Potrubí (pro zavlažování)

High-density polyethylene, anglický název je „High Density Polyethylene“ nebo zkráceně „HDPE“.HDPE je vysoce krystalická, nepolární termoplastická pryskyřice.Vzhled původního HDPE je mléčně bílý a tenký řez je do určité míry průsvitný.PE má vynikající odolnost vůči většině domácích a průmyslových chemikálií.Některé typy chemikálií mohou způsobit chemickou korozi, jako jsou korozivní oxidanty (koncentrovaná kyselina dusičná), aromatické uhlovodíky (xylen) a halogenované uhlovodíky (tetrachlormethan).Polymer je nehygroskopický a má dobrou odolnost proti vodní páře a může být použit pro účely balení.HDPE má dobré elektrické vlastnosti, zejména vysokou dielektrickou pevnost izolace, díky čemuž je velmi vhodný pro dráty a kabely.Třídy se střední až vysokou molekulovou hmotností mají vynikající odolnost proti nárazu, a to i při pokojové teplotě a dokonce i při nízkých teplotách -40F.

HDPE je termoplastický polyolefin vyrobený kopolymerací ethylenu.Ačkoli HDPE byl uveden na trh v roce 1956, tento plast ještě nedosáhl úrovně zralosti.Tento univerzální materiál neustále rozvíjí svá nová použití a trhy.

Hlavní rysy

HDPE je nepolární termoplastická pryskyřice s vysokou krystalinitou.Vzhled původního HDPE je mléčně bílý a tenký řez je do určité míry průsvitný.PE má vynikající odolnost vůči většině domácích a průmyslových chemikálií.Některé typy chemikálií mohou způsobit chemickou korozi, jako jsou korozivní oxidanty (koncentrovaná kyselina dusičná), aromatické uhlovodíky (xylen) a halogenované uhlovodíky (tetrachlormethan).Polymer je nehygroskopický a má dobrou odolnost proti vodní páře a může být použit pro účely balení.HDPE má dobré elektrické vlastnosti, zejména vysokou dielektrickou pevnost izolace, díky čemuž je velmi vhodný pro dráty a kabely.Třídy se střední až vysokou molekulovou hmotností mají vynikající odolnost proti nárazu, a to i při pokojové teplotě a dokonce i při nízkých teplotách -40F.Jedinečné vlastnosti různých jakostí HDPE jsou správnou kombinací čtyř základních proměnných: hustoty, molekulové hmotnosti, distribuce molekulové hmotnosti a přísad.K výrobě přizpůsobených polymerů se speciálními vlastnostmi se používají různé katalyzátory.Kombinace těchto proměnných vytváří HDPE třídy pro různé účely;dosažení nejlepší rovnováhy ve výkonu.

hustota

Toto je hlavní proměnná, která určuje charakteristiky HDPE, ačkoli čtyři zmíněné proměnné se navzájem ovlivňují.Ethylen je hlavní surovinou polyethylenu.Několik dalších komonomerů, jako je 1-buten, 1-hexen nebo 1-okten, se také často používá ke zlepšení výkonu polymeru.U HDPE obsah několika výše uvedených monomerů obecně nepřesahuje 1 % až 2 %.Přídavek komonomeru mírně snižuje krystalinitu polymeru.Tato změna se obecně měří hustotou, která má lineární vztah s krystalinitou.Obecná klasifikace Spojených států je v souladu s ASTM D1248 a hustota HDPE je 0,940 g/.Nad C;Rozsah hustoty MDPE je 0,926 až 0,940 g/CC.Jiné klasifikace někdy klasifikují MDPE jako HDPE nebo LLDPE.Homopolymery mají nejvyšší hustotu, nejvyšší tuhost, dobrou permeabilitu a nejvyšší bod tání, ale obecně mají špatnou odolnost vůči praskání v prostředí (ESCR).ESCR je schopnost PE odolávat praskání způsobenému mechanickým nebo chemickým namáháním.Vyšší hustota obecně zlepšuje mechanickou pevnost, jako je pevnost v tahu, tuhost a tvrdost;tepelné vlastnosti, jako je teplota bodu měknutí a teplota tepelné deformace;a nepropustnost, jako je propustnost vzduchu nebo propustnost vodní páry.Nižší hustota zlepšuje jeho rázovou houževnatost a E-SCR.Hustotu polymeru ovlivňuje především přídavek komonomerů, ale v menší míře molekulová hmotnost.Vysoké procento molekulové hmotnosti mírně snižuje hustotu.Například homopolymery mají různé hustoty v širokém rozmezí molekulových hmotností.

