- Полиэтилен низкой плотности (LDPE)
- Как производится полиэтилен низкой плотности (LDPE)?
- Свойства полиэтилена низкой плотности (LDPE)
- Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)
- Преимущества использования полиэтилена низкой плотности (LDPE)
- Недостатки использования полиэтилена низкой плотности (LDPE)?
- Последствия для здоровья полиэтилена низкой плотности (LDPE)?
- Является ли полиэтилен низкой плотности (LDPE) токсичным?
- В чем разница между полиэтиленом низкой плотности (LDPE) и полиэтиленом высокой плотности (Hdpe)?
Полиэтилен низкой плотности (LDPE)
В этой статье вы узнаете, что такое полиэтилен низкой плотности, как он производится, его свойства, преимущества, недостатки, области применения и информацию о безопасности для здоровья.
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) — это гибкий, прозрачный, 100% перерабатываемый термопластичный полимер без запаха, популярный в таких продуктах, как пакеты для продуктов и мешки для мусора, контейнеры для сока и пищевая пленка и др.
Его гибкость, прочность и коррозионная стойкость в сочетании с недорогим и высокоэффективным производственным процессом делают его привлекательным выбором для инженерных приложений, стимулируя спрос на производство миллионов тонн полиэтилена низкой плотности каждый год.
LDPE обозначается на пластиковых изделиях цифрой «4» в треугольнике со стрелкой. LDPE представляет собой гибкий, прозрачный термопластичный полимер без запаха, на 100 % пригодный для повторного использования.
Он широко используется в таких продуктах, как мешки для продуктов / мусора, контейнеры для сока и пищевая пленка.
Полиэтилен представляет собой термопластичный полимер, полученный из нефти, состоящий из длинных цепочек молекул этилена, известных как мономеры, которые могут быть представлены в форме (C2H4)n.
Свойства полученного материала будут варьироваться в зависимости от используемых методов производства.
В семействе полиэтиленовых материалов уникальные свойства LDPE восходят к его сильно разветвленной, похожей на ветви дерева структуре соединения.
Это разветвление придает ПЭНП характерную гибкость и пластичность из-за его более низкой кристалличности, что делает его совершенно отличным от более линейных разновидностей полиэтилена, таких как полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) и линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП). Этот эффект ветвления визуализируется на изображении ниже:
Ветвистая связующая структура для LDPE.
Как производится полиэтилен низкой плотности (LDPE)?
Полиэтилен низкой плотности производится с помощью процесса, известного как свободнорадикальная полимеризация.
Этот процесс требует тепла (420-570 градусов К) и большого давления (1000-3000 атм), поэтому его обычно проводят в автоклаве или трубчатом реакторе большими партиями.
Первым шагом является сбор сырья из нефти путем разложения углеводородов на нефтяной основе на более мелкие молекулы, а затем выделения газообразного этилена из полученной смеси.
Этот газообразный этилен затем закачивается в реактор, где он спекается вместе с инициатором, таким как кислород или органический пероксид, для инициирования полимеризации.
Взвесь полиэтилена формируется и экструдируется в гранулы, а любой непрореагировавший газ, оставшийся в реакторе, используется для следующей партии. На изображении ниже показана молекулярная структура полиэтилена и этилена.
После экструзии гранулы ПЭНП могут быть упакованы или подвергнуты дальнейшей обработке для создания продуктов посредством различных производственных процессов, таких как:
- Литье под давлением
- Выдувное формование
- термоформование
- Вакуумное литье
- Кинопроизводство
- Экструзия
Эти методы используются для производства ряда продуктов из полиэтилена низкой плотности, которые более подробно рассматриваются в этой статье.
Для получения дополнительной информации об альтернативных методах производства других типов полиэтилена см. нашу статью о полиэтилене высокой плотности (ПЭВП).
Свойства полиэтилена низкой плотности (LDPE)
Таблица 1 ниже иллюстрирует свойства полиэтилена низкой плотности:
| Свойства | Английская ед.изм. | Метрическая ед.изм. |
|---|---|---|
|
Плотность |
0,0331–0,0347 (фунт/дюйм3) |
0,915-0,960 (г/см3) |
|
Прочность на растяжение, предел текучести |
1100-2030 (пси) |
7,60-14,0 (МПа) |
|
Прочность на растяжение, максимальная |
1300-7830 (пси) |
8,96-54,0 (МПа) |
|
Модуль упругости |
22,0–42,1 (фунтов/кв. дюйм) |
0,152-0,290 (ГПа) |
|
Относительное удлинение при разрыве |
226-650 (%) |
226-650 (%) |
|
Твердость по Шору D |
42,0-56,0 |
42,0-56,0 |
|
Температура плавления |
216-235 (оФ) |
102-113 (оС) |
|
Температура обработки |
293-644 (оф) |
145-340 (оС) |
|
Пропускание паров влаги (при 37,8°C/100°F) |
1,04 (см3-мил/дюйм2-24ч-атм) |
0,410 (см3-мм/м2-24ч-атм) |
|
Передача водяного пара |
0,0167-1,55 (г/100 дюймов2/день) |
0,260-24,0 (г/м2/сут) |
Наиболее заметными свойствами ПЭНП являются его прочность, высокая гибкость при низких температурах и коррозионная стойкость.
