Polietilenska smola – Enciklopedija materialov

Kaj je polietilenska smola

Polietilenska smola je visoko polimerna spojina, ki nastane s polimerizacijo molekul etilena. Je tudi ena najbolj razširjenih plastičnih mas na svetu. Ima značilnosti nizke gostote, visoke trdnosti, odpornosti proti koroziji, odpornosti na visoke temperature, ni enostavna za staranje, enostavna obdelava itd. Široko se uporablja v embalaži, gradbeništvu, domu, medicini, elektroniki in drugih področjih.

Cena polietilenske smole

Po podatkih spremljanja trga industrijskih izdelkov je skupna cena polietilena v zadnjih nekaj letih pokazala nihajoč trend rasti. Konkretni podatki so naslednji:

• Leta 2022: V začetku leta je bila cena polietilena okoli 9,000–9,500 ameriških dolarjev za tono, do konca leta pa se je povzpela na okoli 12,000–13,000 ameriških dolarjev za tono.
• Leta 2021: V začetku leta je bila cena polietilena okoli 1,000–1,100 ameriških dolarjev za tono, do konca leta pa se je povzpela na okoli 1,250–1,350 ameriških dolarjev za tono.
• Leta 2020: V začetku leta je bila cena polietilena okoli 1,100-1,200 ameriških dolarjev za tono, do konca leta pa je padla na okoli 800-900 ameriških dolarjev za tono.
• Leta 2019: V začetku leta je bila cena polietilena okoli 1,000–1,100 ameriških dolarjev za tono, do konca leta pa se je povzpela na okoli 1,300–1,400 ameriških dolarjev za tono.

Vrste polietilenske smole

Polietilen je pomemben termoplastični polimer, ki jih lahko razdelimo na več različnih vrst glede na različne proizvodne procese in molekularne strukture:
Polietilen nizke gostote (LDPE): ima značilnosti nizke gostote, mehkobe, dobre duktilnosti in visoke preglednosti. Uporablja se predvsem na področju embalažne folije, plastičnih vrečk, steklenic itd.

• Linearni polietilen nizke gostote (LLDPE): V primerjavi z LDPE ima LLDPE enotnejšo molekularno strukturo, večjo natezno trdnost in odpornost na udarce ter je primeren za proizvodnjo plastičnih vrečk, filmov in drugih izdelkov.
• Polietilen visoke gostote (HDPE): ima večjo molekulsko maso in gostoto, večjo trdoto, togost in trdnost ter se običajno uporablja za izdelavo vodovodnih cevi, oljnih sodov, škatel itd.
• Polietilen z visoko molekulsko maso (UHMWPE): ima zelo visoko molekulsko maso in izjemno visoko odpornost proti obrabi ter se uporablja predvsem za izdelavo drsnih delov, ležajev, tesnil itd.
• Zamreženi polietilen (XLPE): s premreževanjem molekul polietilena s postopkom zamreženja ima dobro toplotno odpornost in odpornost proti koroziji ter se pogosto uporablja na področju kablov, žic, izolacijskih materialov itd.

Specifikacije polietilenske smole

Polietilenska smola je polimerna spojina in njene specifikacije depeo njegovi uporabi in področjih uporabe. Tukaj je nekaj skupnih specifikacij polietilena:
1. Gostota: Gostota polietilena se lahko giblje od 0.91 g/cm³ do 0.97 g/cm³.
2. Molekulska teža: Molekulska teža polietilena je lahko tudi različna in sega od tisoč do milijonov.
3. Tališče: Tališče polietilena je običajno med 120 °C in 135 °C.
4. Videz: Polietilen je lahko bel, prosojen ali prozoren.
5. Toplotna odpornost: Toplotna odpornost polietilena se lahko spreminja in se giblje od -70 °C do 130 °C.
6. Uporaba: uporaba polietilena je lahko tudi različna, kot so folije, cevi, plastične vrečke, steklenice itd.

