- Чем отличаются поликарбонат от полиэтилена: Сравнение материалов
- Что такое поликарбонат?
- Что такое полиэтилен?
- Поликарбонат против полиэтилена: применение и использование
- Поликарбонат против полиэтилена: физические свойства
- Поликарбонат против полиэтилена: возможность вторичной переработки и экологичность
- Поликарбонат против полиэтилена: стоимость
- Альтернативные материалы поликарбонату и полиэтилену
Чем отличаются поликарбонат от полиэтилена: Сравнение материалов
Поликарбонат (ПК) представляет собой аморфный термопласт со светопропусканием, аналогичным стеклу, и обладает высокой ударопрочностью и термостойкостью.
Он широко используется в качестве заменителя стекла из-за его повышенной прочности. ПК используется для освещения в автомобилях, а также для очков, осветительных приборов, теплиц, медицинских устройств и защитного снаряжения.
Полиэтилен (ПЭ) представляет собой термопластичный полимер, выпускаемый различной плотности. На эти плотности сильно влияет степень и форма боковых разветвлений полимерной цепи.
Диапазон плотностей полиэтилена представляет собой спектр свойств и пригодности для широкого круга и перекрывающихся применений. В этой статье поликарбонат сравнивается с полиэтиленом с точки зрения свойств, областей применения и стоимости.
Что такое поликарбонат?
Поликарбонат (ПК) — это прозрачный термопласт, который широко используется благодаря своей долговечности и ударопрочности. Его устойчивость к царапинам плохая, но твердое покрытие компенсирует это.
Он подходит для очков и линз из-за его относительно высокого показателя преломления 1,58 (что позволяет использовать более тонкие линзы для того же фокусного эффекта).
Поликарбонат обычно считается взаимозаменяемым с полиметилметакрилатом (ПММА или акрилом). Формованный ПК имеет более высокую светопроницаемость, чем стекло, и широко используется в качестве заменителя.
Низкомолекулярные сорта поликарбоната обладают худшими свойствами, чем сорта с более высоким весом, но их легче обрабатывать.
Прочность ПК ценна, и он широко используется в автомобильных компонентах. Его устойчивость к УФ-излучению относительно низкая, но добавление покрытий и антиоксидантов увеличивает срок службы поликарбоната.
Таким образом, плафоны автомобильных фар не желтеют и не крошатся, как раньше. Поликарбонат хорошо подходит для кровельных работ из-за его прочности и относительно низкой стоимости. Он также очень прозрачен в видимом спектре и практически непроницаем для ультрафиолета.
ПК также является важной добавкой к сополимеру, добавляя прочность и жесткость другим полимерам. Однако ПК чрезвычайно уязвим для воздействия масел, растворителей и органических кислот, которые быстро разрушают полимер и разрушают его. Это свойство распространяется на многие области применения его сополимеров.
Что такое полиэтилен?
Широко используется полиэтилен (PE) низкой плотности (LDPE) и высокой плотности (HDPE). Химически идентичные, эти варианты образованы из длинных цепей СН2, отличающихся регулярностью и размером боковых ветвей мономера СН2.
Боковые ответвления ориентированы случайным образом и могут образовывать сети цепочек, как LDPE. Они могут быть минимальными и состоять из одного блока CH2, что делает HDPE.
Эффект разветвления, присутствующий в LDPE, увеличивает расстояние между цепями, уменьшая плотность за счет раздвигания цепей. HDPE образует регулярные и плотно упакованные цепи, которые увеличивают плотность и различные свойства.
Пониженная плотность LDPE (по сравнению с HDPE) делает его более мягким и слабым материалом, но более эластичным и устойчивым к ударным нагрузкам.
Поликарбонат против полиэтилена: применение и использование
Здесь перечислены ведущие секторы рынка, в которых используется поликарбонат (экструдированный/каландрированный лист и формованные изделия) и области его применения:
- Медицинское оборудование: Фотоаппараты, объективы, медицинские аппараты.
- Защитные очки: защитные очки и лицевые щитки.
- Оптические компоненты: Корректирующие и приборные линзы для зрения человека, световоды.
- Автомобилестроение: Световые чехлы и линзы.
- Медиа-диски: Blu-ray, DVD.
- Бытовые и коммерческие панели: шкафы, кухонные панели, ручки.
- Выставочные стенды/защита от атмосферных воздействий: рекламные дисплеи, защитные чехлы для рекламы, погодозащитные экраны, барьеры в общественных местах и на автобусных остановках.
- Сельское хозяйство: Кровля/окна теплиц.
- Легкий багаж: сумки и чемоданы.
Полиэтилен находит применение во многих отраслях, включая:
- Упаковка: используется для изготовления ящиков, лотков, молочных бутылок, крышек для ПЭТ-бутылок, топливных канистр, бочек и контейнеров для промышленных жидкостей.
- Товары народного потребления: урны для мусора, садовая техника и мебель, урны для хранения, детские игрушки и оборудование для игровых площадок.
- Текстиль и волокна: ПЭВП широко используется в сельском хозяйстве, например, в канатах, рыболовных сетях, спортивных сетях, а также в промышленных и декоративных тканях.
- Трубы и фитинги: для газа, воды, канализации, канализации, водостоков, дождевых коллекторов и септиков.
- Оболочки кабелей, антикоррозийные покрытия стальных труб, химические резервуары и фитинги.
- Автомобильная промышленность: топливные баки, проводка и кабели, кабельные стяжки и фиксаторы, зажимы на кузове.