Он имеет хорошую прочность по отношению к своей плотности, что объясняет, почему он широко используется в производстве небольших легких контейнеров для переноски, таких как пластиковые пакеты.
Некоторые из ключевых свойств полиэтилена низкой плотности включают в себя:
- Более разветвленная молекулярная структура
- Гибкость при низких температурах
- Прочность
- Коррозионная/химическая стойкость
Применение полиэтилена низкой плотности (LDPE)
Полиэтилен низкой плотности обладает свойствами, привлекательными для применения в безопасных для пищевых продуктов мешках, водонепроницаемой упаковке и других упаковочных материалах.
Благодаря своей низкой плотности и высокой прочности, очень тонкие листы LDPE могут использоваться для выдерживания относительно высоких нагрузок (вспомните продуктовые пакеты или кольца из шести банок из-под газировки).
Это в сочетании с его низкой стоимостью и возможностью вторичной переработки делает его отличным выбором для ряда приложений с большими объемами производства, некоторые из которых перечислены ниже:
Применение полиэтилена низкой плотности включает:
- Контейнеры для сока
- Липкая обертка
- Сумки
- Лотки
- Шесть колец для банок с газировкой
- Трубки
- Протезирование
- Крышки для мороженого
- Экструзионное формование
- Ламинаты
Преимущества использования полиэтилена низкой плотности (LDPE)
К преимуществам полиэтилена низкой плотности относятся:
- Гибкость, низкая кристалличность
- Влагостойкость, низкая проницаемость
- Ударопрочность
- Химическая устойчивость
- Рентабельный, экономичный и широко перерабатываемый
Недостатки использования полиэтилена низкой плотности (LDPE)?
Недостатками полиэтилена низкой плотности являются:
- Склонность к растрескиванию под напряжением
- Низкая прочность, жесткость и максимальная рабочая температура
- Высокая газопроницаемость, особенно с углекислым газом
- Плохая устойчивость к УФ-излучению
- Легковоспламеняющийся
Последствия для здоровья полиэтилена низкой плотности (LDPE)?
Полиэтилен низкой плотности является одним из самых безопасных пластиков, широко используемых сегодня, главным образом потому, что он нетоксичен и не канцерогенен.
Даже при попадании внутрь (в небольших количествах) полиэтилен не оказывает опасного для здоровья воздействия. Это означает, что полиэтилен низкой плотности считается безопасным и безопасным для человека при контакте с кожей, вдыхании и проглатывании.
Однако следует отметить, что при производстве полиэтилена низкой плотности материал может контактировать с опасными химическими веществами, которые могут смешиваться с пластиком в процессе его обработки.
В результате химические вещества могут попадать в пищу или окружающую среду во время использования, что ставит под угрозу стерильность конечного продукта.
Это в первую очередь относится к переработанному полиэтилену низкой плотности, при этом продукты из «первичного» полиэтилена низкой плотности считаются пищевыми продуктами FDA.
Является ли полиэтилен низкой плотности (LDPE) токсичным?
Полиэтилен низкой плотности не токсичен. Он считается достаточно безопасным для контакта с пищевыми продуктами, о чем свидетельствует его широкое использование в пакетах для сэндвичей, пакетах для хлеба и ламинировании контейнеров для сока.
Однако следует отметить, что переработанный полиэтилен не имеет такой же гарантии стерильности и чистоты, как «первичный» полиэтилен, поскольку загрязнители окружающей среды, которым он подвергается в течение своего жизненного цикла, могут проникнуть в переработанный продукт.
В этих случаях, несмотря на то, что полиэтилен нетоксичен, потенциально опасные посторонние химические вещества могут попасть в окружающую среду или в пищу.
Выщелачивание пластика увеличивается с увеличением кислотности, продолжительности контакта и тепла, поэтому важно знать, что и где вы храните полиэтилен.
В чем разница между полиэтиленом низкой плотности (LDPE) и полиэтиленом высокой плотности (Hdpe)?
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) и полиэтилен высокой плотности (HDPE) отличаются более линейным расположением молекул в полимерной цепи HDPE, что придает ему большую жесткость, прочность, более высокую кристалличность и более низкую проницаемость, чем LDPE.
Более низкая кристалличность является следствием уменьшения частоты разветвлений в полимерной цепи, что позволяет молекулам ПЭВП располагаться ближе друг к другу.
Более низкая проницаемость является еще одним преимуществом плотной упаковки молекул, что придает ПЭВП большую химическую стойкость.
HDPE также обладает улучшенной термостойкостью, что позволяет ему работать при температурах до 100°C.
Эти свойства делают ПЭВП отличным кандидатом для некоторых более тяжелых условий эксплуатации, где требуется более высокая химическая стойкость и жесткость.
Поскольку их термохимико-механические свойства сильно различаются, области применения HDPE и LDPE различны.
При выборе подходящего пластика для применения важно учитывать условия эксплуатации продукта, обеспечивая его оптимальное соответствие химико-механическим требованиям.
Для получения дополнительной информации о свойствах и областях применения полиэтилена высокой плотности см. нашу статью о полиэтилене высокой плотности.
В этой статье обобщены свойства, использование, применение, преимущества и токсичность полиэтилена низкой плотности (ПЭНП).