Značilnosti polietilenske smole

1. Lahka: polietilenska smola je lahka plastika, lažja od vode, z gostoto približno 0.91–0.96 g/cm³.
2. Fleksibilnost: Polietilen ima dobro fleksibilnost in plastičnost in ga je mogoče oblikovati v različne oblike s segrevanjem, stiskanjem, raztezanjem in drugimi postopki.
3. Dobra odpornost proti obrabi: Polietilen ima dobro odpornost proti obrabi in je odporen na nekatere kemične snovi in ​​vplive okolja.
4. Visoka prosojnost: Polietilen ima dobro prosojnost in se lahko uporablja za izdelavo prozornih plastičnih izdelkov.
5. Visoka natezna trdnost: Polietilen ima visoko natezno trdnost in je vzdržljiv material.
6. Dobra nizkotemperaturna odpornost: polietilen ima dobre nizkotemperaturne lastnosti, ni zlahka krhek in se lahko uporablja za izdelavo nizkotemperaturnih posod.
7. Močna kemična odpornost: Polietilen ima dobro kemično odpornost in lahko prenese korozijo kislin, alkalij, soli in drugih kemičnih snovi.
8. Dobra električna izolacija: polietilen je dober izolacijski material in se lahko uporablja za izdelavo kablov, žičnih cevi in ​​drugih izdelkov.

Uporaba polietilenske smole

Polietilenska smola je široko uporabljen plastični material z naslednjimi aplikacijami:
1. Embalaža: polietilenske vrečke, plastenke, plastične škatle, folija za živila itd.
2. Konstrukcija: Polietilenske cevi, izolacijski materiali, nepremočljivi materiali, mlet film itd.
3. Dom: plastični stoli, plastični sodi, plastični smetnjaki, steklenice za detergente, plastični lončki za rože itd.
4. Medicina: Infuzijske vrečke, kirurški instrumenti, medicinska oprema itd.
5. Avtomobilizem: polietilenski deli, avtomobilska notranjost itd.
6. Elektronika: plastične lupine, izolacijski materiali za žice itd.
7. Aerospace: Polietilenski materiali se pogosto uporabljajo v vesolju, kot so komponente letal, vesoljske obleke, izstrelki itd.

Na splošno ima polietilen širok spekter uporabe v vsakdanjem življenju.

Materialna struktura polietilenske smole

Polietilen je polimer, ki nastane s polimerizacijo monomerov etilena s kemijsko formulo (C2H4)n, kjer je n stopnja polimerizacije. Molekularna struktura polietilena je linearna, sestavljena iz številnih monomerov etilena, povezanih s kovalentnimi vezmi. Vsaka molekula monomera etilena ima dva ogljikova atoma, ki sta povezana s kovalentno dvojno vezjo in tvorita konjugiran sistem. Med procesom polimerizacije se te dvojne vezi zlomijo, da nastanejo enojne vezi in tako tvorijo glavno verigo polietilena. V molekuli polietilena je tudi nekaj stranskih skupin, ki so običajno atomi vodika, z enojnimi vezmi pa so povezane z atomi ogljika glavne verige. Struktura materiala polietilena določa njegove fizikalne in kemijske lastnosti, kot so gostota, tališče, zmehčišče itd.

Vrste polietilenske smole

Polietilenska smola je pomemben termoplastični polimer, ki ga lahko razdelimo na več različnih tipov na podlagi različnih proizvodnih procesov in molekularnih struktur:
1. Polietilen nizke gostote (LDPE): ima nizko gostoto, mehkobo, dobro duktilnost in visoko preglednost. Uporablja se predvsem na področju embalažne folije, plastičnih vrečk, steklenic itd.
2. Linearni polietilen nizke gostote (LLDPE): V primerjavi z LDPE ima LLDPE enotnejšo molekularno strukturo, večjo natezno trdnost in odpornost na udarce ter je primeren za proizvodnjo plastičnih vrečk, filmov itd.
3. Polietilen visoke gostote (HDPE): ima večjo molekulsko maso in gostoto, večjo trdoto, togost in trdnost ter se običajno uporablja za izdelavo vodovodnih cevi, oljnih sodov, škatel itd.
4. Polietilen z visoko molekulsko maso (UHMWPE): ima zelo visoko molekulsko maso in izjemno visoko odpornost proti obrabi, uporablja se predvsem za izdelavo drsnih delov, ležajev, tesnil itd.
5. Zamreženi polietilen (XLPE): Molekule polietilena so zamrežene s postopki zamreženja, ki imajo dobro toplotno odpornost in odpornost proti koroziji ter se pogosto uporabljajo na področju kablov, žic, izolacijskih materialov itd.

Lastnosti polietilenske smole

1. Polietilenska smola ima dobro odpornost proti koroziji in močno odpornost na kemične snovi, kot so kisline, alkalije in soli.
2. Polietilen ima odlično odpornost proti obrabi in ga ni enostavno obrabiti, rezati ali deformirati.
3. Polietilen ima dobro prevodnost in je primeren za proizvodnjo električne opreme, kot so žice in kabli.
4. Polietilen ima odlično toplotno odpornost in lahko ohranja stabilno delovanje v okoljih z visoko temperaturo.
5. Polietilen ima odlično odpornost na mraz in lahko ohrani dobro žilavost in trdnost v okoljih z nizko temperaturo.
6. Polietilen ima visoko prosojnost in sijaj, primeren za izdelavo prozornih embalažnih materialov, plastičnih vrečk itd.
7. Polietilen ima dobro sposobnost obdelave in se lahko obdeluje z brizganjem, pihanjem, ekstrudiranjem itd.

Kaj je modifikacija polietilenske smole

Modifikacija polietilenske smole je postopek spreminjanja njenih fizikalnih in kemijskih lastnosti z vnosom drugih kemikalij v molekulo polietilena. Te kemikalije so lahko monomeri, kopolimeri, sredstva za zamreženje, aditivi itd. S spreminjanjem molekularne strukture polietilena, porazdelitve molekulske mase, kristaliničnosti, tališča, toplotne stabilnosti, mehanskih lastnosti, površinskih lastnosti itd., se lahko spremenijo njegove lastnosti in uporaba . Polietilen je pogosto uporabljena plastika z dobrimi mehanskimi lastnostmi, kemično odpornostjo, nizko toksičnostjo, nizko absorpcijo vode in odpornostjo proti staranju. Vendar njegovo nizko tališče, nezadostna togost, slaba toplotna odpornost in slaba mazljivost omejujejo obseg njegove uporabe. Modifikacija polietilena lahko izboljša njegovo delovanje. Na primer, uvedba določene količine monomera akrilne kisline v polietilen lahko izboljša njegovo toplotno odpornost in mehanske lastnosti; dodajanje plastifikatorjev polietilenu lahko izboljša njegovo prožnost in duktilnost; dodajanje nanodelcev polietilenu lahko izboljša njegovo trdnost in togost itd.

Postopek izdelave polietilenske smole

Polietilenska smola je termoplastični material, njen proizvodni proces pa je običajno razdeljen na naslednje steps:

1. Priprava surovin: Surovina za polietilen je plin etilen, ki se običajno pridobiva iz fosilnih goriv, ​​kot so nafta, zemeljski plin ali premog. Plin etilen je treba predhodno obdelati, kot sta dehidracija in razžveplanje, preden vstopi v polimerizacijski reaktor.
2. Polimerizacijska reakcija: V polimerizacijskem reaktorju se plin etilen polimerizira z visokotlačnimi ali nizkotlačnimi metodami polimerizacije. Visokotlačna polimerizacija se običajno izvaja pod 2000-3000 atmosferami in zahteva katalizatorje, visoko temperaturo in visok tlak za spodbujanje reakcije polimerizacije; nizkotlačna polimerizacija se izvaja pod 10-50 atmosferami in zahteva katalizatorje in toploto za spodbujanje polimerizacijske reakcije.
3. Obdelava polimerov: Polimer, pridobljen po reakciji polimerizacije, je treba obdelati, običajno vključuje stiskanje, drobljenje, taljenje, predelavo itd.
4. Peletiranje: Ko je polimer obdelan z ekstruzijo, rezanjem in drugimi postopki, se iz njega naredijo polietilenski delci za transport in skladiščenje.
5. Oblikovanje: Ko se delci polietilena segrejejo in stopijo, se oblikujejo v različne oblike in velikosti polietilenskih izdelkov z brizganjem, ekstrudiranjem, pihanjem in drugimi postopki oblikovanja.

