Что такое ПНД
ПНД это синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления, состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2H4]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см².
ПНД - виды, марки, особенности. Получаемый из этилена полиэтилен, существует в двух модификациях. Данные модификации отличаются не только по свойствам, но и своей структурой. Области применения ПНД. Что касается применения, то данный материал получил наибольшее распространение при производстве товаров широкого потребления.
ПНД - это термопластичный полимер этилена высокой плотности. Сильные межмолекулярные связи обеспечивают материалу высокую степень твердости. Полиэтилен низкого давления используется для производства изделий для строительства, дома, сада и огорода. Но что такое ПНД? Новинка или уже проверенное на практике изобретение? Давайте разберёмся! ПНД на рынке материалов. На нашем рынке присутствует не так давно.
Основные характеристики ПНД
Мономер для производства ПНД связывается в плотную полимерную структуру благодаря присутствию катализаторов и стабилизаторов, часть из которых затем становится составной частью. Таким строением и составом объясняются его свойства и возможности, подарившие ему столь высокую популярность.
Свойства: производится в виде гранул диаметром 2-5 мм, имеет плотность около 0,960-ти г/см3, температуру плавления +129-135 0C, температуру состояния хрупкости -70 0C и обладает следующими физико-химическими характеристиками:
Высокой твердостью, объясняемой высокой кристалличностью вещества,
Высокой прочностью на растяжение и сжим,
Практически абсолютной паровой и жидкостной непроницаемостью,
Хорошей химической стойкостью по отношению к большинству агрессивных сред с содержанием кислот, щелочей, жиров и масел,
Отличными диэлектрическими свойствами,
Возможностью переработки термическими методами, легкостью сварки и склейки.
Отличие ПНД от ПВД и ЛПНП
Является наиболее жестким полимером среди других пластмасс, получаемых из того же мономера. А для пластика увеличение плотности обычно означает изменение двух самых главных свойств – повышение прочности и химической стойкости. Отсюда следуют отличия его от не менее распространенных полимеров – ПВД и ЛПНП: ПНД и ПВД. В сравнении с ПВД этот полиэтилен имеет:
Повышенную твердость, но меньшую прозрачность и воскообразность,
Большую прочность, но меньшую сопротивляемость деформациям и большую хрупкость (особенно при низких температурах),
Более высокую температуру плавления, при которой возможна стерилизация изделий из него даже при помощи пара,
Меньшие водопоглощение и паропроницаемость,
Лучшую стойкость относительно различных реагентов, особенно масел и жиров. ПНД и ЛПНП.
Линейный полиэтилен ЛПНП по химическим характеристикам находится между ПНД и ПВД. Он практически не уступает ПЭНД в жесткости и химической инертности, но при этом обладает большей пластичностью и устойчивостью к растрескиваниям и проколу.
ЗНАЙТЕ! При ударе о твердые поверхности изделия из ПНД издают звонкий звук, с помощью которого их можно быстро отличить «на глазок» от предметов, изготовленных из пластмасс других видов. Это отличие может применяться наравне с таким признаком, как более твердая и матовая поверхность (поверхности изделий из ПВД более гладкие и блестящие).
Классификация ПНД материала
Полиэтилен высокой плотности может быть разных видов в зависимости от изменения технологии изготовления. При этом он может содержать в своей массе всевозможные примеси, являющиеся как продуктами проводимой реакции, так и остатками сопутствующих веществ: Суспензионный ПВП может содержать различные химические стабилизаторы, образующие суспензионную массу из гранул при холодной» полимеризации этилена. Это могут быть неагрессивные кислоты, оксиды легких металлов, полимерные спирты и даже некоторые виды глины. Такой пластик наиболее качественный, однородный, без нарушений структуры и слабых зон. Растворный полиэтилен часто содержит доли катализаторов, присутствующих в реакции полимеризации «горячим» способом. Газофазный имеет в составе остатки газов и эфирных веществ. Из всех трех видов он имеет наиболее слабую структуру, так как сравнительно неоднороден и включает наличие менее устойчивых к износу участков.
ВНИМАНИЕ! Из-за наличия в составе ПЭВП посторонних элементов и веществ (особенно катализаторов) он чаще всего используется в промышленных целях, где прочность является более важным фактором, чем экологичность и нетоксичность.
