciproc.Etilena este principala materie primă a polietilenei.Câțiva alți comonomeri, cum ar fi 1-butenă, 1-hexenă sau 1-octenă, sunt, de asemenea, adesea utilizați pentru a îmbunătăți performanța polimerului.Pentru HDPE, conținutul de monomeri de mai sus nu depășește, în general, 1%-2%.Adăugarea de comonomer reduce ușor cristalinitatea polimerului.Această modificare este în general măsurată prin densitate, care are o relație liniară cu cristalinitatea.Clasificarea generală a Statelor Unite este în conformitate cu ASTM D1248, iar densitatea HDPE este de 0,940 g/.Deasupra C;Intervalul de densitate al MDPE este de 0,926 ~ 0,940 g/CC.Alte clasificări clasifică uneori MDPE ca HDPE sau LLDPE.Homopolimerii au cea mai mare densitate, cea mai mare rigiditate, permeabilitate bună și cel mai înalt punct de topire, dar în general au o rezistență slabă la fisurarea prin stres de mediu (ESCR).ESCR este capacitatea PE de a rezista fisurilor cauzate de stres mecanic sau chimic.Densitatea mai mare îmbunătățește în general rezistența mecanică, cum ar fi rezistența la tracțiune, rigiditatea și duritatea;proprietăți termice, cum ar fi temperatura punctului de înmuiere și temperatura de distorsiune a căldurii;și impermeabilitate, cum ar fi permeabilitatea la aer sau permeabilitatea la vapori de apă.Densitatea mai mică îi îmbunătățește rezistența la impact și E-SCR.Densitatea polimerului este afectată în principal de adăugarea comonomerilor, dar într-o măsură mai mică de greutatea moleculară.Procentul de greutate moleculară mare reduce ușor densitatea.De exemplu, homopolimerii au densități diferite într-o gamă largă de greutăți moleculare.

Productie si catalizator

Cea mai obișnuită metodă de producție a PE este prin prelucrarea în fază gazoasă sau în suspensie, iar câteva sunt produse prin procesarea în fază de soluție.Toate aceste procese sunt reacții exoterme care implică monomer de etilenă, monomer a-olefină, sistem catalizator (poate fi mai mult de un compus) și diferite tipuri de diluanți de hidrocarburi.Hidrogenul și unii catalizatori sunt utilizați pentru a controla greutatea moleculară.Reactorul cu șlam este, în general, un rezervor agitat sau un reactor cu buclă la scară mare utilizat mai frecvent, în care suspensia poate fi circulată și agitată.Când etilena și comonomerul (după cum este necesar) intră în contact cu catalizatorul, se formează particule de polietilenă.După îndepărtarea diluantului, granulele de polietilenă sau granulele de pulbere sunt uscate și aditivii sunt adăugați în funcție de dozare pentru a produce pelete.O linie de producție modernă cu reactoare mari cu extrudere cu două șuruburi poate produce mai mult de 40.000 de kilograme de PE pe oră.Dezvoltarea de noi catalizatori contribuie la îmbunătățirea performanței noilor grade de HDPE.Cele două tipuri de catalizatori cel mai frecvent utilizate sunt catalizatorii Philips pe bază de oxid de crom și catalizatorii compus din titan și alchil aluminiu.HDPE produs de catalizatorul Phillips are o distribuție a greutății moleculare de lățime medie;catalizatorul de titan-alchil aluminiu are o distribuție îngustă a greutății moleculare.Catalizatorul utilizat la producerea polimerilor MDW îngusti într-un reactor dublu poate fi, de asemenea, utilizat pentru a produce grade MDW largi.De exemplu, două reactoare în serie care produc produse cu greutate moleculară semnificativ diferită pot produce polimeri bimodali cu greutate moleculară care au o gamă completă de distribuții de greutate moleculară.Fitinguri pentru țevi PE

Greutate moleculară

Greutatea moleculară mai mare are ca rezultat o vâscozitate mai mare a polimerului, dar vâscozitatea este, de asemenea, legată de temperatura și viteza de forfecare utilizate în test.Reologia sau măsurarea greutății moleculare este utilizată pentru a caracteriza greutatea moleculară a materialului.Gradele HDPE au, în general, un interval de greutate moleculară de la 40 000 la 300 000, iar greutatea moleculară medie în greutate corespunde aproximativ intervalului indicelui de topire, adică de la 100 la 0,029/10 min.În general, MW mai mare (indice de topire mai scăzut MI) îmbunătățește rezistența la topire, o tenacitate mai bună și ESCR, dar MW mai mare face procesarea

Procesul este mai dificil sau necesită presiune sau temperatură mai mare.

Distribuția greutății moleculare (MWD): WD de PE variază de la îngust la larg în funcție de catalizatorul utilizat și de procesul de procesare.

Cel mai frecvent utilizat indice de măsurare a MWD este indicele de neuniformitate (HI), care este egal cu greutatea moleculară medie (MW) împărțită la greutatea moleculară medie numerică (Mn).Acest interval de indice pentru toate gradele HDPE este 4-30.MWD îngust oferă deformare redusă și impact ridicat în timpul procesului de turnare.MWD mediu spre larg oferă procesabilitate pentru majoritatea proceselor de extrudare.Wide MWD poate îmbunătăți, de asemenea, rezistența la topire și rezistența la fluaj.

aditiv

Adăugarea de antioxidanți poate preveni degradarea polimerului în timpul procesării și poate preveni oxidarea produsului finit în timpul utilizării.Aditivii antistatici sunt utilizați în multe tipuri de ambalaje pentru a reduce aderența sticlelor sau ambalajului la praf și murdărie.Aplicațiile specifice necesită formulări speciale de aditivi, cum ar fi inhibitorii de cupru legați de aplicațiile de sârmă și cablu.Rezistența excelentă la intemperii și anti-ultraviolete (sau lumina soarelui) pot fi obținute prin adăugarea de aditivi anti-UV.Fără adăugarea de PE rezistent la UV sau negru de fum, se recomandă să nu-l folosiți în continuare în aer liber.Pigmenții de negru de fum de calitate superioară oferă o rezistență excelentă la UV și sunt adesea utilizați în aplicații în aer liber, cum ar fi fire, cabluri, straturi de rezervor sau țevi.

metode de prelucrare

PE poate fi fabricat într-o gamă largă de metode de procesare diferite.Folosind etilenă ca materie primă principală, propilenă, 1-butenă și hexenă ca copolimer, sub acțiunea unui catalizator, se adoptă procesul de polimerizare în suspensie sau polimerizare în fază gazoasă, iar polimerul obținut este fulgerat, separat, uscat, granulat. , etc. Proces de obţinere a produselor finite cu particule uniforme.Inclusiv, cum ar fi extrudarea foii, extrudarea filmului, extrudarea țevilor sau a profilului, turnarea prin suflare, turnarea prin injecție și turnarea rotațională.

▲ Extrudare: gradul utilizat pentru producția de extrudare are, în general, un indice de topire mai mic de 1 și un MWD mediu spre lat.În timpul procesării, MI scăzut poate obține o rezistență adecvată la topire.Calitățile MWD mai largi sunt mai potrivite pentru extrudare, deoarece au viteze de producție mai mari, presiuni mai mici ale matriței și tendință redusă de rupere a topiturii.

PE are multe aplicații de extrudare, cum ar fi fire, cabluri, furtunuri, țevi și profile.Aplicațiile pentru țevi variază de la țevi galbene de secțiune mică pentru gaze naturale până la țevi negre cu pereți groși, cu un diametru de 48 inchi pentru conducte industriale și urbane.Utilizarea țevilor cu pereți tubulari de diametru mare ca înlocuitor pentru țevile de scurgere a apei pluviale din beton și alte țevi de canalizare crește rapid.

Foaie și termoformare: căptușeala de termoformare a multor frigidere mari de picnic este realizată din PE, care este dur, ușor și durabil.Alte produse din tablă și termoformate includ apărători de noroi, căptușeli de rezervor, apărători, cutii de transport și rezervoare.Un număr mare de aplicații de foi cu creștere rapidă sunt satele de mulci sau de fundul iazului, care se bazează pe duritatea, rezistența chimică și impermeabilitatea MDPE.

▲ Suflare: Mai mult de 1/3 din HDPE vândut în Statele Unite este folosită pentru suflare.Acestea variază de la sticle care conțin înălbitor, ulei de motor, detergent, lapte și apă distilată până la frigidere mari, rezervoare de combustibil și canistre.Caracteristicile claselor de turnare prin suflare, cum ar fi rezistența la topitură, ES-CR și tenacitatea, sunt similare cu cele utilizate pentru aplicații de table și termoformare, astfel încât pot fi utilizate clase similare.