Je polietilenska smola strupena?

Polietilenska smola sama po sebi ni strupena snov, njeni glavni sestavini sta ogljik in vodik in ne vsebuje strupenih elementov. Zato sami polietilenski izdelki ne proizvajajo strupenih snovi. Vendar pa se lahko v proizvodnem procesu izdelkov iz polietilena uporabljajo nekatere kemikalije, kot so katalizatorji, topila itd., ki so lahko škodljive za zdravje ljudi. Hkrati lahko med predelavo polietilenskih izdelkov nastajajo škodljivi plini, kot so hlapne organske spojine, zato je treba izvesti ustrezne prezračevalne ukrepe. Poleg tega se pri segrevanju polietilenskih izdelkov na visoke temperature lahko sproščajo škodljive snovi, kot sta ogljikov monoksid in ogljikov dioksid, zato je treba pri segrevanju upoštevati varnostne ukrepe. Na splošno polietilen sam po sebi ni strupena snov, vendar je treba pri proizvodnji in predelavi polietilenskih izdelkov paziti na varnost pri uporabi in ravnanju s kemikalijami ter izvajati ustrezne zaščitne ukrepe pri uporabi in ravnanju s polietilenskimi izdelki.

Razvoj in možnost uporabe polietilenske plastične vrečke

Zgodovina razvoja: Polietilenske plastične vrečke so se prvič pojavile v petdesetih letih prejšnjega stoletja in so se uporabljale predvsem za pakiranje kmetijskih proizvodov in industrijskega blaga. Z razvojem gospodarstva in izboljšanjem življenjskega standarda ljudi se je postopoma povečalo povpraševanje po polietilenskih plastičnih vrečkah, pojavile pa so se tudi nekatere težave z onesnaževanjem okolja. Da bi rešili te težave, so ljudje začeli raziskovati pot trajnostnega razvoja polietilenskih plastičnih vrečk, kot je uporaba novih materialov, kot je razgradljiva plastika, in okrepitev ukrepov za recikliranje.

Možnosti uporabe: Z razvojem svetovnega gospodarstva in naraščajočo okoljsko ozaveščenostjo ljudi so možnosti uporabe polietilenskih plastičnih vrečk še vedno široke. Poleg tradicionalnega področja embalaže se lahko polietilenske plastične vrečke uporabljajo tudi v kmetijstvu, medicini, varstvu okolja in na drugih področjih, na primer za razvrščanje smeti, odstranjevanje medicinskih odpadkov, kmetijski film itd. V prihodnosti z nenehnimi inovacijami tehnologije se bo učinkovitost polietilenskih plastičnih vrečk še izboljšala, kot je izboljšana trdnost, izboljšana zračnost, pospešena hitrost razgradnje itd. Hkrati se bodo pojavili tudi okolju prijaznejši in trajnostni novi materiali, kot so biorazgradljivi polimeri.

Fizikalne in kemijske lastnosti polietilenske smole

Polietilenska smola je termoplastični polimer z naslednjimi fizikalnimi in kemijskimi lastnostmi:

1. Fizične lastnosti:

Gostota: Gostota polietilena je relativno nizka, običajno med 0.91-0.93 g/cm3, zaradi česar je lahka plastika.
Transparentnost: Polietilen ima dobro prosojnost in močno prepustnost svetlobe, zaradi česar je primeren za uporabo v embalaži in na drugih področjih.
Toplotna odpornost: Polietilen ima slabo toplotno odpornost in se lahko uporablja le pri temperaturah 60-70 ℃.
Odpornost na mraz: Polietilen ima dobro odpornost na mraz in se lahko uporablja v okoljih z nizko temperaturo.
Mehanske lastnosti: polietilen ima dobre mehanske lastnosti, vključno z natezno trdnostjo, modulom elastičnosti, udarno trdnostjo itd.

