Жуғыш зат контейнерінің берік қабырғасы және тегіс, жабысқақ пленка орамының икемді беті қаттылық үшін жасалған әртүрлі материалдардан жасалған сияқты көрінуі мүмкін., екіншісі икемділік үшін. Дегенмен таңқаларлық, екеуін бірдей әмбебап термопластикадан жасауға болады: Төмен тығыздықтағы полиэтилен (Ldpe).
Полиэтилен әлемдегі ең көп қолданылатын полимерлердің бірі болып табылады, ол әртүрлі формада болады, әрқайсысы нақты өнімділік критерийлерін қанағаттандыру үшін әзірленген.
Ldpe тармақталған молекулалық құрылымы арқылы ерекшеленеді, жұмсақтық береді,
тамаша өңдеу мүмкіндігі, және жоғары ылғалға төзімділік — оны қаптамада да, өнеркәсіптік қолдануда да таптырмас ететін қасиеттер.
Бұл мақалада, біз LDPE химиясына терең бойлаймыз, өндірістік процестер, Материалдық қасиеттері, және қолданбалы кеңістіктер.
Қосымша, біз LDPE басқа полиэтилен түрлерімен қалай салыстыратынын зерттейміз және оның бүгінгі нарықтағы экологиялық және экономикалық өзектілігін бағалаймыз.
1. LDPE дегеніміз не?
Төмен тығыздықтағы полиэтилен (Ldpe) кеңейтілген полиэтилен тобында тармақталған термопластикалық полимер ретінде ерекшеленеді.
Этилен мономерлерін полимерлеу арқылы синтезделеді (C₂H₄) жоғары қысымды радикалды жағдайларда, LDPE-нің ерекшелігі оның кең молекулалық тармақталуы болып табылады.
, Сорт, ол төменгі кристалдылық пен тығыздыққа қол жеткізеді (0.910–0,940 г/см³) жоғары тығыздықтағы аналогымен салыстырғанда, осылайша керемет икемділік береді, ашықтық, және қаттылық.
2. Химиялық құрылым & Полимерлену
Этилен мономер & Радикалды полимерлену
Молекулярлық деңгейде, LDPE этиленнен алынады, екі көміртекті алкен.
Радикалды бастамашылар (E.Г., органикалық пероксидтер) қысымдағы дерексіз сутегі атомдары 1,000– 3000 бар және температуралары 150-300 ° C, бос радикалдар тізбегінің өсуін бастау.
Өте маңызды, тізбекті тасымалдау реакциялары LDPE-ге ғана тән кең тарамдауды тудырады.
Молекулалық тармақталу
Бұл тармақталу екеуі де қысқа болып көрінеді (метил, этил) және ұзын бүйірлік тізбектер.
Орта есеппен, LDPE көрмелері 2– 10 филиал 1,000 Көміртекті атомдар, бұл өз кезегінде тізбекті орау мен кристалдылықты төмендетеді.
Болғандықтан, LDPE тығыздығы айналасында отырады 0.925 g / cm³, ал HDPE диапазонында 0.941–0,965 г/см³.
Тізбек архитектурасы vs. Жылжымалы
Бастысы, тармақталу механикалық және жылулық қасиеттерді белгілейді.
Көбірек тармақталу балқу температурасын төмендетеді (қарай 105–115 °C) және ұзартуды күшейтеді (дейін 650 %), ал аз тармақталу созылу беріктігін арттырады (дейін 25 МПа).
Сәйкесінше, өндірушілер реактордың айнымалы мәндерін - қысымды дәл баптайды, температура, және инициатор дозасы — арнайы өнімділікке қол жеткізу үшін.
3. Өндірістік процестер
Жоғары қысымды автоклав реакторлары
Автоклав (топтама) реакторлар LDPE өндірісінде үстемдік етуді жалғастыруда, жоғары тармақталған полимерді дәйекті түрде жеткізу қабілетінің арқасында.
Әдеттегі циклде, этилен мен инициатор реакторды зарядтайды, дейін қысым көтеріледі 2,000 төр, және температура көтеріледі 200 ° °. Полимерлеуден кейін, балқыма түйіршіктеу үшін шығарылады.
Үздіксіз қарсы. Пакеттік полимерлеу
Басқа да бір, үздіксіз құбырлы реакторлар сәл төмен қысымда жұмыс істейді және береді 20-30 % жоғары өткізу қабілеті, молекулярлық салмақ үлестірімі тар болса да.
Осыған қарамастан, үздіксіз процестер энергия шығынын азайта алады 10-15 %, шығындардың тиімділігін арттыру және парниктік газдардың іздерін азайту.
Түйіршіктеу & Емдеуден кейінгі
Полимерленгеннен кейін, ыстық LDPE балқымасы түйіршіктеуден өтеді, кейін кептіру 80-100 ° C ұшпа заттарды жою үшін.
Кейіннен, өндірушілер қоспаларды — УК тұрақтандырғыштарын қосады, антиоксиданттар, слип агенттері — мастер-беттік араластыру арқылы, біртекті дисперсияны және оңтайлы ұзақ мерзімді өнімділікті қамтамасыз ету.
4. Физикалық, Механикалық & Жылу қасиеттері
Бұл бөлімде, біз LDPE бірегей молекулалық архитектурасы оның макроскопиялық мінез-құлқына қалай ауысатынын зерттейміз.
Осы сипат ауқымдарын түсіну арқылы, инженерлер мен дизайнерлер икемділіктің дәл балансын талап ететін қолданбалар үшін LDPE сенімді таңдай алады., күш, және жылу өнімділігі.