Výroba a katalyzátor

Nejběžnějším způsobem výroby PE je zpracování v kaši nebo v plynné fázi a několik z nich se vyrábí zpracováním v roztoku.Všechny tyto procesy jsou exotermické reakce zahrnující ethylenový monomer, a-olefinový monomer, katalytický systém (může být více než jedna sloučenina) a různé typy uhlovodíkových ředidel.Ke kontrole molekulové hmotnosti se používá vodík a některé katalyzátory.Suspenzním reaktorem je obecně míchaná nádrž nebo běžněji používaný smyčkový reaktor ve velkém měřítku, ve kterém může suspenze cirkulovat a míchat.Když se ethylen a komonomer (podle potřeby) dostanou do kontaktu s katalyzátorem, vytvoří se polyethylenové částice.Po odstranění ředidla se polyethylenové granule nebo práškové granule suší a přidávají se aditiva podle dávkování za účelem výroby pelet.Moderní výrobní linka s velkými reaktory s dvoušnekovými extrudéry dokáže vyrobit více než 40 000 liber PE za hodinu.Vývoj nových katalyzátorů přispívá ke zlepšení výkonu nových jakostí HDPE.Dva nejběžněji používané typy katalyzátorů jsou katalyzátory na bázi oxidu chrómu společnosti Philips a katalyzátory na bázi sloučenin titanu a alkylhliníku.HDPE produkovaný Phillipsovým katalyzátorem má distribuci molekulové hmotnosti střední šířky;titan-alkylhliníkový katalyzátor má úzkou distribuci molekulové hmotnosti.Katalyzátor používaný při výrobě úzkých polymerů MDW v duálním reaktoru lze také použít k výrobě širokých tříd MDW.Například dva reaktory v sérii, které produkují produkty s výrazně odlišnou molekulovou hmotností, mohou produkovat bimodální polymery molekulové hmotnosti, které mají celý rozsah distribucí molekulových hmotností.PE potrubní tvarovky

Molekulární váha

Vyšší molekulová hmotnost vede k vyšší viskozitě polymeru, ale viskozita také souvisí s teplotou a smykovou rychlostí použitou v testu.K charakterizaci molekulové hmotnosti materiálu se používá reologie nebo měření molekulové hmotnosti.Typy HDPE mají obecně rozsah molekulové hmotnosti 40 000 až 300 000 a hmotnostní průměr molekulové hmotnosti zhruba odpovídá rozsahu indexu toku taveniny, tj. od 100 do 0,029/10 min.Obecně platí, že vyšší MW (nižší index toku taveniny MI) zvyšuje pevnost taveniny, lepší houževnatost a ESCR, ale vyšší MW umožňuje zpracování

Proces je obtížnější nebo vyžaduje vyšší tlak nebo teplotu.

Distribuce molekulové hmotnosti (MWD): WD PE se liší od úzké po širokou v závislosti na použitém katalyzátoru a procesu zpracování.

