Чем полиэтилен высокой плотности отличается от поликарбоната?

Полиэтилен высокой плотности и поликарбонат: различия и сравнения материалов

Полиэтилен высокой плотности (HDPE) — это ранний термопластичный полимер, полученный из источников углеводородов. ПЭВП имеет меньшее количество боковых ответвлений по сравнению с другими сортами полиэтилена (ПЭ), что приводит к более высокой плотности.

HDPE широко используется в упаковке бытовой химии, такой как отбеливатели и моющие средства. Он очень часто используется для изготовления крышек для бутылок из ПВД и ПЭТ для бытовой химии, газированных напитков, продуктов питания и воды.

Поликарбонат (ПК) представляет собой прочный и эластичный термопласт с превосходным пропусканием видимого света.

Его пропускание лучше, чем у стекла, из-за его аморфной структуры, высокого показателя преломления и частот поглощения в УФ-диапазоне.

Эти свойства делают его идеальной заменой стеклу во многих областях применения, особенно потому, что его очень трудно разбить. Использование ПК в очках, общем освещении/линзах и защитных устройствах широко распространено.

Он обычно используется для осветительных линз и крышек в автомобилестроении, для защиты лица и глаз, антивандальных материалов.

Что такое полиэтилен высокой плотности?

Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) представляет собой семейство полиэтиленов средней и высокой плотности с тактичностью.

Все они химически идентичны и различаются только степенью, регулярностью и размером мономеров с боковым разветвлением.

Они состоят из повторяющихся цепей CH2, образующихся в результате катализа побочных продуктов диазометана, в реакционной камере высокого давления.

Варианты ПЭВП имеют очень низкий уровень боковых групп в виде ответвлений на стержне полимера и не имеют сложных или длинных ответвлений от цепи.

Сравнение полиэтилена высокой плотности и поликарбоната

Это позволяет полимерным нитям плотно выстраиваться в псевдокристаллические решетки, что приводит к более высокой плотности и увеличивает твердость и прочность материала.

Боковое разветвление является результатом различий в каталитических материалах и условиях полимеризации.

Это точно контролируемая характеристика, поэтому конечный результат молекулярной массы материалов может быть выбран точно, контролируя свойства с тонкостью.

Этот контроль над процессом полимеризации делает ПЭВП прочнее, жестче и тверже. Среди его распространенных применений: нить для 3D-принтеров, топливные баки автомобилей, упаковочные материалы и детали лодок.

Что такое поликарбонат?

Поликарбонат (ПК) — идеальный выбор материала для различных оптических и ударопрочных применений.

Хотя его устойчивость к царапинам низкая, использование различных твердых покрытий компенсирует это, потенциально делая поверхность одной из самых устойчивых к царапинам из всех полимеров.

Это отличный вариант для оптики и корректирующих линз благодаря показателю преломления 1,58. Это свойство позволяет использовать более тонкие линзы, чем другие материалы.

Во многих случаях поликарбонат взаимозаменяем с акрилом (ПММА), но в меньшей степени для линз, поскольку ПММА также имеет показатель преломления 1,48. Лист поликарбоната, изготовленный методом экструзии, обеспечивает превосходную передачу света стеклу.

Поликарбонаты с более высоким молекулярным весом, как правило, прочнее и жестче, чем материалы с меньшим весом, но они стоят дороже в качестве сырья и требуют более сложной обработки.

Марки с самой высокой молекулярной массой используются в военной и аэрокосмической промышленности, например, в иллюминаторах самолетов.

Производители автомобилей используют четкость и надежность ПК, создавая линзы и крышки для осветительных приборов. Сочетание хорошего качества светопропускания и устойчивости к сколам в ПК не имеет себе равных.

Хотя материал имеет довольно плохую УФ-стойкость, смешивание материала с антиоксидантами в процессе формования и использование твердых покрытий компенсируют это.

Раньше линзы автомобильных фар были очень восприимчивы к пожелтению и охрупчиванию, но сейчас это не так.

Поликарбонат широко используется для крыш коммерческих теплиц, поскольку он прочен, довольно дешев, очень прозрачен, а твердое покрытие не пропускает УФ-излучение, снижая нагрузку на растения.

Полиэтилен высокой плотности и поликарбонат: применение и использование

Основными секторами, в которых используется поликарбонат как в экструдированных листах, так и в формованных деталях, являются:

  1. Камеры, оптика и медицинские инструменты.
  2. Защитные очки и лицевые щитки.
  3. Очки, некоторые лазерные направляющие, инструментальные линзы, световоды и оптоволокно.
  4. Накладки на рекламные щиты, погодозащитные экраны и антивандальные панели/окна в общественных местах, автобусных остановках и т.д.
  5. Для защиты транспортных средств и персонала.
  6. Компоненты фары.
  7. Blu-ray, DVD и т.д.
  8. Окна парника.
  9. Сумки и жесткие чемоданы.