Применение ПНД в промышленности и производстве
Широкое применение ПНД в промышленности и в быту объясняется не только его высокими характеристиками, но также сравнительной дешевизной производства. Легкость придания любой формы в условиях нагревания выше температуры плавления дает возможность изготовления из него различной продукции, поэтому гранулы становятся сырьем для изготовления следующих необходимых материалов: Методом экструзии из ПЭНД производятся: пленки – гладкие и пузырьковые, пленочный рукав для изготовления пакетов, коммуникационные трубы, изоляции электрокабелей, листовые и сеточные материалы. Из него выдувают емкости для бытовой химии, канистры, бочки и т.п. Под давлением отливают: товары бытового назначения (игрушки, посуду, инвентарь, изделия для кухни и ванной, крышки для банок, бутылочной тары и т.п.), швейную и мебельную фурнитуру, комплектующие для различной техники (авто, бытовые приборы и др.). Формируют методом ротора: Баки, Дорожные блоки, Масштабные конструкции в виде игровых площадок, колодцев, эстакад. Кроме этого, при вспенивании ПЭВП получают качественно новый продукт – пенополиэтилен, который применяется в теплоизоляционных строительных работах.
ИНТЕРЕСНО! Из полиэтилена низкого давления получают наиболее тонкие пленки, напоминающие папиросную бумагу, толщина которых достигает всего 7 мкм. Они выступают альтернативой жиростойким бумагам типа пергаментных, в отличие от которых обладают отличной водостойкостью, а также паро- и аромабарьерными свойствами. Полиэтилен низкого давления (высокой плотности) Полиэтилен низкого давления (ПНД) Полиэтилен низкого давления (ПНД или ПВП – полиэтилен высокой плотности): состав, химические и физические свойства, классификация, отличие от ПВД и ЛПНП.
Применение в промышленности и в быту. ПНД — свойства, виды, производство и применение
Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Сейчас он входит в число наиболее востребованных материалов на мировом рынке полимеров. Что такое ПНД? ПНД – синтетический материал, получаемый полимеризацией газа этилена. Представляет полупрозрачный полимер с матовой поверхностью. Расшифровка ПНД — полиэтилен низкого давления. Полиэтилен состоит только из углерода и водорода. Химическая формула — [C2p]N. Получают полимер в специальной камере при низком давлении, не превышающем 2,0 кг/см². По сравнению с другими полимерами, ПНД обладает большей плотностью, поэтому его также называют ПВП, что расшифровывается как полиэтилен высокой плотности. Существует, по меньшей мере, десять торговых названий этого популярного полимера — бакелит, монолен, гифакс, супер-дайлан и т.д. В международной транскрипции ПНД соответствует аббревиатура HDPE.
Преимущества и недостатки ПНД
Полимер отличается следующими особенностями, ставшими конкурентными преимуществами:
приемлемой износоустойчивостью и противодействием «сжатию↔растягиванию», связанными с высокой кристалличностью материала,
повышенной теплостойкостью, ПНД не меняет своих свойств при температурах от -20 °С до +110º С,
низким коэффициентом трения,
высокой влагонепроницаемостью, способностью не взаимодействовать с агрессивной средой,
свойствами диэлектрика,
легкостью сварки-склейки и переработки ПНД.