Nejčastěji používaným indexem měření MWD je index nerovnoměrnosti (HI), který se rovná hmotnostní průměrné molekulové hmotnosti (MW) dělené číselnou průměrnou molekulovou hmotností (Mn).Tento rozsah indexu pro všechny třídy HDPE je 4-30.Úzký MWD poskytuje nízkou deformaci a vysoký dopad během procesu formování.Střední až široká MWD poskytuje zpracovatelnost pro většinu procesů vytlačování.Široká MWD může také zlepšit pevnost taveniny a odolnost proti tečení.

přísada

Přidání antioxidantů může zabránit degradaci polymeru během zpracování a zabránit oxidaci hotového produktu během použití.Antistatické přísady se používají v mnoha typech obalů ke snížení přilnavosti lahví nebo obalů k prachu a nečistotám.Specifické aplikace vyžadují speciální přísady, jako jsou inhibitory mědi související s drátovými a kabelovými aplikacemi.Vynikající odolnosti proti povětrnostním vlivům a anti-ultrafialovému (nebo slunečnímu záření) lze dosáhnout přidáním anti-UV přísad.Bez přidání UV odolného nebo sazího PE se nedoporučuje nadále používat venku.Vysoce kvalitní pigmenty sazí poskytují vynikající odolnost vůči UV záření a často se používají ve venkovních aplikacích, jako jsou dráty, kabely, vrstvy nádrží nebo potrubí.

způsoby zpracování

PE lze vyrábět v široké škále různých metod zpracování.Za použití ethylenu jako hlavní suroviny, propylenu, 1-butenu a hexenu jako kopolymeru se za působení katalyzátoru přijme proces suspenzní polymerace nebo polymerace v plynné fázi a získaný polymer se flashuje, odděluje, suší, granuluje. atd. Proces pro získání hotových výrobků s jednotnými částicemi.Včetně vytlačování plechů, vytlačování fólií, vytlačování trubek nebo profilů, vyfukování, vstřikování a rotační tvarování.

▲Extruze: Typ používaný pro výrobu extruze má obecně index toku taveniny menší než 1 a střední až širokou MWD.Během zpracování může nízký MI získat vhodnou pevnost taveniny.Širší třídy MWD jsou vhodnější pro vytlačování, protože mají vyšší výrobní rychlosti, nižší tlaky v matrici a sníženou tendenci k lomu taveniny.

PE má mnoho aplikací pro vytlačování, jako jsou dráty, kabely, hadice, trubky a profily.Potrubní aplikace sahají od žlutých trubek malého průřezu pro zemní plyn až po tlustostěnné černé trubky o průměru 48 palců pro průmyslová a městská potrubí.Použití velkoprůměrových dutých trubek jako náhrady za dešťové odvodňovací trubky z betonu a jiné kanalizační trubky rychle roste.

Plech a tvarování za tepla: Obložení mnoha velkých piknikových chladniček je vyrobeno z PE, který je pevný, lehký a odolný.Mezi další plechové a tepelně tvarované produkty patří blatníky, vložky nádrží, kryty pánví, přepravní krabice a nádrže.Velké množství rychle rostoucích fólií jsou mulčovací nebo rybniční vesničky, které jsou založeny na houževnatosti, chemické odolnosti a nepropustnosti MDPE.

▲Vyfukování: Více než 1/3 HDPE prodávaného ve Spojených státech se používá pro vyfukování.Ty sahají od lahví obsahujících bělidlo, motorový olej, detergent, mléko a destilovanou vodu až po velké chladničky, palivové nádrže a kanystry.Charakteristiky jakostí pro vyfukování, jako je pevnost taveniny, ES-CR a houževnatost, jsou podobné těm, které se používají pro aplikace plechů a tvarování za tepla, takže lze použít podobné třídy.

Vstřikování a vyfukování se obvykle používá k výrobě menších nádob (méně než 16 uncí) pro balení léků, šamponů a kosmetiky.Jednou z výhod tohoto procesu je, že výrobní lahve jsou automaticky ořezávány, aniž by bylo nutné provádět dodatečné dokončovací kroky, jako je obecné vyfukování.Ačkoli se pro zlepšení kvality povrchu používají některé úzké třídy MWD, obecně se používají střední až široké třídy MWD.

