Surowce do produkcji polietylenu dużej gęstości. Jak otworzyć przemysłową produkcję toreb plastikowych. Główne obszary zastosowań polietylenu

Polietylen jest polimerem syntetyzowanym w wyniku polimeryzacji etylenu w różnych warunkach i przy użyciu różnych katalizatorów. W zależności od temperatury, ciśnienia i obecności różnych katalizatorów możliwe jest otrzymanie materiałów o zasadniczo różnych właściwościach.

Surowce do produkcji polietylenu

Monomer - etylen. Jest to najprostsza olefina (lub alken); w temperaturze pokojowej jest to bezbarwny, palny gaz, lżejszy od powietrza.
Substancje niezbędne do zajścia reakcji. Do polietylenu wysokie ciśnienie Jako inicjator reakcji polimeryzacji można zastosować tlen lub nadtlenek (PVD). W przypadku polietylenu o małej gęstości (HDPE) stosuje się katalizatory Zieglera-Natty.
Inne monomery, które mogą reagować, tworząc kopolimery etylenu o ulepszonych właściwościach. Na przykład buten lub heksen.
Dodatki i substancje pomocnicze modyfikujące końcowe właściwości handlowe materiału. Przykładowo niektóre dodatki zwiększają trwałość materiału, inne przyspieszają proces krystalizacji itp.

W praktyce wyróżnia się trzy rodzaje polietylenu: niskociśnieniowe, średniociśnieniowe i wysokociśnieniowe. Istnieje zasadnicza różnica pomiędzy materiałem niskociśnieniowym i wysokociśnieniowym; polietylen średniociśnieniowy można uznać za rodzaj HDPE. Dlatego warto rozważyć dwa radykalnie różne procesy polimeryzacji:

Polietylen wysokociśnieniowy (lub o niskiej gęstości) wytwarza się w temperaturze co najmniej 200°C, pod ciśnieniem od 150 do 300 MPa, w obecności inicjatora tlenowego. W warunkach przemysłowych stosuje się autoklawy i reaktory rurowe. Polimeryzacja zachodzi w stopie. Powstały ciekły surowiec jest granulowany, w wyniku czego powstają małe białe granulki.
Polietylen o małej gęstości (lub polietylen o dużej gęstości) produkowany jest w temperaturze 100 - 150°C i pod ciśnieniem do 4 MPa. Wymagany warunek reakcja - obecność katalizatora Zieglera-Natty, w warunkach przemysłowych najczęściej stosuje się mieszaninę chlorku tytanu i trietyloglinu lub innych pochodnych alkilowych. Najczęściej polimeryzacja odbywa się w roztworze heksanu. Po poddaniu polimeryzacji substancja ulega granulacji w warunkach próżniowych uzyskując postać handlową.

Technologia produkcji liniowego polietylenu średniej i małej gęstości

Osobno należy powiedzieć o produkcji liniowego polietylenu. Różni się od zwykłego polimeru tym, że ma specjalną strukturę: duża liczba krótkie łańcuchy molekularne, które nadają materiałowi specjalne właściwości. Produkt łączy w sobie elastyczność, lekkość i zwiększoną wytrzymałość.

Proces produkcyjny wiąże się z obecnością w reakcji kopolimeryzacji innych monomerów, najczęściej butenu lub heksenu, a w rzadkich przypadkach oktenu. Bardzo skuteczna metoda produkcja - polimeryzacja w fazie ciekłej, w reaktorze o temperaturze około 100°C. Katalizatory metalocenowe stosuje się w celu zwiększenia gęstości liniowego polietylenu.

Mechanizm polimeryzacji. Polimeryzacja etylenu pod wysokim ciśnieniem jest procesem łańcuchowym zachodzącym poprzez mechanizm wolnorodnikowy. W celu zmniejszenia energii aktywacji stosuje się inicjatory: głównie tlen, ale także nadtlenki, niektóre związki nitrylowe itp. Proces polimeryzacji przebiega w trzech etapach: inicjacja, wzrost łańcucha i zakończenie łańcucha.

Zapoczątkowaniem procesu jest powstawanie wolnych rodników w wyniku rozkładu inicjatora podczas ogrzewania. Powstały rodnik oddziałuje z cząsteczką etylenu. Pod wpływem temperatury i przyłączonego wolnego rodnika cząsteczka etylenu zyskuje niezbędną energię aktywacji, w wyniku czego staje się zdolna do przyłączania nowych cząsteczek etylenu, przekazując im energię aktywacji i tym samym rozpoczynając wzrost łańcucha polimeru.

W wyniku przeniesienia łańcucha mogą powstawać cząsteczki polimeru z bocznymi rozgałęzieniami, które mogą być długo- lub krótkołańcuchowe.

Zgodnie z tym schematem łańcuchy polimerowe powstają z rozgałęzieniem pośrodku cząsteczki. Łańcuch boczny może być tak długi jak łańcuch główny.

W wyniku wewnątrzcząsteczkowego przeniesienia łańcucha powstają rozgałęzienia krótkołańcuchowe w postaci w przybliżeniu sześcioczłonowego pierścienia

Technologia odbioru. Wysokociśnieniową polimeryzację etylenu można przeprowadzić na dwa sposoby: polimeryzację w masie i polimeryzację w rozpuszczalniku lub zawiesinie.