Изделия из HDPE включают в себя:

  1. Топливные баки, проводка и кабели, кабельные стяжки и фиксаторы, а также зажимы на кузове.
  2. Мусорные баки, садовый инвентарь, мебель, урны для хранения, детские игрушки и оборудование для игровых площадок.
  3. Ящики, лотки, молочные бутылки, крышки для ПЭТ-бутылок, топливные канистры, бочки и контейнеры для промышленных жидкостей.
  4. Канаты, рыболовные и спортивные сети, а также технические и декоративные ткани.
  5. Упаковка BOHDPE для дорогостоящих продуктов и продуктов питания.

Полиэтилен высокой плотности и поликарбонат: физические свойства

В таблице 1 сравниваются физические свойства ПЭВП и поликарбоната:

Свойства Значение HDPE (метрическое) Значение ПК (метрика)

Оптическая передача

Плохо до нуля, если не ориентировано по двум осям

Очень высоко; лучше стекла в оптическом диапазоне

Плотность

0,933–1,27 г/см3

1,2 г/см3

Твердость по Шору D

55–69

90–95

Прочность на растяжение, конечная

15,2–45 МПа

28–75 МПа

Прочность на растяжение, выход

2,69–200 МПа

39–70 МПа

Относительное удлинение при разрыве

3–1900%

10–138%

Модуль упругости

0,483–1,45 ГПа

1,79–3,24 ГПа

Предел текучести при изгибе

16,5–91 МПа

36–103 МПа

Модуль упругости при изгибе

0,5–4,83 ГПа

0,971–3,1 ГПа

Диэлектрическая постоянная

2,0–2,6

2,85–3,17

Температура плавления

120–130 °С

288–316 °С

Максимальная рабочая температура

80–120 °С

115–135 °С

Полиэтилен высокой плотности и поликарбонат: возможность вторичной переработки и экологичность

Поликарбонат (ПК) изготавливается из углеводородного сырья. Его очень легко перерабатывать обычным методом измельчения, очистки и экструзии гранул.

В перерабатываемом ПК большая часть ПК находится в виде сополимеров, которые не могут быть переработаны, кроме как в качестве низкокачественного смешанного материала.

Общий объем ПК для переработки невелик; существует мало установленного сбора и повторного использования. Большая часть его попадает на свалку или сжигается.

Несмотря на то, что ПЭВП (полиэтилен высокой плотности) легко перерабатывается и может давать результаты хорошего качества в течение 10 (или более) циклов, перерабатывается очень мало.

Реальные уровни переработки минимальны по той простой причине, что потоки сбора редки, а большинство материалов из ПЭВП не имеют маркировки ♳.

Большая часть полиэтилена высокой плотности попадает в окружающую среду, попадает на свалки или сжигается. Пленочные материалы HDPE часто используются в более толстых секциях, и они часто окрашиваются.

Относительно легко сортировать на высокую чистоту, процесс не требует разделения цветов. Для большинства переработанных материалов допускается общий коричневый цвет.

Отходы полимера после сбора промывают/высушивают/измельчают, чтобы найти осколки. Измельченный материал затем экструдируют в виде гранул.

В результате получается полимер второго сорта, который обычно имеет темный цвет и используется для рутинных применений темного цвета. Используется вместо исходного материала или как дополнение к новому материалу.

Альтернативные материалы полиэтилену высокой плотности и поликарбонату

Поликарбонат (ПК) имеет множество альтернативных материалов в зависимости от области применения. Некоторые альтернативные материалы:

  1. ПММА (акрил) имеет гораздо лучшую устойчивость к царапинам и его легче производить, но он имеет меньшую ударную вязкость и меньшую прочность на растяжение. Его прозрачность немного хуже, чем у поликарбоната, а более низкий показатель преломления делает его плохим вариантом для линз.
  2. Trivex® (уретан) имеет хороший показатель преломления, демонстрируя при этом меньшее остаточное напряжение в формованных деталях, что может улучшить оптическую прозрачность.
  3. Полистирол (PS) является альтернативой ПК с хорошей прозрачностью, хотя он намного слабее и довольно хрупкий. Для приложений с нулевым напряжением, таких как световоды / направляющие, полистирол намного дешевле.
  4. АБС и сополимеры АБС/ПК являются альтернативой ПК, предлагая высокую прочность, простоту производства и меньшую стоимость.

HDPE (полиэтилен высокой плотности) широко используется, но области его применения ограничены, а альтернативы очевидны.

Для большинства применений альтернативами HDPE являются: LDPE, PEX, ABS, PP и полипропилен, модифицированный каучуком.

В этой статье представлены HDPE и поликарбонат, объяснено, что они из себя представляют, и обсуждены различные области применения каждого материала.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

семь + 20 =

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: