Листы: ПП, ПЭНД, ПЭВД, ПВХ

Полипропилен

pp

Основные физико-химические свойства полипропилена

Полипропилен (ПП) получают полимеризацией мономера пропилена в присутствии металлоорганических катализаторов.

Структурная формула ПП: — CH—CH —СН3—

Полипропилен представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, то есть в натуральном виде полупрозрачен, но может легко окрашиваться добавлением соответствующих пигментов и красок. В зависимости от пространственного строения макромолекулы полимера различают 3 вида полипропилена: изотактический, синдиотактический и атактический. Так же, как и остальные полиолефины, ПП неполярный полимер. Он растворяется только при повышенных температурах в сильных растворителях: хлорированных, ароматических углеродах, стоек к кислотам и щелочам, отдельные марки допущены к контакту с пищевыми продуктами и для производства изделий медико-биологического назначения.

Листовой полипропилен получают методом экструзии полипропилена. Он практически не проявляет гидроскопичности, обладает прекрасной химической стойкостью в большинстве агрессивных сред, эксплуатируется в органических и неорганических концентрированных и разбавленных кислотах, является прекрасным диэлектриком.

Листы могут иметь матовую или глянцевую поверхность, различные виды тиснения. Они могут быть дополнены УФ-стабилизатором, модификаторами ударной прочности, пластификаторами, окрашиваться различными цветами по каталогу RAL, также могут иметь слоистую структуру и разнообразные оттенки. На листы с глянцевой поверхностью возможно нанесение защитной пленки.

Область применения листового полипропилена очень разнообразна. Листы могут использоваться для изготовления вентиляции в химическом производстве, бассейнов, купелей, барабанов, воздуховодов, фильтровальных установок, насосов, гальванических линий; в качестве электроизоляционного, облицовочного материала в различных отраслях промышленности. Кроме того, полипропиленовые листы используют для изготовления бытовых изделий: табуреток, ящиков для рассады и т.п., а также изделий, контактирующих с пищевыми продуктами: разделочных досок (например, для мяса, рыбы, фруктов), ёмкостей для воды, ГСМ. Также часто используется в машиностроении (элементы конструкций, подверженные истиранию, например, ходовые катки, зубчатые колёса, направляющие цепей, опорные втулки, натяжные цепи), химической промышленности (лопастные насосы, краны, вентили, облицовка силосохранилищ), горном деле и углеобогащении (облицовка транспортных желобов, скаты, вагоны, бункеры).

Основные свойства полипропилена и блоксополимеров пропилена:

№ п/п

Наименование показателя

Значение

Полипропилена

Блоксополимеры пропилена

1

Плотность, г/см²

0.9-0.92

0.9-0.92

2

Показатель текучести расплавов, г/10 мин

0.8-2.4

1.2-1.5

3

Стойкость к термоокислительному старению при 150°С, ч

360

360

4

Температура размягчения по Вика в жидкой среде под действием силы 10 Н, °С

150-154

126-150

5

Температура тепловой деформации при нагрузке 0,46 Н/мм²,°С

90-96

64-90

6

Модуль упругости при изгибе, МПа

1300-1500

750-1200

7

Твердость по Роквеллу, R

82-95

40-88

8

Ударная вязкость по Изоду образца с надрезом при 23°С, Дж/м

50-110

400-500

9

Предел прочности при растяжении, МПа

32-36

26

10

Относительное удлинение, %

8-11%

8-11%

11

Коэффициент линейного расширения (от 30 до 100°С), 1/°С

(1,1-1,8)·10-4

(1,1-1,8)·10-4

 

Полипропилен является весьма устойчивым почти во всех отношениях полимером, что вполне доказуемо следующими его свойствами. Во-первых, полипропилен устойчив к высоким температурам (t плавления = 175°С). Во-вторых, для полипропилена характерны высокая ударная прочность (чем выгодно отличается от ПЭ), высокая стойкость к многократным изгибам, твердость, низкая паро- и газопроницаемость; по износостойкости он сравним с полиамидами. В-третьих, вследствие своей неполярной структуры, полипропилен устойчив к действию химикалий. Поэтому он противостоит воздействию большинства полярных органических растворителей, таких, как спиртов, сложных эфиров и кетонов (например, ацетона) и кислот даже при высокой их концентрации и температуре выше 60 °С. Также полипропилен устойчив к воздействию водных растворов неорганических соединений — солей, кипящей воды и щелочей.