Главный недостаток ПНД — старение под воздействием солнечного света и ультрафиолетовых лучей. Нейтрализуется это негативное свойство с помощью добавок-ингибиторов — производны бензофенонов, иногда в структуру полимера добавляется 2–3% печной сажи. Свойства полиэтилена низкого давления Синтетический полимер легко поддается формованию при нагреве, что позволяет производить изделия экструзией, выдувом или литьем. В составе изделий ПНД представляет твердую субстанцию с воскообразной, матовой на ощупь поверхностью. По горючести отнесен к классу трудно возгораемых (В1) и нормально возгораемых (В2) материалов. Самовоспламенение происходит при температуре + 350°С. Вещество химически нейтрально и устойчиво к растворам солей, невосприимчиво к щелочным и кислотосодержащим растворам слабой концентрации. Оно чувствительно к воздействию концентрированной азотной и серной кислоты. Синтетический полимер нетоксичен, поэтому допускается производство посуды и пищевых емкостей из этого материала. Показатель плотности базовых марок составляет более 0,945 г/см. Степень кристалличности полимера составляет 70–80%. При ударе предметы из этого полимера издают звонкий звук. Этим ПНД отличается от других полимеров и композитных материалов. «На глазок» ПНД пленку от аналога высокого давления отличают по характерной матовой поверхности материала. Форма выпуска ПНД ПНД выдувной — специально предназначен для формования экструзионным методом бутылок и выдувной тары различных габаритов. ПНД литьевой— адаптирован для литья под давлением деталей и изделий. ПНД пленочный – характеристики которого обеспечивают высокую текучесть расплава. Незаменим как сырье для создания пленки и пакетов. ПНД трубный - отличает повышенная вязкость и прочность, используется в изготовлении труб. Специальные компонентные добавки и присадки улучшают термоустойчивость и снижают коэффициент линейного расширения полимера.
Технология производства гранул ПНД
Готовый продукт ПНД представляет гранулы размером от 2 до 5 мм, из которых затем производят готовые изделия – пленки, трубы и др. Читайте также: Таблица сортамента труб стальных Ниже описан процесс производства гранул ПНД: В автоклаве создается давление 0,15–2,0 кг/см², чтобы началась полимеризация этилена. Обязательное условие процесса — поддержание ПНД температуры плавления 125–150º С. С помощью комплексных катализаторов получается полимер с высокой степенью полимеризации и большой молекулярной массой. Затем в камеру полимеризации добавляется катализатор тетрахлорид титан в комбинации с триэтилалюминием. В процессе преобразования выстраивается молекулярная клетка с новыми межмолекулярными связями. В макромолекулах, полученных методом высокого давления, содержится большее по сравнению с ПВД количество коротких боковых ответвлений. Выпадающее в осадок твердое вещество – полиэтилен высокой плотности низкого давления. После дезактивации катализатора и просушки крупинки вещества переплавляются в гранулы. Перед отправкой заказчику гранулированное сырье засыпается в мешки весом 25–50 кг. К сведению! Отработанный вторичный полимер очень прост в переработке, поэтому часто как добавка к основному веществу используется рециклат. 20% содержание вторичного ПНД в материале не приводит к изменению физико-механических свойств. Применение Полиэтиленовые гранулы используют при изготовлении: пленок с гладкой и воздушно-пузырчатой поверхностью, пластиковых труб и фитингов для трубопроводов широкого назначения, изоляции кабелей и проводов, пакетов ПНД и упаковочных лент, листовых материалов и другой продукции, изготовленной на экструдере, способом выдувания создают резервуары и емкости для хранения жидкостей и бытовой химии, производят под давлением из полимерного расплава сувенирную продукцию и мебельную фурнитуру, получили повсеместное распространение игрушки из пластика, полимерная кухонная посуда, бытовые принадлежности и домашние аксессуары, в качестве теплоизоляции часто используется вспененный полиэтилен, чаще называемый пенополиэтиленом. Изделия отличаются оптимальным соотношением «цена-качество-малый вес-долговечность» в сочетании с высокими показателями прочности. Более высокие, по сравнению с природными и композитными материалами, потребительские свойства ПНД стали конкурентным преимуществом полимера.
