Ang matibay na pader ng isang lalagyan ng detergent at ang makinis na, Ang nababaluktot na ibabaw ng isang cling film wrap ay maaaring lumitaw na ginawa mula sa iba't ibang mga materyales - isa na idinisenyo para sa katigasan, ang isa pa para sa kakayahang umangkop. Ngunit nakakagulat, Ang parehong ay maaaring ginawa mula sa parehong maraming nalalaman thermoplastic: Mababang-density polyethylene (LDPE).
Habang ang polyethylene ay isa sa mga pinaka-malawak na ginagamit na polimer sa buong mundo, Umiiral ito sa iba't ibang anyo, Ang bawat isa ay ininhinyero upang matugunan ang mga tiyak na pamantayan sa pagganap.
LDPE Nakikilala ang sarili sa pamamagitan ng branched molekular na istraktura nito, na nagbibigay ng lambot,
Mahusay na kakayahang maproseso, at mataas na paglaban sa kahalumigmigan - mga katangian na ginagawang kailangang-kailangan sa parehong packaging at pang-industriya na mga aplikasyon.
Sa artikulong ito, Kumuha kami ng malalim na pagsisid sa kimika ng LDPE, Mga proseso ng produksyon, materyal na mga katangian, at mga puwang ng aplikasyon.
Dagdag pa, ginalugad namin kung paano inihahambing ang LDPE sa iba pang mga uri ng polyethylene at sinusuri ang kaugnayan nito sa kapaligiran at ekonomiya sa merkado ngayon.
1. Ano ang LDPE?
Mababang-density polyethylene (LDPE) Nakatayo out bilang isang branched thermoplastic polimer sa loob ng malawak na pamilya polyethylene.
Synthesized sa pamamagitan ng polymerizing ethylene monomers (C₂H₄) Sa ilalim ng mataas na presyon ng radikal na kondisyon, Ang katangian ng LDPE ay ang malawak na molekular na sanga nito.
Dahil dito, nakakamit nito ang isang mas mababang crystallinity at density (0.910-0.940 g / cm³) Kung ikukumpara sa kanyang mataas na katangian, Sa gayon ay nagbibigay ng kahanga-hangang kakayahang um, Transparency, at tigas na tigas.
2. Istraktura ng Kemikal & Polimerisasyon
Ethylene Monomer & Radikal na polimerisasyon
Sa antas ng molekular, Ang LDPE ay nagmula sa ethylene, isang dalawang-carbon alkene.
Mga radikal na initiator (hal., Mga organikong peroxide) Mga Atomo ng Hydrogen Sa Ilalim ng Mga Pressure ng 1,000-3,000 bar at temperatura ng 150-300 ° C, Paglulunsad ng Paglago ng Free-Radical Chain.
Napakahalaga, chain transfer reaksyon magbigay ng pagtaas sa malawak na branching natatangi sa LDPE.
Molecular Branching
Ang pag-uusap na ito ay nagpapakita ng parehong maikli (Methyl, Ethyl) at mahabang kadena sa gilid.
Sa average na, Mga eksibit ng LDPE 2-10 mga sangay bawat 1,000 mga atomo ng carbon, na binabawasan naman ang chain packing at crystallinity.
Bilang isang resulta, Nakaupo sa paligid ang density ng LDPE 0.925 g/cm³, samantalang ang HDPE ay nag-iiba mula sa 0.941-0.965 g / cm³.
Arkitektura ng Kadena kumpara. Mga Katangian
Mahalaga, Ang pag-aayos ay nagdidikta ng mga katangian ng mekanikal at thermal.
Ang mas maraming branching ay nagpapababa ng melting point (sa 105-115 ° C) at pinahuhusay ang pagpapahaba (hanggang sa 650 %), habang ang mas kaunting branching ay nagpapataas ng lakas ng makunat (hanggang sa 25 MPa).
Alinsunod dito, Mga Producer na Pinong Ayusin ang Mga Variable ng Reaktor—Presyon, temperatura, at initiator dosis-upang makamit ang nababagay na pagganap.
3. Mga Proseso ng Paggawa
Mga Reaktor ng Autoclave na may mataas na presyon
Autoclave (batch) Ang mga reaktor ay patuloy na nangingibabaw sa produksyon ng LDPE, Dahil sa kanilang kakayahang maghatid ng mataas na branched polimer palagi.
Sa isang tipikal na siklo, Ang ethylene at initiator ay naniningil sa reaktor, tumataas ang presyon sa 2,000 bar, at ang temperatura ay tumataas sa 200 °C. Pagkatapos ng polimerisasyon, Alisin ang taba mula sa tiyan para sa pagbaba ng timbang.
Tuloy-tuloy kumpara. Batch Polymerization
Bilang kahalili, Ang mga tuloy-tuloy na pantubo na reaktor ay gumagana sa bahagyang mas mababang presyon at naghahatid ng 20–30 % mas mataas na throughput, kahit na may mas makitid na pamamahagi ng molekular na timbang.
Sa kabila nito, Ang patuloy na proseso ay maaaring mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya sa pamamagitan ng 10–15 %, Pagbutihin ang kahusayan sa gastos at pagbawas ng mga bakas ng paa ng greenhouse gas.
Email Address * & Pagkatapos ng paggamot
Minsan polymerized, ang mainit na LDPE matunaw undergoes strand pelletizing, Sinundan ng pagpapatuyo sa 80-100 ° C Alisin ang Volatiles.
Kasunod nito, ang mga producer ay nagsasama ng mga additives-UV stabilizers, Mga antioxidant, Mga ahente ng slip—sa pamamagitan ng Masterbatch blending, Tinitiyak ang homogenous dispersion at pinakamainam na pangmatagalang pagganap.
4. Pisikal, Mekanikal & Mga Katangian ng Thermal
Sa bahaging ito, sinusuri namin kung paano isinasalin ang natatanging molekular na arkitektura ng LDPE sa macroscopic na pag-uugali nito.
Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga saklaw ng ari-arian na ito, ang mga inhinyero at taga-disenyo ay maaaring may kumpiyansa na pumili ng LDPE para sa mga application na nangangailangan ng isang tumpak na balanse ng kakayahang umangkop, lakas ng loob, at thermal performance.
Densidad ng katawan & Crystallinity
Una at higit sa lahat, Ang densidad ng LDPE - karaniwan 0.910-0.940 g / cm³—sumasalamin sa relatibong mababang crystallinity nito (humigit-kumulang 35–55 %).
Dahil dito, Ang LDPE ay nagpapakita ng mahusay na kakayahang umangkop at transparency.
Habang bumababa ang crystallinity, Ang mga amorphous na rehiyon ay nangingibabaw, Pinapayagan ang mga pelikula at manipis na bahagi na yumuko at mag-drape nang walang pag-crack, Kahit na sa ilalim ng zero na temperatura.
Lakas ng Paghatak & Pagpapahaba
Bukod pa rito, Pinagsasama ng LDPE ang katamtamang lakas na may pambihirang ductility.
Ang tunay na lakas ng makunat nito (Mga UTS) bumabagsak sa pagitan ng 10 at 20 MPa, habang ang pagpapahaba sa break ay mula sa 200 % sa 650 %.
Sa praktikal na mga termino, nangangahulugan ito na ang mga pelikula ng LDPE ay maaaring mag-unat ng ilang beses ang kanilang orihinal na haba bago masira-mainam para sa mga balot ng kahabaan at nababaluktot na packaging.
Epekto ng Paglaban & Ang katigasan ng ulo
Bukod pa rito, Ang LDPE ay sumisipsip ng mga shocks nang epektibo. Karaniwang naaabot ng mga halaga ng epekto ng Izod 50-100 J / m, at Shore D tigas na sumusukat sa paligid 40–55.
Ang mga numerong ito ay nagpapahiwatig na ang LDPE ay nagbabalanse ng lambot (Para sa kaginhawahan ng kamay sa mga grocery bag) na may sapat na katigasan upang labanan ang mga butas at luha sa panahon ng paghawak.