Только такие сильные окислители, как, например, хлорсульфоновая кислота, серная (олеум) и концентрированная азотная кислоты, а также хромовая смесь могут разрушить полипропилен уже при комнатной температуре.

Некоторые углеводороды (алифатические, ароматические, галогенизированные) приводят к набуханию полипропилена. После испарения углеводорода, вызвавшего набухание, жёсткость и иные механические свойства полимера полностью восстанавливаются.

 

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД)

pe

 

Полиэтилен (РЕ) получают полимеризацией газа этилена при высоком и низком давлении. При низком давлении (<4МПа, 80?С) на комплексных металлоорганических катализаторах в суспензии или газовой фазе получают полиэтилен низкого давления PEHD (или высокой плотности HDPE).

ПЭНД — является разновидностью полимеров, относящихся к классу полиолефинов. Листы из ПНД — это прекрасная преграда влаге, стойки к жирам, маслам.

Листы ПЭНД изготавливаются способом однослойной или многослойной экструзии в соответствии с ТУ 2246-002-622809064924-09.

Листы могут иметь матовую или глянцевую поверхность, различные виды тиснения. Они могут быть дополнены УФ-стабилизатором, модификаторами ударной прочности, пластификаторами, окрашиваются различными цветами по каталогу RAL, также могут иметь слоистую структуру и разнообразные оттенки. На листы с глянцевой поверхностью возможно нанесение защитной пленки.

Полиэтилен устойчив к воде, горюче-смазочным материалам, спиртосодержащим продуктам, минеральным и органическим маслам. Не реагирует при контакте с кислотами, щелочами, растворами солей, не растворим в органических растворителях. Полиэтилен также обладает хорошими диэлектрическими свойствами, а стойкость к радиоактивным излучениям одна из самых высоких среди полимерных материалов. Полиэтилен не токсичный материал и годен для контакта с пищевыми продуктами.

По своим свойствам полиэтилен во многом схож с полипропиленом. Отличием полипропилена является меньшая плотность, более высокая твердость, большая стойкость к истиранию, повышенная термо- и коррозионная стойкость, но полиэтилен обладает большей морозостойкостью.

Листы ПЭНД используются для изготовления изделий автомобильной промышленности (подкрылок, бензобаков), обшивки для бортов хоккейных коробок, для отделки вентиляционных шахт и гальванических емкостей, георешёток, геомембран, облицовочных панелей, кровельных и напольных покрытий, поддонов, подставок, труб, фитингов, упаковок, контейнеров и ёмкостей разных размеров, в том числе и пищевых, и одноразовой посуды.

Свойства листов ПЭНД

 

№ пункта

Наименование показателя

Значение показателя для листов ПЭНД

1

Плотность, г/см³, не более

0,94-0,96

2

Предел текучести при растяжении, МПа, не менее

22,0

3

Относительное удлинение при разрыве, %, не менее

85

4

Удельное электрическое сопротивление:

поверхностное, Ом

объёмное, Ом•см

1•1014

1•1016-1•1017

5

Теплопроводность, Вт/(м •°С)

(41,8-44) •10-2

6

Водопоглащение за 30 суток, не более

0,03-0,04

7

Теплостойкость по Вика в воздухе, °С 

120-125

8

Усадка, % при толщине листа в мм:1,5-3,03,0-4,04,0-6,0

6.0-8,0

60

40

30

25

9

Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

19,0-35,0

Листовой пластик ПЭНД при комнатной температуре — довольно мягкий и гибкий материал. Он хорошо сохраняет эту гибкость в условиях холода, так что применим в упаковке замороженных пищевых продуктов. Однако при повышенных температурах, таких как 100°С, он становится слишком мягким для ряда применений.

Лист ПЭНД при нормальных условиях не выделяет в окружающую среду токсичных веществ, не оказывает вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ним не требует особых мер предосторожности.

 

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД)

pe

Полиэтилен (РЕ) получают полимеризацией газа этилена при высоком и низком давлении. Полиэтилен, получаемый при высоком давлении (150-300МПа, 150-320?С), называется полиэтилен высокого давления PEBD (или низкой плотности LDPE), получают его полимеризацией этилена в автоклавном или трубчатом реакторе

 

ПЭВД — полиэтилен высокого давления. Пластичен, слегка матовый, воскообразный на ощупь, перерабатывается методом экструзии в рукавную пленку с раздувом или в плоскую пленку через плоскощелевую головку и охлаждаемый валик. ПЭВД — это наиболее широко применяемый упаковочный полимер, соответствующий примерно одной трети всех упаковочных пластиков. Из-за его низкой кристалличности, это более мягкий, более гибкий материал, чем ПЭНД. Листы ПЭВД изготавливаются способом однослойной или многослойной экструзии в соответствии с ТУ 2246-002-622809064924-09.