ПНД – свойства, виды, производство и применение
Полиэтилен низкого давления (ПНД) производится с середины прошлого века и до настоящего времени не утратил своей актуальности. Изделия из полиэтилена низкого давления или ПНД, что это такое? При монтаже водопроводной системы в частном доме или квартире, могут использоваться различные трубы. Еще совсем недавно для этих целей применялись только изделия из стали. Но в последнее время им на смену пришли пластиковые трубы. Так, довольно часто используются изделия из ПНД. Но этот материал используется не только для производства труб, он широко применяется для изготовления самых различных изделий, начиная от бытовых предметов и заканчивая комплектующими к оборудованию. А что это такое? Какими особенностями обладает данный материал? Об этом и пойдет речь в статье. Что это такое? ПНД – это аббревиатура такого продукта, как полиэтилен низкого давления. При его производстве используют три различные технологии. А именно: В зависимости от способа получения может обладать некоторыми различиями в своем составе и структуре. Так, суспензионный материал содержит различные химические стабилизаторы. А материал, произведенный газофазным способом, имеет в своем составе остатки газов и масел. В результате такой обработки первичного сырья получается материал высокой плотности. Этот показатель у ПНД превышает значение 0,941 г на кубический сантиметр. В результате чего увеличивается прочность изделий, но уменьшается его прозрачность. Такие свойства ПНД получил из-за своего молекулярного строения. В его структуре преобладает низкая степень ветвления молекул. Из этого следует, что ПНД обладает большими межмолекулярными силами. Именно поэтому он имеет большую прочность на разрыв. Материал выпускается в виде гранул, с фракциями в 2-5 мм. Именно из них выпускается широкий спектр изделий. Сам материал обладает следующими характеристиками: плавиться при температурах выше +130 градусов, переходит в хрупкое состояние при температурах ниже -70 градусов, высокая твердость и прочность на растяжение и жим, жидкостная и паровая непроницаемость, стойкость к большинству агрессивных сред. Легко переносит воздействие кислот, щелочей, масел и жиров, обладает диэлектрическими свойствами, можно обрабатывать термическим способом. Область применения Это весьма востребованный материал в современной промышленности, строительстве и других отраслях. Изделия из него обладают не только высокими показателями прочности, но и низкой стоимость. Именно последний факт сделал ПНД популярным. Этот материал используют при производстве: различных видов пленки, как гладкой, так и пузырчатой. Она идет на различные упаковки и проведения изоляционных работ, из ПНД изготавливают различные пакеты, которые используются как в быту, так и в промышленности, коммуникационные трубы. Водопровод и всевозможные другие трубопроводы, в быту и в промышленности, довольно часто делают именно из таких изделий, изоляция для электрокабелей. Не пропускает влагу и не подвержен гниению, а значит, является прекрасной защитой, сеточный и листовой материал. Все эти изделия производятся методом экструзии. Но с ПНД можно использовать и другие технологии. Например, под давлением можно вылить различные предметы быта (игрушки, посуду, тару и т.д.), фурнитуру (для швейной и мебельной промышленности ), комплектующие и детали для различной техники (бытовые устройства, автомобили). Если используется метод ротора, то можно производить баки, дородные блоки, объемные конструкции (например, для детских игровых площадок). Преимущества труб из ПНД Очень часто при проведении системы водопровода используют трубы из полиэтилена низкого давления . А чем обоснована такая популярность этого материалы? Какими улучшенными характеристиками обладают трубы из ПНД? Во-первых, такие изделия не боятся воздействия агрессивных сред. Химические вещества, коррозия, влага – все это не страшно трубам из ПНД. Это значит, что изделия обладают большим сроком эксплуатации. Большинство производителей указывают, что их трубы прослужат 50 и более лет. Во-вторых, трубы из ПНД обладают малым весом. Это существенно облегчает проведения монтажных работ. Существует множество фитингов для соединения труб из ПНД. При этом высокой квалификации специалистов для проведения монтажных работ не требуется. Да и сама доставка к месту установки не вызовет проблем. Трубы выпускаются в бухтах, перевозить которые с места на место очень легко.
Облегчается и сама эксплуатация трубопроводов из ПНД. Внутренняя поверхность труб абсолютно гладкая, что не дает образовываться засорам. Изделия не бояться морозов. Даже если внутри труб замерзнет вода, то это не нанесет им вреда. ПНД очень эластичен. Образовавшаяся ледяная пробка просто увеличит диаметр труб, но не разорвет их. Если случится прорыв, то ремонт не займет много времени. Вставить новый кусок трубы при помощи существующих фитингов не составит большого труда. К тому же особого ухода трубопроводы из ПНД не требуют. Заключение Современный и практичный материал. Его широко используют во многих отраслях. Различные предметы быта, игрушки, комплектующие и многие другие изделия, выполнены именно из этого удобного материала. ПНД используется и для производства водопроводных труб. Сделанные из таких изделий трубопроводы отвечают всем санитарным нормам и служат больше полувека.