Turnarea prin injecție prin suflare este de obicei folosită pentru a face recipiente mai mici (mai puțin de 16 oz) pentru ambalarea medicamentelor, șampoanelor și cosmeticelor.Unul dintre avantajele acestui proces este că sticlele de producție sunt tăiate automat, fără a fi nevoie de pași de post-finisare, cum ar fi turnarea generală prin suflare.Deși unele grade MWD înguste sunt utilizate pentru a îmbunătăți finisarea suprafeței, grade MWD medii până la late sunt în general utilizate.

▲ Turnare prin injecție: HDPE are nenumărate aplicații, de la pahare reutilizabile pentru băuturi cu pereți subțiri până la cutii de 5 gsl, care consumă 1/5 din HDPE casnic.Gradele de turnare prin injecție au, în general, un indice de topire de 5-10.Există grade cu tenacitate și fluiditate mai scăzută și grade de fluiditate mai ridicate cu procesabilitate.Utilizările includ necesitățile zilnice și ambalajele alimentare cu pereți subțiri;cutii de alimente și vopsea rezistente și durabile;rezistență ridicată la aplicațiile de fisurare prin stres de mediu, cum ar fi rezervoarele mici de combustibil pentru motor și coșurile de gunoi de 90 gal.

▲ Turnare prin rotație: Materialele care utilizează această metodă de procesare sunt în general zdrobite în materiale pulbere, care sunt topite și curge în ciclul termic.Rotomolding utilizează două tipuri de PE: de uz general și reticulat.MDPE/HDPE de uz general are de obicei o densitate cuprinsă între 0,935 și 0,945 g/CC, cu un MWD îngust, astfel încât produsul să aibă un impact ridicat și o deformare minimă, iar indicele său de topire este în general în intervalul 3-8.Calitățile MI mai înalte nu sunt, în general, potrivite, deoarece nu au rezistența la impact și rezistența la fisurarea la stresul mediului așteptate de la produsele rotoformate.

Aplicațiile de turnare rotațională de înaltă performanță utilizează proprietățile unice ale gradelor sale de reticulare chimic.Aceste calități au o fluiditate bună în prima parte a ciclului de turnare și apoi se reticulă pentru a forma rezistența și tenacitatea lor excelentă la fisurare la stres din mediu.Rezistenta la uzura si rezistenta la intemperii.PE reticulabil este potrivit numai pentru containere mari, de la rezervoare de 500 gal pentru transportul diferitelor substanțe chimice până la rezervoare agricole de 20.000 gal.

▲ Film: Procesarea filmului PE utilizează, în general, procesarea obișnuită a filmului suflat sau procesarea prin extrudare plată.Majoritatea PE este folosită pentru film, sunt disponibile PE general de joasă densitate (LDPE) sau PE liniar de joasă densitate (LLDPE).Filmele HDPE sunt utilizate în general acolo unde sunt necesare o întindere superioară și o impermeabilitate excelentă.De exemplu, filmul HDPE este adesea folosit pentru pungi de mărfuri, pungi de băcănie și ambalaje pentru alimente.

Performanța produsului

Polietilena de înaltă densitate este particule albe netoxice, fără gust și fără miros, cu un punct de topire de aproximativ 130°C și o densitate relativă de 0,941 până la 0,960.Are rezistență bună la căldură și rezistență la frig, stabilitate chimică bună, rigiditate și duritate ridicate și rezistență mecanică bună.Proprietățile dielectrice și rezistența la fisurare la stresul mediului sunt de asemenea bune.

Ambalare și depozitare

A se păstra departe de foc și izolație termică în timpul depozitării.Depozitul trebuie păstrat uscat și ordonat.Este strict interzis să amestecați orice impurități, lumina soarelui și ploaia.Transportul trebuie depozitat în cărucioare sau cabine curate, uscate, acoperite și nu trebuie să existe obiecte ascuțite, cum ar fi cuie de fier.Transportul mixt cu hidrocarburi aromatice inflamabile, hidrocarburi halogenate și alți solvenți organici este strict interzis.

reciclați și reutilizați

HDPE este partea cu cea mai rapidă creștere a pieței de reciclare a plasticului.Acest lucru se datorează în principal reprocesării sale ușoare, caracteristicilor de degradare minimă și numărului mare de aplicații pentru ambalare.Principala reciclare este reprocesarea a 25% din materialele reciclate, cum ar fi materialele reciclabile post-consum (PCR), cu HDPE pur pentru a face sticle care nu sunt în contact cu alimentele.

Țevile PE pentru alimentarea cu apă sunt produse de înlocuire a țevilor tradiționale de oțel și a țevilor de apă potabilă din PVC.