- Полиэтилен высокой плотности отличается (HDPE) и полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW): различия и сравнения материалов
- Что такое полиэтилен высокой плотности (HDPE)?
- Что такое полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW)?
- HDPE против UHMW: приложения и использование
- HDPE против UHMW: физические свойства
- HDPE против UHMW: перерабатываемость и экологичность
- HDPE против UHMW: стоимость
- Альтернативные материалы HDPE и UHMW
Полиэтилен высокой плотности отличается (HDPE) и полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW): различия и сравнения материалов
HDPE (полиэтилен высокой плотности) и UHMW (полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы) представляют собой термопластичные полимеры, изготовленные из мономеров этилена.
Два пластика неотличимы друг от друга по внешнему виду. Сырьем для обоих пластиков являются химически активные газы этилен и водород.
Они полимеризуются в присутствии катализатора, который различается в зависимости от того, какой пластик производится: катализатор Циглера-Натта для ПЭВП или металлоценовый катализатор для СВММ.
ПЭВП может подвергаться литью под давлением или формованию с раздувом или формоваться в листы, а затем дополнительно формоваться с использованием методов термоформования, вакуумного формования или сварки пластмасс.
Это отличный вариант для производства резервуаров для химикатов и воды. UHMW — это очень прочный, доступный и устойчивый к истиранию материал, используемый в различных областях применения.
В этой статье будут сравниваться свойства, области применения и стоимость HDPE и UHMW.
Что такое полиэтилен высокой плотности (HDPE)?
Полиэтилен высокой плотности, или HDPE, представляет собой тип термопластичного полимера. По сравнению с другими видами полиэтилена имеет большую плотность (0,95 г/см3).
Полимерные цепи в этом веществе могут быть плотно упакованы, так как степень разветвленности полимерных цепей довольно низкая.
HDPE довольно твердый и обладает хорошей ударопрочностью. Свойства полиэтилена высокой плотности не изменяются при воздействии температуры до 120°C, в результате чего он автоклавируется.
Некоторые из ключевых характеристик HDPE: высокая ударопрочность, автоклавируемость, непрозрачный/полупрозрачный внешний вид, высокое отношение прочности к весу, низкая проницаемость для жидкостей и хорошая химическая стойкость.
Для получения ПЭВП мономеры этилена, катализатор Циглера-Натта, водород и сомономер полимеризуют в растворителе. Основная роль растворителя заключается в отводе тепла от мест реакции, где происходит полимеризация.
Затем внешний циркуляционный теплообменник отводит избыточное тепло из реакционной камеры. Процесс разделения/сушки получает прореагировавшую суспензию.
Перенос суспензии в высокоскоростную центрифугу позволяет отделить и повторно использовать инертный растворитель от вновь образованных частиц ПЭВП.
Частицы ПЭВП сушат в атмосфере высокотемпературного азота и пара, что удаляет любой оставшийся растворитель и оставляет после себя сухой однородный порошок ПЭВП.
В сушилке для порошков растворитель испаряется с помощью высокотемпературного азота и пара, которые высушивают влажные порошки. Скруббер улавливает испарившийся растворитель. Высушенный порошок ПЭВП переносится в экструдер, который расплавляет и гранулирует порошок в конечный исходный материал ПЭВП.
Типичные области применения полиэтилена высокой плотности включают: контейнеры для жидкостей, пластиковые пакеты для покупок, фитинги для труб, подносы и разделочные доски.
Что такое полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMW)?
Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы, также известный как UHMW или UHMWPE, принадлежит к семейству термопластичных полимеров.
Сверхвысокая молекулярная масса UHMW (5-9 миллионов AMU) обусловлена необычайно длинными полимерными цепями, ориентированными в одном направлении.
Силы Ван-дер-Ваальса связывают каждую полимерную цепь с другими в непосредственной близости от нее. Это увеличивает количество энергии, необходимой для разделения цепей, что придает UHMW превосходную прочность и ударопрочность.
Как и член семейства полиэтиленов с несколько более низкой плотностью, HDPE, UHMW производится путем полимеризации этилена. Различия в деталях химического синтеза объясняют большую плотность UHMW.
Некоторые из ключевых характеристик UHMW: ударная вязкость, высокая ударопрочность, трещиностойкость, неадгезионные свойства и нетоксичность.
Типичные области применения UHMW включают: звездочки, ролики, шестерни, винты и скользящие пластины.
HDPE против UHMW: приложения и использование
Как HDPE, так и UHMW находят широкое применение во многих отраслях промышленности благодаря своим благоприятным свойствам.