Изделия из полиэтилена низкого давления
Сильные межмолекулярные связи обеспечивают материалу высокую степень твердости. Используется для производства изделий для строительства, дома, сада и огорода. Но что такое ПНД на практике? Новинка или уже проверенное на практике изобретение? Давайте разберёмся! ПНД на рынке материалов На нашем рынке ПНД присутствует не так давно. Фактически о нём заговорили только в тот момент, когда возрос интерес к ПНД трубам. Но важно знать, что на Западе материал знают уже очень давно. Изобрели его в Германии в 1953 году. И за это время материал уже отлично изучили. И производители позаботились о том, чтобы сразу же при производстве добавлять к материалу улучшители. Например, первое время считалось, что материал имеет чрезмерно высокий коэффициент расширения в ответ на изменение температуры. Но благодаря добавкам материал смогли стабилизировать. При этом важно понимать, что высокий коэффициент расширения компенсируется достойной эластичностью. Поэтому этот недостаток несколько натянутый и относительный.
Для каких изделий идеален ПНД как материал идеален для производства следующих изделий: труб для водоснабжения, газоснабжения, транспортировки сыпучих продуктов, канализации, приточных систем вентиляции, систем автополива, конструкций для парников, теплиц, валиков, шпуль и других приспособлений, которые облегчают хранение материалов в рулонах, корпусов лодок, деталей технических установок (бытовой и промышленной аппаратуры), крышек (в том числе, для пищевых банок), швейной фурнитуры. Исследования показывают, что ПНД стоит ценить за целый спектр качеств: прочность, износостойкость, отсутствие склонности к ржавчине, инертность к большинству химикатам и перепадам температур, адаптивность к сложным монтажным задачам, в том числе, соединению труб при помощи обжимных фитингов – без применения сварки, относительно низкую себестоимость, ударную прочность, высокие диэлектрические качества. ПНД представляет собой продукт, который можно получить несколькими способами: газофазной полимеризацией этилена. сополимеризацией этилена и а-олефина (гексена-1). При этом и в первом, и во втором случае важно присутствие комплексных металлоорганических катализаторов: На практике, особенно если задействована технология сополимеризации, при этом лучше всего себя показывают иммобилизованные катализаторы. Они отлично сохраняют селективность внедрения в полимерную цепь гексена-1. Для запуска процесса полимеризации операторы производства поддерживают температуру 50-60°С. Для очищения получаемого ПНД от остатков катализаторов используют центрифугу или систему, которая состоит из гидроциклонов и специальных промывателей. Для улучшения эксплуатационных характеристик полимера в него добавляют нитрофосфат натрия (выполняет роль стабилизатора). Также в полимер могут добавлять этиленгликоль и воск. На прочность, стойкость материала последние абсолютно не влияют, а вот эстетическую привлекательность обеспечивают. Если ПНД используется для производства труб, то это не имеет значения, если для домашней утвари, лодок, это важно. В качестве активаторов катализаторов перспективным считается использование соединений метилалюмоксанов или изобутилалюмоксанов. При этом важно, чтобы они были синтезированы на поверхности гидратированных алюмосиликатов Для оптимизации процедуры сополимеризации результативно использовать среду толуола . Чем ПНД отличается от ПВД ПНД как материал очень близок к ПВД (полиэтилену высокого давления), но так как при производстве задействуют разное давление, то и макромолекулы получаются разными, а вместе с ними разнятся и свойства материала. ПНД очень плотный и, соответственно, жёсткий, ПВД, напротив, эластичный и более рыхлый. Поэтому трубы из ПНД всегда выигрывают перед трубами из ПНД. ПВД в отличие от ПНД менее шуршащий материал, поэтому при производстве упаковки, напротив, разумнее использовать ПВД. ПНД признан более термостойким материалом по сравнению с ПВД. Высокая температура плавления позволяет стерилизовать изделия даже при помощи пара. Эта особенность не может не быть в поле внимания производителей медицинского оборудования. Безнапорные трубопроводы можно производить и из полимера низкого давления, а вот напорные трубопроводы, а таем более газопроводы – исключительно из ПНД. ПНД превосходит ПВД по степени стойкости к жирам и маслам. Также специалисты отмечают, что ПНД наиболее безопасен для человека, чем ПВД.