Metoda polimeryzacji w masie stała się bardziej rozpowszechniona i wygląda następująco. Etylen dostarczany do polimeryzacji jest mieszaniną gazu nowego świeżego i gazu powrotnego. Aby oczyścić go z zanieczyszczeń mechanicznych, przepuszcza się go przez filtr zawierający tkaninową warstwę filtracyjną umieszczoną na siatce. Do etylenu z cylindra wprowadza się inicjator, tlen, którego ilość zależy od warunków reakcji polimeryzacji. Każda wartość temperatury i ciśnienia polimeryzacji w układzie odpowiada określonej ilości tlenu w etylenie, przy której obserwuje się maksymalną wydajność polimeru

Ilość wprowadzanego tlenu musi być ściśle kontrolowana, gdyż przy większym stężeniu tlenu etylen rozkłada się wybuchowo na węgiel, wodór i metan. Zatem przy 200 MPa i 165°C rozkład zachodzi już przy 0,075% tlenu.

Mieszanie etylenu z tlenem następuje podczas transportu gazu, filtracji i sprężania. Sprężanie etylenu do ciśnienia polimeryzacji odbywa się w dwóch etapach w tłoczni. Pierwsze sprężanie do 30-35 MPa odbywa się za pomocą pionowej czterostopniowej sprężarki. Po każdym etapie sprężania etylen schładza się w chłodnicy wodnej. Sprężony etylen jest dokładnie oczyszczany z zanieczyszczeń olejowych stosowanych do smarowania sprężarki w separatorze smaru oraz w zbiorniku i przechodząc przez filtr dostaje się do sprężarki wysokociśnieniowej. Do sprężania etylenu do ciśnienia 150 MPa stosuje się sprężarki jedno lub wielostopniowe.

Rury w górnej części reaktora o średnicy 10 mm posiadają płaszcze, przez które przepływa woda podgrzana do temperatury 200°C.

Ogrzewają etylen do temperatury 200 - 260°C, aby zainicjować polimeryzację. Reakcja polimeryzacji zachodzi głównie w rurkach o średnicy 16 mm.

Mieszanina polietylenu i etylenu wychodzi przez dolną głowicę aparatu i po dławieniu do 30-40 MPa trafia do separatora. Etylen jest odprowadzany do układu czyszczącego, polietylen z pozostałościami etylenu jest przesyłany do ślimaka odbierającego, dławiąc po drodze do 0,2-0,3 MPa. W cylindrycznej części ślimaka odbierającego polietylen jest pobierany przez pionowy ślimak i odprowadzany do bocznego króćca znajdującego się na dnie cylindra, a etylen przedostający się do odbiornika jest odprowadzany przez górne złącze górnego korpusu tego aparatu .

Polimeryzacja etylenu pod wysokim ciśnieniem w rozpuszczalniku lub w zawiesinie jest mniej powszechna. Reakcja zachodzi w reaktorze rurowym ze stali nierdzewnej w temperaturze około 200°C i pod ciśnieniem 100 MPa, w obecności węglowodoru aromatycznego (benzenu) i około 0,002% tlenu lub emulsyny. Współczynnik konwersji wynosi około 17% na cykl.

Charakterystyczne właściwości polietylenu (masa cząsteczkowa, rozkład masy cząsteczkowej, rozgałęzienia) otrzymywanego metodami wysokociśnieniowymi można w pewnych granicach zmieniać poprzez zmianę warunków jego wytwarzania. Zmiennymi są ciśnienie etylenu, stężenie katalizatora, temperatura i czas przebywania w reaktorze. Wpływ tych wielkości na właściwości polimeru i jego wydajność w jednym cyklu roboczym można scharakteryzować kilkoma uproszczonymi zapisami:

1) wyższe ciśnienie prowadzi do wzrostu masy cząsteczkowej, zmniejszenia rozgałęzień i wzrostu stopnia konwersji;

2) wyższe stężenie inicjatora powoduje spadek masy cząsteczkowej, wzrost zawartości tlenu w polimerze i wzrost konwersji etylenu;

3) wyższa temperatura prowadzi do spadku masy cząsteczkowej, zwiększonego rozgałęzienia i wzrostu stopnia konwersji;

4) dłuższy czas przebywania w reaktorze zwiększa masę cząsteczkową i stopień konwersji.

Polietylen o małej gęstości produkowany jest metodą wysokociśnieniową (GOST 16337--77E). Ten rodzaj polietylenu, wytwarzany w reaktorach rurowych lub w reaktorach z mieszadłem z zastosowaniem inicjatorów rodnikowych, produkowany jest w postaci czystej (gatunki bazowe) lub w postaci kompozycji z barwnikami, stabilizatorami i innymi dodatkami.

Przeznaczony jest do wytwarzania wyrobów technicznych, a także wytwarzanych produktów konsumenckich różne metody-- wytłaczanie, odlewanie, prasowanie itp. Polietylen nie jest stosowany w produktach przemysłu kablowego.

Gęstość tego polietylenu wszystkich marek i gatunków wynosi 913-929 kg/m3 z tolerancją ±0,6 kg/m3. Wytrzymałość na rozciąganie - 12 - 16 MPa, wytrzymałość na zginanie - 12 - 17 MPa, moduł sprężystości przy zginaniu - 150 - 200 MPa, twardość Brielle'a - 14 - 25 MPa.