Pag-uugali ng Thermal
Paglipat sa mga katangian ng thermal, LDPE natutunaw sa pagitan ng 105 °C at 115 °C, Na naglilimita sa paggamit nito sa mga application na mababa at katamtaman ang temperatura.
Ang temperatura ng paglihis ng init nito sa ilalim ng karga ay malapit sa 45-50 ° C, at ang thermal conductivity nito ay mababa—sa paligid 0.33 W/m·K—ginagawa itong isang epektibong insulator para sa packaging at ilang mga pang-industriya na liner.
Mga Katangian ng Barrier
Sa wakas, Nag-aalok ang LDPE ng katamtamang pagganap ng hadlang.
Average na rate ng paghahatid ng oxygen 600 cm³·mm/m²·day·atm, Mga saklaw ng pagkamatagusin ng carbon dioxide 200-600 cm³·mm/m²·day·atm, at ang paghahatid ng singaw ng tubig ay nananatiling mababa - humigit-kumulang 0.3–0.5 g·mm/m²·araw·kPa.
Salamat sa mga rate na ito, Nagbibigay ang LDPE ng sapat na proteksyon para sa maraming mga produkto ng pagkain, bagaman ang mga application na may mataas na hadlang ay madalas na nangangailangan ng multi-layer constructions o alternatibong polymers.
Kaugnay na mga katangian ng materyal ng mababang-density polyethylene:
| Pag-aari | Tipikal na saklaw |
|---|---|
| Densidad ng katawan (g/cm³) | 0.910–0.940 |
| Crystallinity (%) | 35–55 |
| Lakas ng Paghatak (Mga UTS, MPa) | 10–20 |
| Pagpapahaba sa Break (%) | 200–650 |
| Epekto ng Izod (J / m) | 50–100 |
| Shore D Katigasan | 40–55 |
| Punto ng Pagtunaw (°C) | 105–115 |
| Temperatura ng Paglihis ng Init. (°C) | 45–50 |
| Thermal kondaktibiti (W/m·K) | ~ 0.33 |
| O ₂ Permeability (cm³·mm/m²·day·atm) | ~ 600 |
| CO₂ Permeability (cm³·mm/m²·day·atm) | 200–600 |
| WVTR (g·mm/m²·day·kPa) | 0.3–0.5 |
5. Mga Pamamaraan sa Pagproseso
Paglabas & Pag-ihip ng Pelikula
Sa blown film extrusion, Ang LDPE ay bumubuo ng isang pantubo na bula na, Kapag tama ang pinalamig at gumuho, Nagbubunga ng mga pelikula na may mahusay na luha at epekto paglaban.
Sa kabilang banda, Ang cast film extrusion ay nagbibigay ng mas mahigpit na kontrol sa kapal (± 2 M), Ginagawa itong perpekto para sa graphics at paglalamina.
iniksyon paghubog
Ang paghuhulma ng iniksyon LDPE ay nangangailangan ng mga temperatura ng pagtunaw ng 180-220 ° C at temperatura ng amag ng 40-60 ° C.
Tinutukoy ng mga taga-disenyo ang mga allowance sa pag-urong ng 1.5–3 % Upang labanan ang volumetric contraction. Bilang isang resulta, Ang mga bahagi tulad ng mga bote ng pisilin ay nakakamit ang tumpak na sukat at pare-pareho ang kapal ng dingding.
pumutok paghubog & Pag ikot ng Pagmomolde
Ang pagpilit ng paghuhulma ng pumutok ay lumilikha ng guwang na mga lalagyan ng LDPE sa pamamagitan ng pagpapalaki ng isang tinunaw na parison sa loob ng isang pinalamig na amag,
habang ang pag-ikot ng paghuhulma ay gumagamit ng mabagal na pag-ikot at init upang makabuo ng malaking, Mga Bahagi ng Seamless - Hanggang sa 2 m sa diameter—na may pare-parehong kapal ng pader.
Email Address * & Pagbuo ng Vacuum
Sa thermoforming, Mga sheet ng LDPE (1-5 mm ang kapal) ay mainit sa 110-120 ° C at pagkatapos ay i-drape o sipsipin sa mga hulma.