В некоторых случаях эти материалы имеют общее применение, а в других предпочтителен только один из двух материалов из-за его уникальных свойств. В приведенном ниже списке представлены некоторые из общих применений материалов HDPE и UHMW:
- Оборудование для обработки и хранения продуктов питания и напитков
- Кухонное оборудование: шкафы, прилавки и столы
UHMW — это очень прочный легкий материал, который также устойчив к химическим веществам и коррозии. Ниже перечислены эксклюзивные приложения UHMW:
- Морское снаряжение
- Сборочные производственные линии
- Изнашиваемые полосы, подшипники, звездочки, направляющие и компоненты конвейерных линий.
- Детали морского дока
- Бронежилет
- Электрические компоненты
HDPE также имеет множество уникальных применений. Долговечность и устойчивость к атмосферным воздействиям являются двумя наиболее привлекательными качествами пластика HDPE: материал устойчив к насекомым, гниению, плесени и плесени.
Кроме того, ему легко придать практически любую форму, что делает его идеальным для широкого спектра продуктов, которые могут проводить много времени на открытом воздухе, таких как:
- Мебель для патио
- Игровое оборудование
- Контейнеры для хранения
- Контейнеры для вторсырья и мусора
- Контейнеры для компоста
- Пластиковая древесина
- Пластиковые компоненты автомобиля
Это также распространенный материал для кухонных принадлежностей. Разделочные доски, шкафы, прилавки, столы и мелкая бытовая техника могут быть изготовлены из пластика HDPE в дополнение к различным контейнерам для продуктов питания и напитков.
HDPE против UHMW: физические свойства
И HDPE, и UHMW обладают впечатляющими физическими свойствами. В таблице 1 ниже сравниваются два материала:
| Свойство | HDPE | СВММ |
|---|---|---|
|
Температура плавления (°С) |
118-137 |
133 |
|
Плотность (г/см3) |
0,93-0,97 |
0,93-0,95 |
|
Твердость (по Шору D) |
50-76 |
> 63 |
|
Прочность на растяжение, предел текучести (МПа) |
11-43 |
20 |
|
Удлинение при растяжении (при 73°F, %) |
600 |
350 |
|
Впитывание воды (%) |
0,010-0,10 |
0,010 |
|
Химическая устойчивость |
Хороший |
Хороший |
|
Температура теплового прогиба при 0,46 МПа (66 фунтов на кв. дюйм) (°C) |
42,8-93,3 |
65 |
|
Стойкость к истиранию и износу |
Хороший |
Хороший |
HDPE против UHMW: перерабатываемость и экологичность
Как HDPE, так и UHMW пригодны для вторичной переработки и считаются экологически чистыми пластиками. HDPE является одним из самых простых пластиковых материалов для вторичной переработки. Его можно переплавить и превратить в новые детали не менее 10 раз, прежде чем это повлияет на качество пластика.
Пластик UHMW не может быть переработан так же легко, как HDPE. Его можно перерабатывать менее 10 раз, сохраняя при этом свои первоначальные свойства.
Переработанный UHMW можно смешивать с необработанным UHMW, чтобы еще больше расширить возможности его вторичной переработки.
HDPE против UHMW: стоимость
Стоимость как HDPE, так и UHMW варьируется в зависимости от формы, в которой вы его покупаете. Средняя цена HDPE составляет примерно 1,2 доллара за кг, а стоимость UHMW может составлять от 2 до 6 долларов за кг.
Альтернативные материалы HDPE и UHMW
Материалы, альтернативные HDPE и UHMW, включают:
- LDPE (полиэтилен низкой плотности): сумки для покупок, одноразовая упаковка, прозрачные контейнеры для пищевых продуктов и другие предметы изготавливаются из LDPE из-за его пластичности.
- MDPE (полиэтилен средней плотности): поскольку MDPE имеет больше полимерных цепей и более плотный, он часто используется в газовых трубах, сумках, термоусадочной пленке, винтовых крышках и других продуктах.
- АБС (акрилонитрил-бутадиен-стирол) : стирол, акрилонитрил и полибутадиен полимеризуются для получения АБС-пластика, который является прочным, гибким, хорошо поддающимся обработке, глянцевым и ударопрочным. ABS обычно используется для изготовления декоративных деталей салона автомобиля, пластиковых лицевых щитков для настенных розеток и защитных кожухов для электроинструментов.
В этой статье представлены HDPE и UHMW, объяснено, что они из себя представляют, и рассмотрено, как каждый из них используется в производстве.