Produkcja polietylenu metodą wysokociśnieniową jest pożarowa i wybuchowa. Największe niebezpieczeństwo stwarza sprężanie etylenu i jego polimeryzacja w reaktorach rurowych.

W historii nauki niektóre odkrycia zdarzały się przez przypadek, a materiały, na które dziś jest zapotrzebowanie, często były produktem ubocznym jakiegoś eksperymentu. Całkiem przypadkowo odkryto barwniki anilinowe do tkanin, które później dały przełom ekonomiczny i techniczny w przemyśle lekkim. Podobna historia wydarzyła się z polietylenem.

Odkrycie materiału

Pierwszy przypadek produkcji polietylenu miał miejsce w 1898 roku. Podczas ogrzewania diamezotanu urodzony w Niemczech chemik Hans von Pechmann odkrył dziwny osad na dnie probówki. Materiał był dość gęsty i przypominał wosk; koledzy naukowca nazwali go polimetyloliną. Ta grupa naukowców nie wyszła poza przypadek, wynik został prawie zapomniany i nikt nie był zainteresowany. Jednak pomysł wisiał w powietrzu i wymagał pragmatycznego podejścia. I tak się stało, że ponad trzydzieści lat później polietylen został ponownie odkryty jako przypadkowy produkt nieudanego eksperymentu.

Anglicy przejmują kontrolę i wygrywają

Nowoczesny materiał polietylen narodził się w laboratorium Angielska firma Cesarski Przemysł Chemiczny. E. Fossett i R. Gibson przeprowadzili eksperymenty z gazami o wysokim i niskim ciśnieniu i zauważyli, że jeden z elementów sprzętu, w którym przeprowadzano eksperymenty, był pokryty nieznaną woskową substancją. Zainteresowani efektem ubocznym podjęli kilka prób uzyskania substancji, ale bez powodzenia.

M. Perrinowi, pracownikowi tej samej firmy, udało się zsyntetyzować polimer dwa lata później. To on stworzył technologię, która posłużyła jako podstawa do przemysłowej produkcji polietylenu. Następnie właściwości i właściwości materiału zmieniano jedynie poprzez zastosowanie różnych katalizatorów. Masową produkcję polietylenu rozpoczęto w 1938 r., a opatentowano go w 1936 r.

Surowy materiał

Polietylen jest stałym, białym polimerem. Należy do klasy związków organicznych. Z czego wykonany jest polietylen? Surowcem do jego produkcji jest gaz etylenowy. Gaz ulega polimeryzacji pod wysokim i niskim ciśnieniem, a produktem końcowym są granulaty surowca do dalszego wykorzystania. Dla niektórych procesy technologiczne Polietylen produkowany jest w postaci proszku.

Główne rodzaje

Obecnie polimer produkowany jest w dwóch głównych gatunkach: LDPE i PNP. Materiał wytwarzany pod średnim ciśnieniem jest stosunkowo nowym wynalazkiem, ale w przyszłości ilość wytwarzanego produktu będzie nadal rosła ze względu na poprawę właściwości i szerokie pole zastosowania.

Wyprodukowano do użytku komercyjnego następujące typy materiał (zajęcia):

Niska gęstość lub inna nazwa - wysokie ciśnienie (LDPE, LDPE).
Wysoka gęstość lub niskie ciśnienie (LDPE, PNP).
Polietylen liniowy lub polietylen średniociśnieniowy.

Istnieją również inne rodzaje polietylenu, z których każdy ma swoje własne właściwości i zakres zastosowania. W procesie produkcyjnym do granulowanego polimeru dodawane są różne barwniki, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie polietylenu czarnego, czerwonego lub dowolnego innego koloru.

PVD

Przemysł chemiczny zajmuje się produkcją polietylenu. Gaz etylenowy jest głównym pierwiastkiem (z którego wytwarzany jest polietylen), ale nie jedynym niezbędnym do uzyskania tego materiału.

Temperatura ogrzewania wynosi do 120°C.
Tryb ciśnieniowy do 4 MPa.
Stymulatorem procesu jest katalizator (Ziegler-Natta, mieszanina chlorku tytanu ze związkiem organomelalicznym).

Procesowi towarzyszy wytrącanie się polietylenu w postaci płatków, które następnie poddawane są procesowi separacji z roztworu, a następnie granulacji.

Ten rodzaj polietylenu charakteryzuje się większą gęstością, odpornością na ciepło i rozdarcie. Zakres zastosowania to Różne rodzaje folie opakowaniowe, w tym do pakowania materiałów/produktów na gorąco. Z granulowanych surowców tego typu polimeru części do maszyn wielkogabarytowych są wytwarzane przez odlewanie, materiały izolacyjne, rury o wysokiej wytrzymałości, towary konsumpcyjne itp.

Polietylen niskociśnieniowy

Istnieją trzy sposoby wytwarzania ENP. Większość przedsiębiorstw stosuje metodę „polimeryzacji suspensyjnej”. Proces wytwarzania ENP odbywa się z udziałem zawiesiny, a do rozpoczęcia procesu wymagane jest ciągłe mieszanie surowca;

Drugą najczęstszą metodą produkcji jest polimeryzacja roztworowa pod wpływem temperatury i udziału katalizatora. Metoda nie jest zbyt skuteczna, ponieważ podczas procesu polimeryzacji katalizator reaguje i końcowy polimer traci część swoich właściwości.

Najnowszą metodą produkcji polietylenu i polipropylenu jest polimeryzacja w fazie gazowej; jest to już prawie przeszłość, ale czasami można ją spotkać poszczególne przedsiębiorstwa. Proces zachodzi poprzez wymieszanie faz gazowych surowca pod wpływem dyfuzji. Finalny polimer uzyskuje się o niejednorodnej strukturze i gęstości, co wpływa na jakość gotowego produktu.

Produkcja odbywa się w następującym trybie:

Temperaturę utrzymuje się w zakresie od 120°C do 150°C.
Ciśnienie nie powinno przekraczać 2 MPa.
Katalizatory do procesu polimeryzacji (Ziegler-Natta, mieszanina chlorku tytanu ze związkiem organomelalicznym).

Materiał wytwarzany tą metodą charakteryzuje się sztywnością, dużą gęstością i niską elastycznością. Dlatego zakres jego zastosowania to przemysł. Polietylen techniczny stosowany jest do produkcji pojemników wielkogabarytowych o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych. Popyt w przemysł budowlany, przemysł chemiczny prawie nigdy nie jest wykorzystywany do produkcji dóbr konsumpcyjnych.

Nieruchomości

Polietylen jest odporny na wodę, wiele rodzajów rozpuszczalników i nie reaguje z solami. Podczas spalania wydziela się zapach parafiny, obserwuje się niebieską poświatę, a ogień jest słaby. Rozkład następuje pod wpływem kwasu azotowego, chloru i fluoru w stanie gazowym lub ciekłym. Podczas starzenia, które zachodzi na powietrzu, w materiale powstają wiązania poprzeczne pomiędzy łańcuchami cząsteczek, co powoduje, że materiał staje się kruchy i kruszy się.

Cechy konsumenckie

Polietylen to wyjątkowy materiał, znany w życiu codziennym i produkcji. Jest mało prawdopodobne, aby przeciętny konsument był w stanie określić, ile przedmiotów z niego spotyka na co dzień. W światowej produkcji polimerów polietylen zajmuje lwią część rynku - 31% całkowitego produktu brutto.

W zależności od tego, z czego wykonany jest polietylen i technologii produkcji, określa się jego właściwości. Materiał ten czasami łączy przeciwne wskaźniki: elastyczność i wytrzymałość, ciągliwość i twardość, silne wydłużenie i odporność na rozdarcie, odporność na agresywne środowisko i czynniki biologiczne. W życiu codziennym używamy torebek o różnej gęstości, jednorazowe zastawy stołowe, osłony polietylenowe, części sprzętu AGD i wiele innych.

Obszary zastosowań

Stosowanie wyrobów z polietylenu nie ma ograniczeń w żadnej gałęzi przemysłu ani działalności człowieka. Do tego materiału dołączony jest:

Polimer jest najczęściej stosowany w produkcji materiały do pakowania. Ta część aplikacji stanowi około 35% wszystkich wyprodukowanych surowców. Zastosowanie to jest uzasadnione właściwościami odpychającymi brud, brakiem środowiska dla występowania infekcji grzybiczych i aktywnością mikroorganizmów. Jednym z udanych znalezisk jest rękaw polietylenowy, który ma szerokie zastosowanie. Zmieniając długość według własnego uznania, użytkownik ograniczony jest jedynie szerokością opakowania.
Pamiętając, z czego wykonany jest polietylen, staje się jasne, dlaczego stał się on powszechny jako jeden z najlepszych materiałów izolacyjnych. Jedną z jego cech poszukiwanych w tym obszarze jest brak przewodności elektrycznej. Niezastąpione są także jego właściwości hydrofobowe, które znalazły zastosowanie przy produkcji materiałów hydroizolacyjnych.
Odporność na niszczycielską moc wody jako rozpuszczalnika pozwala na produkcję rur polietylenowych dla odbiorców domowych i przemysłowych.
W przemysł budowlany Wykorzystuje się właściwości dźwiękochłonne polietylenu i jego niską przewodność cieplną. Właściwości te znalazły zastosowanie w produkcji materiałów na ich bazie do izolacji obiektów mieszkalnych i przemysłowych. Polietylen techniczny stosowany jest do izolacji dróg cieplnych, w budowie maszyn itp.
Materiał jest nie mniej odporny na agresywne środowisko przemysłu chemicznego; rury polietylenowe są stosowane w laboratoriach i przemyśle chemicznym.
W medycynie polietylen ma zastosowanie w postaci opatrunków, protez kończyn, ma zastosowanie w stomatologii itp.

Metody przetwarzania

W zależności od tego, w jaki sposób przetworzony zostanie granulowany surowiec, będzie to zależeć od tego, jaki gatunek polietylenu zostanie uzyskany. Typowe metody:

Wytłaczanie (wytłaczanie). Stosowany jest do produkcji folii opakowaniowych i innych rodzajów, materiałów arkuszowych do budowy i wykańczania, produkcji kabli, wytwarza się tuleje polietylenowe i inne wyroby.
Metoda odlewania. Używane głównie do produkcji materiałów opakowaniowych, pudełek itp.
Wytłaczanie z rozdmuchem, obrotowe. Za pomocą tej metody uzyskuje się pojemniki objętościowe, duże pojemniki i naczynia.
Wzmocnienie. Za pomocą określonej technologii w uformowaną masę polietylenową umieszcza się elementy wzmacniające (metal), co pozwala uzyskać materiał konstrukcyjny zwiększona wytrzymałość, ale niższym kosztem.

Z czego, poza głównymi substancjami składowymi, wytwarzany jest polietylen? Wymagany jest katalizator procesu oraz dodatki zmieniające właściwości i jakość gotowego materiału.

Recykling

Trwałość polietylenu jest jego zaletą jakościową produkt konsumencki i jego minus, jako jedna z głównych substancji zanieczyszczających środowisko czynniki. Obecnie znaczenie ma przetwarzanie odpadów – recykling. Wszystkie gatunki polietylenu można poddać recyklingowi i ponownie przetworzyć na surowce granulowane, z których można wytworzyć wiele popularnych produktów konsumenckich i przemysłowych.

Plastikowe nakrętki, torby i butelki będą rozkładać się na wysypiskach przez setki lat, a nagromadzone odpady zatruwają ważne zasoby naturalne. Praktyka światowa wskazuje na wzrost liczby przedsiębiorstw zajmujących się przetwórstwem polietylenu. W rzeczywistości zbierając śmieci, takie firmy je odkażają i rozdrabniają. W ten sposób oszczędza się zasoby, chroni środowisko i wytwarza pożądane produkty.

sieciowanie, spienianie, chlorosulfonowanie do produkcji materiałów budowlanych;
wzmocnienie metalowe - zwiększa sztywność, wytrzymałość, pozwala uzyskać materiały konstrukcyjne do budowy;
spawanie (zgrzewanie oporowe, tarciem, nagrzanym gazem) - łączenie blach, pasków folii, sztywnych elementów kontenerów.

Powstałe materiały opakowaniowe można wykorzystać do produkty żywieniowe, przemysłowy, produkty nieżywnościowe. Opakowanie to jest uniwersalne:

chroni przed wilgocią i brudem;
ekonomiczny;
nadaje się do każdego produktu;
ma neutralność Właściwości chemiczne, bezpieczny skład;
może być przezroczysty, kolorowy (malowany w masie), dekorowany za pomocą druku;
nadaje się do recyklingu (łatwiej w porównaniu do innych polimerów).

Rodzaje

Polimer otrzymywany jest w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej w warunkach niskiego lub wysokiego ciśnienia.

LDPE (LDPE, LDPE). Etylen miesza się z tlenem. Gaz polimeryzuje po podgrzaniu i pod ciśnieniem 25 MPa. Wydajność - 18-20% gazu ulega polimeryzacji, pozostała część jest usuwana z reaktora. Po ochłodzeniu powstały polimer granuluje się i suszy. Przed granulacją do surowca można dodać barwniki. Po dodaniu pigmentu granulki zabarwiają się (polimer zachowuje swój kolor podczas dalszej obróbki).

Struktura molekularna powstałego materiału charakteryzuje się wiązaniami rozgałęzionymi i amorficzną siecią krystaliczną, co zapewnia mu niską gęstość.

Charakterystyka:

masa cząsteczkowa: (30-400)*10^3;
płynność stopu: 0,2-20 g/10 min w 230°C;
szkło/topi się w temperaturze -4°C/+105-115°C;
gęstość: 0,91-0,93 g/cm3;
współczynnik krystaliczności: 60%;

HDPE (HDPE, HDPE). Aby go uzyskać, wystarczy ciśnienie 3,4-5,3 MPa. Gęstość gotowego materiału wzrasta ze względu na stosunkowo niskie ciśnienie. Polimeryzację najczęściej prowadzi się jako reakcję w roztworze rozpuszczalnika organicznego (heksanu) z dodatkiem katalizatora. Mieszaninę ogrzewa się do 160-250°C, ciśnienie - 3,4-5,3 MPa. Powstały roztwór poddawany jest dodatkowej obróbce: usunięciu resztek heksanu, granulacji, wypłukaniu pozostałości katalizatora. Dzięki tej technologii możliwa jest produkcja sproszkowanego polietylenu. Podobnie jak PVD, można go barwić poprzez dodanie pigmentów.

Charakterystyka:

masa cząsteczkowa: (50-1000)*10^3;
płynność stopu: 0,1-15 g/10 min w 230°C;
szkło/topi się w temperaturze -120°C/+130-140°C;
gęstość: 0,94-0,96 g/cm3;
współczynnik krystaliczności: 70-90%;
podczas produkcji kurczy się o 1,5-2%.

W przemyśle opakowaniowym stosuje się kopolimery polietylenu i etylenu następujących dodatkowych typów.

Polietylen:

LLDPE - cienki, laminowany, rozciągliwy, ;
mLLDPE – stosowany jako dodatkowy składnik przy produkcji folii;
MDPE – do produkcji metodą formowania rotacyjnego, może być stosowany do produkcji pojemników i pojemników sztywnych;
EPE – pianka, stosowana do produkcji amortyzujących, ochronnych opakowań maszyn, urządzeń itp.;
PEC – chlorowany, może być stosowany jako dodatek modyfikujący przy produkcji materiałów opakowaniowych o specjalnych właściwościach.