2. Kemijske lastnosti:

Kemijska stabilnost: Polietilen ima dobro korozijsko odpornost proti večini kemikalij pri sobni temperaturi, vendar se je treba izogibati stiku s snovmi, ki so jedke za močne oksidante, močne kisline in močne alkalije.
Topnost: Polietilen je netopen v splošnih organskih topilih, lahko pa se delno raztopi v vročih aromatičnih topilih.
Gorljivost: Polietilen je vnetljiv in pri gorenju proizvaja črn dim in strupene pline, zato je treba med proizvodnjo in uporabo upoštevati zaščito pred požarom in eksplozijo.
Razgradljivost: Polietilen se razgrajuje počasi in na splošno traja decades na stotine let, da se popolnoma razgradi, kar povzroči pomemben vpliv na okolje.

Analiza uporabe in tržnih možnosti polietilenske folije na področju embalaže

Polietilenska folija je pogosto uporabljen embalažni material in njena uporaba na področju embalaže vključuje naslednje vidike:

1. Embalaža za hrano: Polietilensko folijo je mogoče izdelati v vrečke za pakiranje hrane, folijo za konzerviranje hrane itd., z dobro toplotno odpornostjo, odpornostjo na olje in odpornostjo proti vlagi, kar učinkovito ščiti kakovost in higiensko varnost hrane.
2. Medicinska embalaža: Polietilensko folijo je mogoče izdelati v vrečke za medicinsko embalažo, film za medicinsko konzerviranje itd., Z dobro kemično odpornostjo in odpornostjo na nizke temperature, kar ščiti kakovost in varnost zdravil.
3. Kmetijska embalaža: Polietilensko folijo je mogoče izdelati v kmetijsko folijo, folijo za rastlinjake itd., Z dobro odpornostjo na vlago, odpornostjo proti dežju in zmogljivostjo ohranjanja toplote, kar izboljša donos in kakovost pridelka.
4. Industrijska embalaža: Polietilensko folijo je mogoče izdelati v vrečke, tanke folije itd. za industrijsko uporabo, z dobro odpornostjo proti obrabi, odpornostjo proti kemični koroziji, odpornostjo na prah in drugimi lastnostmi, ki učinkovito ščitijo industrijske izdelke.

Trenutno se tržno povpraševanje po polietilenski foliji na področju embalaže povečuje iz leta v leto, predvsem zaradi naslednjih dejavnikov:

1. Stalni razvoj embalažne industrije: Z nadgradnjo potrošnje in izgradnjo logističnih mrež se povpraševanje po embalažni industriji povečuje, kar spodbuja tržno povpraševanje po polietilenski foliji.
2. Povečanje varnosti hrane in okoljske ozaveščenosti: Z vse večjo pozornostjo potrošnikov do varnosti hrane in varstva okolja postajajo zahteve za embalažne materiale vse višje in polietilenska folija ima v tem pogledu določene prednosti.
3. Spodbujanje posodobitve kmetijstva: posodobitev kmetijstva zahteva veliko količino embalažnih materialov, polietilenska folija pa ima široke tržne možnosti v kmetijski embalaži.

Recikliranje in okoljevarstveni pomen polietilena

Recikliranje in ponovna uporaba polietilena imata velik okoljski pomen, kar se lahko dokaže v naslednjih vidikih:

• Ohranjanje virov: Recikliranje in ponovna uporaba polietilena lahko zmanjšata povpraševanje po novih surovinah, ohranita vire in spodbujata trajnostni razvoj.
• Zmanjšanje odpadkov: Recikliranje in ponovna uporaba polietilena lahko zmanjšata nastajanje odpadkov, zmanjšata okoljska bremena in spodbujata varstvo okolja.
• Zmanjšanje emisij ogljika: proizvodnja polietilena zahteva veliko energije, recikliranje in ponovna uporaba pa lahko zmanjšata porabo energije, emisije ogljika in pomagata pri reševanju podnebnih sprememb.