Gumuhit ng mga ratio hanggang sa 4:1 Payagan ang katamtamang malalim na mga profile, Kapaki-pakinabang para sa packaging trays at takip.
6. Mga additives, Mga copolymer & Mga composite
Mga UV Stabilizer, Mga antioxidant & Mga tagapuno
Upang labanan ang pagkasira na dulot ng UV, ang mga formulator ay nagsasama ng mga UV absorber at HALS sa 0.1–1 wt %.
Mga antioxidant (hal., phenolic compounds) ha 0.05-0.5 wt % Pigilan ang thermal oksihenasyon, Habang ang kaltsyum carbonate fillers (5-20 wt %) Itaas ang paninigas ng ulo sa pamamagitan ng hanggang sa 30 %.
LDPE Blends & Mga haluang metal
Paghahalo ng LDPE sa LLDPE (linear mababang density) ha 20–50 wt % Pinahuhusay ang lakas ng makunat sa pamamagitan ng 10–15 % at pagtusok ng paglaban sa pamamagitan ng 20 %.
Sa kabilang banda, Ang mga haluang metal ng LDPE / HDPE ay nagpapalakas ng katigasan at nagpapataas ng punto ng pagkatunaw sa pamamagitan ng 5-10 ° C, pagbubukas ng mas malawak na mga bintana ng application.
Nanocomposites & Mga pampalakas
Pagsasama ng 1-5 wt % Nano-clays o carbon nanotubes ay maaaring mabawasan ang gas pagkamatagusin sa pamamagitan ng 30–50 % at dagdagan ang modulus ng Kabataan sa pamamagitan ng 10–20 %, sa gayon ay nagsusulong ang LDPE sa mga merkado ng high-barrier packaging at specialty film.
7. Mga Karaniwang Aplikasyon ng Low-Density Polyethylene (LDPE)
Salamat sa kanyang versatility, Mga tampok ng LDPE na kitang-kita sa:
- Mga nababaluktot na pelikula: Email Address *, Mga Pelikulang Mulch sa Agrikultura, at mga liner ng grado ng pagkain.
- Email Address * & Packaging: Email Address *, Mga Sako ng Tingi, at anim na pack na singsing.
- Email Address * & Mga Bote: Email Address *, Mga Dispensing Tubes, at mga ice cream tub.
- Email Address * & Mga Liner: Medikal na tubing, proteksiyon na cable jacketing, at geomembranes.
- Mga Espesyal na Kalakal: Mga pabahay na nabuo ng vacuum, Mga prosthetic socket, at mababang stress castings.
Dagdag pa rito, Resistensya ng LDPE sa mga asido, mga base, at ang kahalumigmigan ay nagpapatibay ng papel nito sa mga hinihingi na kapaligiran, mula sa mga liner ng pagpoproseso ng kemikal hanggang sa mga panlabas na takip ng agrikultura.
8. Mga kalamangan & Mga Limitasyon ng Low-Density Polyethylene (LDPE)
Mga kalamangan
- Pambihirang kakayahang umangkop: Pagpapahaba hanggang sa 650 % Pinipigilan ang pag-crack sa ilalim ng malaking strain.
- Kemikal & Paglaban sa kahalumigmigan: Matatag laban sa karamihan ng mga acids, mga base, at pagpasok ng tubig.
- Pagiging epektibo ng gastos: Kabilang sa mga hindi bababa sa mahal na thermoplastics, Madalas na may pagpepresyo 25–35 % Sa ibaba ng HDPE.
- Recyclability: Malawakang tinatanggap sa mga programa sa gilid ng kalsada bilang dagta code "4," na may mga rate ng mekanikal na pag-recycle ng 20–30 % Sa mga binuo na merkado.
Mga Limitasyon
- Mga Hadlang sa Thermal: Pagtunaw sa itaas 115 °C Limitahan ang mga application na may mataas na init.
- Gas Permeability: Ang nakataas na paghahatid ng O ₂ / CO₂ ay maaaring paikliin ang buhay ng istante ng mga produktong sensitibo sa oxygen.
- UV Sensitivity: Nangangailangan ng mga stabilizer para sa panlabas na paggamit, pagdaragdag 0.5–1 % sa pagbabalangkas gastos.
- Mas mababang lakas ng mekanikal: Lakas ng paghatak (10–20 MPa) Mga Trail ng HDPE (20–37 MPa), Paghihigpit sa Paggamit ng Mabibigat na Load.
9. Pagsusuri ng Comparative: LDPE kumpara. Iba pang mga polyethylenes
Upang lubos na maunawaan ang posisyon ng Mababang-density polyethylene (LDPE) Sa loob ng mas malawak na pamilya ng mga materyales na polyethylene,
Mahalaga na ihambing ito sa mga kamag-anak nito: Mataas na Density Polyethylene (HDPE), Medium-Density Polyethylene (MDPE), at Linear Low-Density Polyethylene (LLDPE).
Habang ang mga polimer na ito ay nagbabahagi ng parehong ethylene monomer foundation, ang kanilang Mga arkitektura ng molekular, Densidad, at ang mga katangian ng pagganap ay magkaiba nang malaki, Sa ganitong paraan, tinutukoy ang kanilang pagiging angkop para sa iba't ibang mga aplikasyon.
LDPE kumpara. HDPE: Kakayahang umangkop kumpara sa. Katigasan
Istraktura ng molekular & Densidad ng katawan
Ang LDPE ay nailalarawan sa pamamagitan ng Mataas na branched kadena, na humahantong sa isang mababang density (0.910-0.940 g / cm³) at nabawasan ang crystallinity (~ 40-50%).
Sa kabilang banda, Mga eksibit ng HDPE Mga linear chain na may minimal na branching, na nagreresulta sa mas mataas na density (0.940-0.970 g / cm³) at crystallinity hanggang sa 80%.
Mga Katangian ng Mekanikal
Nag-aalok ang HDPE mas mataas na lakas ng paghatak (20–37 MPa) at Pinahusay na paglaban sa epekto Kumpara sa LDPE, Ginagawa itong perpekto para sa matigas na mga produkto tulad ng mga tangke ng gasolina, mga tubo, Mga Kahon, at mga bote ng detergent.
LDPE, sa kabilang banda, nagpapanatili Higit na Mataas na Pagpapahaba sa Break (200–600%), Mga Aplikasyon na Nangangailangan ng Mga Aplikasyon kakayahang umunat at katatagan, tulad ng mga pelikula at squeeze tubes.
Paglaban sa Thermal at Kemikal
Ang parehong mga materyales ay lumalaban sa isang malawak na hanay ng mga kemikal, ngunit nag-aalok ang HDPE mas mahusay na paglaban sa stress crack at katatagan ng thermal, na may isang temperatura ng paglihis ng init mas malapit sa 60-75 ° C,
kumpara sa LDPE 40-50 ° C. Gayunpaman, Ang HDPE ay may posibilidad na maging mas malutong sa mababang temperatura maliban kung binago.
LDPE kumpara. MDPE: Isang Punto ng Balanse
Mga Intermediate na Katangian
Medium-Density Polyethylene (MDPE) Tulay ang agwat sa pagitan ng LDPE at HDPE. Nagtatampok ito katamtamang pag-sanga, na humahantong sa isang density ng 0.926-0.940 g / cm³.
Ang katigasan at paglaban sa epekto nito ay nasa pagitan ng LDPE at HDPE, paggawa ng angkop para sa Mga tubo ng gas, Pag-urong ng mga pelikula, at pag-ikot ng paghuhulma.
Paglaban sa Pag-crack ng Stress
Karaniwang nagpapakita ang MDPE Pinahusay na paglaban sa stress ng crack sa kapaligiran (ESCR) Kumpara sa LDPE, Lalo na kapag nakalantad sa mga langis at detergent.
Gayunpaman, Hawak pa rin ng LDPE ang gilid kakayahang umangkop at kalinawan ng optikal, Na kung saan ay kritikal para sa mga application tulad ng transparent packaging films.
LDPE kumpara. LLDPE: Kakayahang maproseso kumpara. Pagganap
Mga Pagkakaiba sa Istruktura
Habang ang LDPE ay may mahabang kadena na sanga, LLDPE (Linear Low-Density Polyethylene) Mga Tampok maikling kadena na sanga, Ipinakilala sa pamamagitan ng copolymerization na may alpha-olefins tulad ng butene, Hexene, o octene.
Ito ay nagbibigay ng LLDPE Higit pang pagkakapareho sa molekular na timbang at mekanikal na mga katangian.
Katigasan at Paglaban sa Puncture
Ang LLDPE ay makabuluhang outperforms LDPE sa mga tuntunin ng tigas na tigas, paglaban sa butas, at lakas ng luha—lalo na sa mga aplikasyon ng pelikula.
Halimbawang, Ang mga pelikula ng LLDPE ay nagpapakita ng mga lakas ng epekto ng dart hanggang sa 2-3 beses na mas mataas kaysa sa katumbas na marka ng LDPE.
Mga Pagsasaalang-alang sa Pagproseso at Gastos
Gayunpaman, Kinakailangan ng LLDPE Mas makitid na mga bintana sa pagproseso at mas mataas na presyon ng pagpilit, na ginagawang bahagyang hindi gaanong mapagpatawad kaysa sa LDPE sa pamumulaklak ng pelikula.
Nag-aalok din ang LDPE mas mahusay na optical kalinawan at ibabaw gloss, Ito ay nananatiling mahalaga sa packaging ng pagkain at mga produktong nakaharap sa consumer.
Cost-Performance Trade-Offs
Pagpili ng isang polyethylene grade, Dapat isaalang-alang ng mga inhinyero at mga propesyonal sa pagbili ang Kabuuang Halaga ng Proposisyon, hindi lamang mga sukatan ng pagganap:
| Ari-arian / Tampok | LDPE | HDPE | MDPE | LLDPE |
|---|---|---|---|---|
| Densidad ng katawan (g/cm³) | 0.910–0.940 | 0.940–0.970 | 0.926–0.940 | 0.915–0.940 |
| Lakas ng Paghatak (MPa) | 10–20 | 20–37 | 15–30 | 15–30 |
| Pagpapahaba sa Break (%) | 200–600 | 100–300 | 300–600 | 500–800 |
| Temperatura ng Paglihis ng Init (°C) | 40–50 | 60–75 | 55–65 | 50–70 |
| Transparency | Mataas na | Mababa ang | Katamtaman | Katamtaman - Mababa |
| Kakayahang maproseso | Napakahusay | Mabuti na lang | Mabuti na lang | Katamtaman |
| Kamag-anak na Gastos | Mababa ang | Mababa ang | Mababa–Katamtaman | Mababa–Katamtaman |
10. Pangwakas na Salita
Sa buod, Mababang-density polyethylene (LDPE) patuloy na nag-angkla ng isang malawak na hanay ng mga produkto-salamat sa walang kapantay na kakayahang umangkop nito, katatagan ng kemikal, at abot kayang presyo.
Sa pamamagitan ng tumpak na kontrol ng polimerisasyon, Mga Sistema ng Additive, at advanced na pagproseso, Natutugunan ng LDPE ang iba't ibang mga pangangailangan sa merkado mula sa packaging ng pagkain hanggang sa mga medikal na aparato.
Looking forward, Mga makabagong-likha sa nanocomposites, napapanatiling mga feedstock, at pinahusay na mga teknolohiya sa pag-recycle ay higit na magpapalakas sa papel ng LDPE sa isang pabilog na, mapagkukunan-mahusay na hinaharap.
Buod
Nagbibigay ang DEZE ng isang malawak na hanay ng mga kakayahan sa pagmamanupaktura, kasama na ang CNC machining, paghahagis ng metal, 3D pag print, iniksyon paghubog, at gawa gawa ng sheet metal.
Kunin ang iyong instant quote ngayon.