Листы могут иметь матовую или глянцевую поверхность, различные виды тиснения. Они могут быть дополнены УФ-стабилизатором, модификаторами ударной прочности, пластификаторами, окрашиваются различными цветами по каталогу RAL, также могут иметь слоистую структуру и разнообразные оттенки.

Область применения

Листы из полиэтилена высокого давления применяется при производстве антикоррозионного покрытия (электролизные ванны), в качестве электроизоляционного материала в ортопедическом производстве, при строительстве полигонов, котлованов, тоннелей, колодцев и т.д. в качестве гидроизоляционного слоя, геомембраны.

Свойства полиэтилена высокого давления:

 

№ пункта

Наименование показателя

Значение показателя

ПЭВД

1 Плотность, г/см³, не более

0,91 — 0,93

2 Предел текучести при растяжении, МПа, не менее

10,0

3 Относительное удлинение при разрыве, %, не менее

210

4

Удельное электрическое сопротивление:

поверхностное, Ом

объёмное, Ом•см

1•1015

1•1016-1•1017

5 Теплопроводность, Вт/(м •°С)

(41,8-44) •10-2

6 Водопоглащение за 30 суток, не более

0,02

7 Теплостойкость по Вика в воздухе, °С  

До 118

8 Усадка, % при толщине листа в мм:1,5-3,03,0-4,0

4,0-6,0

6.0-8,0

35

30

20

9 Разрушающее напряжение при изгибе, МПа

12,0-20,0

Лист ПЭВД при нормальных условиях не выделяет в окружающую среду токсичных веществ, не оказывает вредного влияния на организм человека при непосредственном контакте. Работа с ним не требует особых мер предосторожности.

Поливинилхлорид

Поливинилхлорид — (ПВХ, полихлорвинил, вестолит, хосталит, виннол, корвик, сикрон, джеон, ниппеон, сумилит, луковил, хелвик, норвик и др.) пластмасса белого цвета, термопластичный полимер винилхлорида. Отличается химической стойкостью к щелочам, минеральным маслам, многим кислотам и растворителям. Не горит на воздухе, но обладает малой морозостойкостью (-15°С). Нагревостойкость — +65°С.

Химическая формула: [-CH2-CHCl-]n Международное обозначение — PVC.

 

Физические свойства.

Молекулярная масса 10-150 тыс.; Плотность — 1,35-1,43 г/см?. Температура стеклования 75-80 С (для теплостойких марок до 105 С), температура плавления — 150-220 С. Трудногорюч. При температурах выше 110-120 С склонен к разложению с выделением хлористого водорода HCl.

Растворяется в циклогексаноне, тетрагидрофуране (ТГФ), диметилформамиде (ДМФА), ограниченно — в бензоле, ацетоне. Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах; стоек в растворах щелочей, кислот, солей.

Предел прочности при растяжении — 40-60 МПа, при изгибе — 80-120 МПа.

Удельное электрическое сопротивление — 10^12 — 10^13 Ом*м.

Устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, бензина, керосина, жиров, спиртов, обладает хорошими диэлектрическими свойствами.

Тангенс угла потерь порядка 0,01-0,05.

Получение.

Получается суспензионной или эмульсионной полимеризацией винилхлорида, а также полимеризацией в массе.

Применение.

Поливинилхлорид применяется для электроизоляции проводов и кабелей, производства листов, труб (преимущественно хлорированный поливинилхлорид), пленок, пленок для натяжных потолков, искусственных кож, поливинилхлоридного волокна, пенополивинилхлорида, оконных профилей, линолеума, обувных пластикатов, мебельной кромки и т.д.

Безопасность.

Основной проблемой, связанной с использованием ПВХ, является сложность его утилизации — при сжигании образуются высокотоксичные хлорорганические соединения.

По истечении 10-ти лет использования включается обратная реакция, то есть материал самостоятельно начинает выделять хлорорганические соединения в окружающую среду. Современные технологии создают способы блокирования этого свойства ПВХ, но они пока малоэффективны.