▲Vstřikování: HDPE má bezpočet aplikací, od opakovaně použitelných tenkostěnných nápojových kelímků až po 5 gl plechovky, které spotřebují 1/5 domácího HDPE.Typy pro vstřikování mají obecně index toku taveniny 5-10.Existují třídy s houževnatostí a nižší tekutostí a třídy s vyšší tekutostí se zpracovatelností.Použití zahrnuje předměty denní potřeby a tenkostěnné obaly potravin;tvrdé a trvanlivé plechovky od potravin a barev;vysoká odolnost vůči aplikacím s trhlinami v prostředí, jako jsou malé palivové nádrže motorů a 90litrové popelnice.

▲Rotační lisování: Materiály využívající tuto metodu zpracování jsou obecně drceny na práškové materiály, které se taví a proudí v tepelném cyklu.Rotomulding používá dva typy PE: univerzální a zesíťovatelné.Univerzální MDPE/HDPE má obvykle hustotu v rozmezí od 0,935 do 0,945 g/CC, s úzkou MWD, takže produkt má vysoký náraz a minimální deformaci a jeho index toku taveniny je obecně v rozmezí 3-8.Vyšší třídy MI nejsou obecně vhodné, protože nemají odolnost vůči nárazům a trhlinám způsobeným působením okolního namáhání, jak se očekává od rotačně lisovaných výrobků.

Vysoce výkonné rotační lisovací aplikace využívají jedinečné vlastnosti jejích chemicky zesíťovatelných jakostí.Tyto druhy mají dobrou tekutost v první části lisovacího cyklu a poté se zesíťují, aby vytvořily vynikající odolnost vůči praskání v prostředí a houževnatost.Odolnost proti opotřebení a odolnost proti povětrnostním vlivům.Zesíťovatelný PE je vhodný pouze pro velké kontejnery, od 500galových cisteren pro přepravu různých chemikálií až po 20 000galové zemědělské cisterny.

▲Film: Zpracování PE fólie obecně používá běžné zpracování vyfukované fólie nebo ploché vytlačování.Většina PE se používá pro fólie, k dispozici je obecný PE s nízkou hustotou (LDPE) nebo lineární PE s nízkou hustotou (LLDPE).Typy HDPE fólie se obecně používají tam, kde je vyžadována vynikající roztažnost a vynikající nepropustnost.Například HDPE fólie se často používá pro tašky na komodity, tašky na potraviny a balení potravin.

Výkon produktu

Polyethylen s vysokou hustotou jsou netoxické bílé částice bez chuti a zápachu s teplotou tání asi 130 °C a relativní hustotou 0,941 až 0,960.Má dobrou tepelnou odolnost a odolnost proti chladu, dobrou chemickou stabilitu, vysokou tuhost a houževnatost a dobrou mechanickou pevnost.Dobré jsou také dielektrické vlastnosti a odolnost proti popraskání vlivem prostředí.

Balení a skladování

Během skladování chraňte před ohněm a tepelnou izolací.Sklad by měl být udržován v suchu a pořádku.Je přísně zakázáno přimíchávat jakékoli nečistoty, sluneční záření a déšť.Transport by měl být uložen v čistých, suchých, krytých vozech nebo kabinách a neměly by tam být žádné ostré předměty, jako jsou železné hřebíky.Kombinovaná přeprava s hořlavými aromatickými uhlovodíky, halogenovanými uhlovodíky a jinými organickými rozpouštědly je přísně zakázána.

recyklovat a znovu použít

HDPE je nejrychleji rostoucí část trhu recyklace plastů.To je způsobeno především jeho snadnou regenerací, minimálními degradačními vlastnostmi a velkým množstvím aplikací pro účely balení.Hlavní recyklací je přepracování 25 % recyklovaných materiálů, jako jsou recyklovatelné materiály (PCR), s čistým HDPE na výrobu lahví, které nejsou v kontaktu s potravinami.

PE trubky pro zásobování vodou jsou náhradní produkty tradičních ocelových trubek a PVC trubek na pitnou vodu.