Obstaja več načinov recikliranja polietilena:

• Mehansko recikliranje: polietilenski odpadki se zdrobijo, očistijo, posušijo in nato predelajo v pelete, liste, filme in druge oblike za ponovno uporabo.
• Kemično recikliranje: polietilenski odpadki se pretvorijo v organske spojine ali energijo s kemičnimi metodami, kot je katalitično krekiranje polietilena za proizvodnjo nafte.
• Energetska predelava: polietilenski odpadki se uporabljajo za izrabo toplotne energije, kot sta sežiganje in proizvodnja električne energije.

Uporaba in razvojna perspektiva polietilenskega materiala na področju gradbeništva

Materiali iz polietilenske smole imajo širok spekter uporabe v gradbeništvu, ki vključuje predvsem naslednje vidike:

• Gradbeni izolacijski materiali: Penasta polietilenska plošča je odličen izolacijski material, ki se lahko uporablja za izolacijo sten, streh, tal in drugih delov.
• Cevovodni sistemi: Polietilenske cevi imajo prednosti odpornosti proti koroziji, odpornosti proti obrabi in majhne teže ter se lahko uporabljajo za cevi za hladno in toplo vodo, ogrevalne cevi in ​​druge aplikacije v stavbah.
• Izolacijski materiali: polietilenski izolacijski materiali se pogosto uporabljajo na področju izolacije, ohranjanja toplote in hidroizolacije v zgradbah.
• Podlaga: Polietilenska podlaga se lahko uporablja za zaščito pred vlago in izolacijo v zgradbah.
• Umetna trava: Polietilenski materiali se pogosto uporabljajo pri izdelavi umetne trate, z dobro vzdržljivostjo in estetiko.

Možnosti razvoja polietilenskih smolnih materialov v gradbeništvu so obetavne, saj lahko zadovoljijo naraščajoče zahteve po varčevanju z energijo, varstvu okolja in trajnostnem razvoju. Z nenehnim izboljševanjem proizvodne tehnologije in razvojem novih aplikacij se pričakuje, da bodo polietilenski materiali igrali vse pomembnejšo vlogo v gradbeništvu.

Uporaba polietilenske smole v praškastih premazih

Polietilenska smola se vse pogosteje uporablja v praškastih premazih. Praškasti premaz je nehlapen organski premaz brez topil, ki varuje okolje, ima visoko učinkovitost in varčuje z energijo. Polietilenska smola je pomembna surovina za praškaste premaze, ki se večinoma uporablja na naslednjih področjih:

• Polietilenska smola se lahko uporablja kot glavni material, ki tvori film praškastih premazov, z dobrim oprijemom, odpornostjo proti obrabi in odpornostjo na vremenske vplive, ki lahko zaščiti površino prevlečenega predmeta pred korozijo in oksidacijo.
• Polietilenska smola se lahko uporablja kot mehčalo za praškaste premaze, ki lahko izboljšajo prožnost in odpornost na udarce premaza, zaradi česar je premaz bolj trpežen.
• Polietilensko smolo lahko uporabimo kot izravnalno sredstvo za praškaste premaze, ki lahko izboljšajo sijaj in gladkost površine premaza, zaradi česar je premaz lepši.
• Polietilensko smolo lahko uporabimo kot antioksidant za praškaste premaze, ki lahko podaljša življenjsko dobo premaza in izboljša njegovo obstojnost.

Če povzamemo, uporaba polietilenske smole v praškastih premazih lahko izboljša učinkovitost in kakovost premaza, hkrati pa izpolnjuje zahteve varstva okolja in ima široke tržne možnosti.