Поликарбонат против полиэтилена: физические свойства
Сравнение свойств поликарбоната и полиэтилена (HDPE и LDPE)
| Свойства | Значение ПК (метрика) | Значение LDPE (метрическое) | Значение HDPE (метрическое) |
|---|---|---|---|
|
Оптическая передача |
Очень высокий, лучше, чем стекло |
Умеренное можно улучшить за счет двухосной ориентации в пленке |
Как правило, от бедных до никем |
|
Плотность |
1,2 г/см3 |
0,915–0,96 г/см3 |
0,933–1,27 г/см3 |
|
Твердость по Шору D |
90–95 |
42–56 |
55–69 |
|
Прочность на растяжение, конечная |
28–75 МПа |
8,96–54 МПа |
15,2–45 МПа |
|
Прочность на растяжение, выход |
39–70 МПа |
7,6–14 МПа |
2,69–200 МПа |
|
Относительное удлинение при разрыве |
10–138% |
226–650% |
3–1900% |
|
Модуль упругости |
1,79–3,24 ГПа |
0,152–0,29 ГПа |
0,483–1,45 ГПа |
|
Предел текучести при изгибе |
36–103 МПа |
14–21 МПа |
16,5–91 МПа |
|
Модуль упругости при изгибе |
0,971–3,1 ГПа |
0,07–0,276 ГПа |
0,5–4,83 ГПа |
|
Диэлектрическая постоянная |
2,85–3,17 |
2,27–2,29 |
2,0–2,6 |
|
Температура плавления |
288–316 °С |
102–113 °С |
120–130 °С |
|
Максимальная рабочая температура |
115–135 °С |
80–100 °С |
80–120 °С |
Поликарбонат против полиэтилена: возможность вторичной переработки и экологичность
Поликарбонат (ПК) производится из углеводородного сырья. Это материал с высокой степенью вторичной переработки, который хорошо поддается измельчению и повторной экструзии расплава для производства гранул исходного сырья второго сорта.
Это требует тщательной сортировки, чтобы избежать примесей, но автомобильный сектор продвинулся в переработке и круговом использовании ПК. В противном случае эффективная переработка ПК невозможна.
Для термопластов процесс переработки прост: сортировка, измельчение, промывка и экструдирование в виде гранул для повторного использования.
Трудность заключается в том, что ПК, используемый вне автомобильной промышленности, часто находится в форме сополимера, а объемы используемого ПК невелики, поэтому возможности для организации сбора и повторного использования ограничены.
PE (полиэтилен) является одним из наиболее пригодных для повторного использования полимеров, но большинство из них представляют собой пленочные продукты, с которыми очень трудно обращаться.
Огромные объемы оправдывают установку/переработку, а полимерная цепочка минимально повреждается при переплавке. Однако переработанный материал не может конкурировать по цене с первичным материалом.
Переработанный материал имеет довольно высокую цену, но этот процесс едва ли приносит прибыль из-за трудностей с сортировкой/обработкой. Очень мало LDPE перерабатывается, он попадает на сжигание или на свалку.
Пленочные материалы HDPE обычно используются в более тяжелых (более толстых) секциях, они окрашены и относительно легко сортируются для обеспечения высокой чистоты.
Процесс не требует разделения цветных, натуральных и прозрачных материалов на стадии сортировки. Конечным результатом является высококачественный второсортный материал темного цвета, который можно использовать для различных целей.
Поликарбонат против полиэтилена: стоимость
ПК (поликарбонат) — это мелкосерийный, специализированный и дорогостоящий материал, цена которого составляет около 2,80 долларов за кг. Переработанный материал почти высшего качества может продаваться по цене 1,60 доллара за кг, если существует цепочка поставок.
Как и все семейство ПЭ (полиэтилена), ПЭВП является недорогим материалом, который производится в огромных количествах и обычно считается товарным материалом. Цена на первичный материал составляет около 8,50 долларов за кг, а цена на переработанный материал снижается до 2,50 долларов.
LDPE значительно дешевле, чем HDPE, обычно продается в виде гранул в ценовом диапазоне от 0,90 до 1,10 доллара. Переработанный прозрачный LDPE доступен по аналогичной или чуть более низкой цене; обычно он используется в качестве добавки к первичному материалу в количестве 10–20%, что позволяет производителям экономить несколько центов на кг.
Альтернативные материалы поликарбонату и полиэтилену
Альтернативные варианты материалов для поликарбоната сильно зависят от области применения. Например:
- Акрил предлагает некоторые преимущества, такие как лучшая устойчивость к царапинам и работа при более низких температурах, но он значительно менее прочен. Акрил обеспечивает хорошую прозрачность, но имеет более низкий показатель преломления, что делает его подходящим для окон, но в меньшей степени для линз. В этом случае преимущества имеют уретановые материалы, такие как Trivex™.
- Полистирол (ПС) предлагает альтернативу поликарбонату (поликарбонату) для низкокачественных прозрачных материалов , но он значительно слабее и очень подвержен разрушению. Тем не менее, для таких приложений, как световоды, PS может служить хорошо.
- Во многих случаях АБС является хорошей альтернативой ПК, где предельная прочность и устойчивость к изгибу не имеют значения.
Существует несколько альтернатив PE (полиэтилену). ПВД, например, можно заменить на БОПП (биаксиально ориентированный полипропилен), ПВХ (поливинилхлорид), поликапролактон, ПЭТ и АБС для пленок.
Варианты труб и фитингов: UPVC (непластифицированный поливинилхлорид), PEX, медь, железо, различные плакированные металлы и нержавеющая сталь. HDPE, с другой стороны, имеет широкий спектр применений, но они более узкие, а альтернативы более простые.
Для большинства применений альтернативами являются: PET, PEX, ABS, PP и полипропилен, модифицированный каучуком.
В этой статье были представлены поликарбонат и полиэтилен, объяснено, что они собой представляют, и обсуждены различия между каждым материалом.