Kopolimery etylenu:

z akrylanem butylu (EBA itp.) - żywność, folie wielowarstwowe, modyfikator surowców polimerowych;
z akrylanem metylowym (EMA) – modyfikator poprawiający kompatybilność polimerów;
z akrylanem etylu (EEA) – wielowarstwowe materiały foliowe;
z octanem winylu (EVA) - opakowania do żywności;
z alkoholem winylowym (EVOH itp.) - o właściwościach decyduje zawartość etylenu, stosowany w żywności, foliach termokurczliwych, materiałach formowanych;
z plastomerami poliolefinowymi (POE, POP) - modyfikator do folii wielowarstwowych.

LDPE i HDPE mają szereg wspólnych właściwości fizycznych i chemicznych:

odporność na chemikalia (im wyższa gęstość i masa cząsteczkowa, tym materiał jest bardziej odporny);
przepuszczalność pary i gazu może być różna dla gotowych materiałów o różnej liczbie warstw, o różnej strukturze molekularnej, ale w każdym przypadku pozostaje niska;
neutralne właściwości chemiczne - nie reaguje z koncentratami alkalicznymi, roztworami soli, z wieloma kwasami (fluorowym, solnym, węglowym itp.), z rozpuszczalnikami (w tym organicznymi), alkoholami, olejami;
może ulec zniszczeniu w kontakcie z chlorem, fluorem, roztworem kwasu azotowego (w stężeniu 50%);
może pęcznieć pod wpływem rozpuszczalnika organicznego;
twardość - wyższa dla HDPE (może być twarda), niższa dla LDPE (miękka);
właściwości fizyczne- wygina się bez pęknięć, zachowuje elastyczność w szerokim zakresie temperatur i jest odporny na obciążenia udarowe. Nie ma własnego zapachu. Dielektryk. Nie pochłania ani nie absorbuje substancji obcych;
wytrzymuje nagrzewanie w powietrzu do +80°C;
podatne na fotostarzenie przy długotrwałej ekspozycji na bezpośrednie działanie promieni UV. Możliwe jest zastosowanie fotostabilizatorów;
nie wydziela substancji szkodliwych i niebezpiecznych, jest nieszkodliwy, może być stosowany do pakowania żywności.

Firma Alita wykorzystuje LDPE, HDPE i inne rodzaje polietylenu do produkcji folii polimerowych, rękawów, półrękawów, pojemników i innych materiałów opakowaniowych.

Materiał polietylenowy wytwarzany jest w procesie polimeryzacji gazowego etylenu. Produkcję polietylenu rozpoczęto w kilku rosyjskich zakładach petrochemicznych, a także w krajach WNP – Białorusi i Uzbekistanie. Polietylen jest zwykle dostarczany do przetwarzania w postaci granulatu. Nowością na rynku opakowań jest spieniony polietylen, który posiada niezastąpione właściwości: niską gęstość, co znacznie zmniejsza jego wagę, doskonałe właściwości termoizolacyjne, bardzo niską nasiąkliwość, wytrzymałość mechaniczną i wiele innych. itp. Produkcja spienionego polietylenu odbywa się w fabrykach pracujących metodą wytłaczania. Specjalnym rodzajem polietylenu jest polietylen usieciowany. Połączenie cząsteczek liniowych uzyskuje się w wyniku promieniowania jonizującego pod wysokim ciśnieniem, które powoduje dodatkowa edukacja linki krzyżowe. Z polietylenu usieciowanego wykonuje się rury wodociągowe, gazociągowe i ciepłownicze. Do produkcji wyrobów termoformowanych wykorzystuje się arkusze polietylenowe, coraz częściej stosuje się polietylen z produktów pochodzących z recyklingu. Pod względem jakości polietylen z recyklingu jest zwykle tylko o 10% gorszy od surowców pierwotnych, ale jego koszt jest znacznie niższy. Główna produkcja polietylenu w Federacji Rosyjskiej koncentruje się w Tatarstanie, na terytorium Stawropola i na Syberii. Produkty wykonane z polietylenu są wszędzie bardzo poszukiwane: w życiu codziennym, do pakowania, do potrzeb technicznych, w rolnictwo i konstrukcja.

Polietylen- PE (produkowany pod znaki towarowe: Stavrolen, Kazpelen, HOSTALEN LD, LUPOLEN, MALEN-E, itp.). Produkcja polietylenu na dużą skalę została rozpoczęta zarówno w Rosji, jak i WNP, a także w wielu innych krajach. Producentami polietylenu są prawie wszystkie największe koncerny petrochemiczne na świecie. Produkcja spienionego polietylenu organizowana jest w mniejszych przedsiębiorstwach; jest to rodzaj przetwarzania już zsyntetyzowanego PE na produkty.

Produkcja polietylenu. Surowcem do produkcji polietylenu jest gaz etylenowy. Polietylen syntetyzuje się poprzez polimeryzację etylenu pod wysokim i niskim ciśnieniem. Z reguły polietylen produkowany jest w postaci granulek o średnicy 2-5 milimetrów (znacznie rzadziej niż proszek). PE należy do klasy poliolefin. Istnieją dwie główne klasy polietylenów: polietylen o małej gęstości (wysokociśnieniowy) LDPE i polietylen HDPE o dużej gęstości (niskociśnieniowy). Ponadto istnieje kilka podklas polietylenu, a także kompozycje, tj. materiałów na bazie PE, przykładem jest produkcja spienionego polietylenu.

Polietylen otrzymywany pod wysokim ciśnieniem, tzw polietylen wysokociśnieniowy(LDPE, LDPE) lub o niskiej gęstości (LDPE, LDPE). W przemyśle polietylen o dużej gęstości wytwarza się poprzez polimeryzację etylenu w reaktorze rurowym lub w autoklawie. Przyjrzyjmy się bliżej produkcji polietylenu w reaktorze rurowym. Proces pod wysokim ciśnieniem zachodzi poprzez mechanizm rodnikowy pod wpływem O2, nadtlenków (benzoilu, laurylu) lub ich mieszanin. Podczas wytwarzania polietylenu w reaktorze rurowym etylen zmieszany z inicjatorem, sprężony w kompresorze do 25 MPa i podgrzany do temperatury 700°C, trafia najpierw do pierwszej strefy reaktora, gdzie najpierw jest podgrzewany do 1800°C, a następnie do drugiej, gdzie polimeryzuje w temperaturze 190-300 stopni. C i ciśnienie 130-250 MPa. Średni czas przebywania etylenu w reaktorze wynosi 70-100 sekund, stopień konwersji wynosi 18-20%, w zależności od ilości i rodzaju inicjatora. Nieprzereagowany etylen usuwa się z polietylenu, stop chłodzi się do 180-1900°C i granuluje. Granulki schładza się wodą do 60-70 stopni. C, suszy się ciepłym powietrzem i pakuje w worki. Komercyjny polietylen VD produkowany jest w kolorze i niebarwionym, w granulkach.

Polietylen otrzymywany pod niskim ciśnieniem nazywa się polietylen niskociśnieniowy(HDPE, HDPE) lub o dużej gęstości (HDPE, HDPE). Stosuje się trzy główne technologie wytwarzania polietylenu o małej gęstości: reakcję prowadzi się w zawiesinie, reakcję prowadzi się w roztworze i polimeryzację w fazie gazowej. Rozważmy proces wytwarzania LDPE w roztworze. Proces wytwarzania polietylenu w roztworze (najczęściej w heksanie) prowadzony jest w temperaturze 160-2500C, pod ciśnieniem 3,4-5,3 MPa, czas kontaktu z katalizatorem 10-15 minut (katalizator - CrO3 na żelu krzemionkowym, Ti-Mg lub inne) . Polietylen oddziela się od roztworu poprzez sekwencyjne usuwanie rozpuszczalnika w wyparce, separatorze i komorze próżniowej granulatora. Granulki polietylenu paruje się z parą wodną w temperaturze przekraczającej temperaturę topnienia polietylenu (frakcje niskocząsteczkowe polietylenu przedostają się do wody, a pozostałości katalizatora ulegają neutralizacji). Komercyjny polietylen ND jest produkowany w kolorze i niebarwionym, w granulkach, a czasami w proszku.

Właściwości polietylenu o małej gęstości (LDPE):

Masa cząsteczkowa MM = (30-400)*103; wskaźnik szybkości płynięcia (2300C/2,16kg, g/10min) 0,2-20; stopień krystaliczności 60%; temperatura zeszklenia (temperatura mięknienia) -4 stopnie. Z; temperatura topnienia 105-115 stopni. Z; zakres temperatury technologicznej 200-260 stopni C; gęstość 0,93 g/cm3; skurcz (podczas wytwarzania produktów) 1,5-2,0%. Główną cechą struktury molekularnej LDPE jest struktura rozgałęziona, co powoduje powstawanie luźnej struktury amorficzno-krystalicznej i w konsekwencji zmniejszenie gęstości polimeru.

Właściwości polietylenu dużej gęstości (HDPE):

Masa cząsteczkowa MM = (50-1000)*103; szybkość płynięcia stopu (2300C/2,16kg, g/10min) 0,1-15; stopień krystaliczności 70-90%; temperatura zeszklenia (temperatura mięknienia) -120 stopni. Z; temperatura topnienia 130-140 stopni. Z; zakres temperatur procesu 220-2800C; gęstość 0,95 g/cm3; skurcz (podczas wytwarzania produktów) 1,5-2,0%.

Właściwości chemiczne: Polietylen ma niską przepuszczalność pary i gazu. Odporność chemiczna zależy od masy cząsteczkowej i gęstości. Polietylen nie reaguje z alkaliami o dowolnym stężeniu, z roztworami jakichkolwiek soli, karboksylowymi, stężonymi kwasami solnym i fluorowodorowym. Odporny na kwasy, zasady, rozpuszczalniki, alkohol, benzynę, wodę, soki warzywne, olej. Jest niszczony przez 50% HNO 3, a także ciekły i gazowy Cl 2 i F 2. Brom i jod dyfundują przez polietylen. Polietylen jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych i pęcznieje w nich w ograniczonym stopniu.

Właściwości fizyczne: elastyczny, twardy - do miękkiego w zależności od wagi produktu, odporny na niskie temperatury do -70°C, udaroodporny, niełamliwy, o dobrych właściwościach dielektrycznych, o niskiej chłonności. fizjologicznie neutralny, bezwonny. Polietylen o małej gęstości (0,92 - 0,94 g/cm3) - miękki; polietylen dużej gęstości (0,941 - 0,96 g/cm3) - twardy, bardzo sztywny.

Właściwości użytkowe: polietylen jest odporny na ogrzewanie w próżni i atmosferze gazu obojętnego; ulega zniszczeniu pod wpływem ogrzewania w powietrzu już w temperaturze 80 0 C. Pod wpływem promieniowania słonecznego, zwłaszcza UV, ulega fotostarzeniu (jako stabilizatory światła stosuje się sadzę i pochodne benzofenonu). Polietylen jest praktycznie nieszkodliwy; nie uwalnia do środowiska substancji niebezpiecznych dla zdrowia człowieka.

Główne produkowane obecnie grupy marek polietylenu i kopolimeru etylenu:

Polietylen

HDPE – polietylen o dużej gęstości (polietylen o małej gęstości)
LDPE – polietylen o małej gęstości (polietylen o dużej gęstości)
LLDPE – liniowy polietylen o małej gęstości
mLLDPE, MPE – Metalocenowy liniowy polietylen o małej gęstości

MDPE – Polietylen średniej gęstości
HMWPE, VHMWPE - Polietylen o dużej masie cząsteczkowej
UHMWPE – Polietylen o ultrawysokiej masie cząsteczkowej
EPE – Polietylen ekspandowany
PEC – Chlorowany polietylen

Kopolimery etylenu

EAA – kopolimer etylenu i kwasu akrylowego
EBA, E/BA, EBAC - Kopolimer etylenu i akrylanu butylu
EEA – Kopolimer etylenu z akrylanem etylu
EMA – kopolimer etylenu i akrylanu metylu
EMAA – kopolimer etylenu i kwasu metakrylowego, kopolimer etylenu i akrylanu metylu
EMMA – Kopolimer etylenu i kwasu metylometakrylowego
EVA, E/VA, E/VAC, EVAC - Kopolimer etylenu i octanu winylu
EVOH, EVAL, E/VAL - Kopolimer etylenu i alkoholu winylowego
POP, POE - Plastomery poliolefinowe
Terpolimer etylenu - Potrójne kopolimery etylenu

Główne obszary zastosowania polietylenu.

Polietylen jest najpowszechniej stosowanym polimerem. Technologia przetwarzania polietylenu jest stosunkowo prosta, przetwarza się go wszystkimi metodami przetwórstwa tworzyw sztucznych. Recykling polietylenu nie wymaga stosowania wysokospecjalistycznego sprzętu, np. do przetwarzania PVC. Współczesny przemysł produkuje setki marek barwników i koncentratów pigmentowych do barwienia wyrobów polietylenowych (które nadają się również do innych rodzajów poliolefin).

W procesie wytłaczania produkowane są rury polietylenowe (istnieją specjalne gatunki - rury PE63, PE80, PE100), kable polietylenowe, folie, arkusze polietylenowe do opakowań i budownictwa, a także szeroką gamę folii polietylenowych na potrzeby wszystkich gałęzi przemysłu. Obejmuje to również produkcję spienionego polietylenu. Stosując formowanie wtryskowe i formowanie termo-próżniowe do wytwarzania produktów, otrzymuje się różnorodne polietylenowe materiały opakowaniowe. Opakowania polietylenowe to dynamicznie rozwijający się segment współczesnego rynku wyrobów z tworzyw sztucznych. Ponadto dość dużymi odbiorcami polietylenu w Rosji są firmy produkujące artykuły gospodarstwa domowego, artykuły papiernicze i zabawki. Polietylen przetwarza się także metodą wytłaczania z rozdmuchem i metodą rotacyjną różnego rodzaju pojemniki, naczynia i kontenery.

Różne specjalne rodzaje polietylenu, takie jak PE usieciowany, PE spieniony, PE chlorosulfonowany, PE o ultrawysokiej masie cząsteczkowej, z powodzeniem wykorzystywane są do tworzenia specjalnych materiałów budowlanych. PE nie jest materiałem konstrukcyjnym, ale wzmocniony polietylen jest stosowany w produktach do celów konstrukcyjnych. Powszechne jest również spawanie wyrobów wykonanych z polietylenu, które można spawać wszystkimi głównymi metodami: kontaktowym, gorącym gazem, prętem wypełniającym, tarciem itp.

Oddzielny segment nowoczesny rynek- recykling polietylenu. Wiele firm w Rosji i na świecie specjalizuje się w skupie odpadów polietylenowych z dalszym przetwarzaniem i sprzedażą lub wykorzystaniem polietylenu pochodzącego z recyklingu. Z reguły stosuje się do tego technologię wytłaczania oczyszczonych odpadów, a następnie kruszenia w celu uzyskania wtórnego materiału ziarnistego odpowiedniego do wytwarzania produktów.

Ogłoszenia dotyczące zakupu i sprzedaży sprzętu można zobaczyć na stronie

Możesz omówić zalety marek polimerów i ich właściwości na stronie

Zarejestruj swoją firmę w Katalogu Przedsiębiorstw