Тығыздық & Кристаллдық
Бірінші және ең алдымен, LDPE тығыздығы – әдетте 0.910–0,940 г/см³—оның салыстырмалы түрде төмен кристалдылығын көрсетеді (шамамен 35-55 %).
, Сорт, LDPE тамаша икемділік пен мөлдірлікті көрсетеді.
Кристаллдық төмендеген сайын, аморфты аймақтар басым, қабықшалар мен жұқа бөлшектердің жарылып кетпей иілуіне және төселуіне мүмкіндік береді, тіпті нөлден төмен температурада.
Созылу күші & Іуу
Үстіне, LDPE орташа беріктікті ерекше икемділікпен біріктіреді.
Оның соңғы созылу күші (&) арасына түседі 10 жіне 20 МПа, үзіліс кезінде ұзару диапазонында 200 % қарай 650 %.
Тәжірибелік тұрғыдан, бұл LDPE пленкалары жарылғанға дейін бастапқы ұзындығынан бірнеше есе ұзай алатынын білдіреді — созылатын қаптамалар мен икемді қаптамалар үшін өте қолайлы.
Әсерге қарсы тұрақтылық & Қаттылық
Сонымен қатар, LDPE соққыларды тиімді сіңіреді. Izod әсерінің мәндері әдетте жетеді 50–100 Дж/м, және Shore D қаттылығын өлшейді 40-55.
Бұл сандар LDPE жұмсақтықты теңестіретінін көрсетеді (азық-түлік сөмкелерінде қол ыңғайлылығы үшін) өңдеу кезінде тесіп кетуге және жыртуға қарсы тұру үшін жеткілікті қаттылықпен.
Жылулық мінез-құлық
Жылулық қасиеттерге көшу, LDPE арасында балқиды 105 ° C және 115 ° °, бұл оны төмен және орташа температура қолданбаларына пайдалануды шектейді.
Оның жүктеме кезіндегі жылу ауытқу температурасы жақын орналасады 45–50 °C, және оның жылу өткізгіштігі төмен — шамамен 0.33 М / м /— оны орау және белгілі бір өнеркәсіптік төсемдер үшін тиімді изоляторға айналдыру.
Кедергі қасиеттері
Соңында, LDPE қалыпты кедергі өнімділігін ұсынады.
Оттегінің өту жылдамдығы орташа 600 см³·мм/м²·күн·атм, көмірқышқыл газының өткізгіштігі 200–600 см³·мм/м²·күн·атм, және су буының өтуі төмен болып қалады — шамамен 0.3–0,5 г·мм/м²·күн·кПа.
Осы тарифтердің арқасында, LDPE көптеген азық-түлік өнімдерін тиісті қорғауды қамтамасыз етеді, дегенмен жоғары кедергісі бар қолданбалар жиі көп қабатты конструкцияларды немесе балама полимерлерді қажет етеді.
Төмен тығыздықтағы полиэтиленнің тиісті материалдық қасиеттері:
| Мүлік | Типтік ауқым |
|---|---|
| Тығыздық (g / cm³) | 0.910– 0,940 |
| Кристаллдық (%) | 35-55 |
| Созылу күші (&, МПа) | 10-20 |
| Үзіліс кезінде созылу (%) | 200-650 |
| Izod Impact (Дж/м) | 50-100 |
| Shore D қаттылығы | 40-55 |
| Балқу нүктесі (° °) | 105–115 |
| Жылудың ауытқу температурасы. (° °) | 45-50 |
| Жылу өткізгіштік (М / м /) | ~0,33 |
| O₂ өткізгіштігі (см³·мм/м²·күн·атм) | ~ 600 |
| CO₂ өткізгіштігі (см³·мм/м²·күн·атм) | 200-600 |
| WVTR (г·мм/м²·күн·кПа) | 0.3-0.5 |
5. Өңдеу техникасы
Тұратын & Фильмді үрлеу
Үрленген пленкалы экструзияда, LDPE түтік тәрізді көпіршікті құрайды, дұрыс салқындатылған және құлаған кезде, жыртылу мен соққыға тамаша төзімді пленкаларды береді.
Керісінше, құйылған пленка экструзиясы қалыңдықты қатаң бақылауды қамтамасыз етеді (± 2 мкм), графика және ламинация үшін өте қолайлы етеді.
Инъекциялық қалыптау
LDPE инъекциялық қалыптау балқыма температурасын талап етеді 180-220 ° C және қалып температурасы 40–60 °C.
Дизайнерлер шөгуінің рұқсаттарын белгілейді 1.5-3 % көлемдік жиырылуына қарсы тұру үшін. Болғандықтан, сығу бөтелкелері сияқты бөлшектер дәл өлшемдерге және тұрақты қабырға қалыңдығына жетеді.
Соққы беру & Айналмалы қалыптау
Экструзиялық үрлеу қалыптау салқындатылған қалып ішінде балқытылған паризонды үрлеу арқылы қуыс LDPE контейнерлерін жасайды.,
ал айналмалы қалыптау үлкен өнім алу үшін баяу айналуды және жылуды пайдаланады, жіксіз бөлшектер – дейін 2 м диаметрі бойынша — біркелкі қабырға қалыңдығымен.
Термоформалау & Вакуумдық қалыптау
Термоформингте, LDPE парақтары (1қалыңдығы – 5 мм) жылу болып табылады 110–120 °C содан кейін қалыптарға жабыңыз немесе сорыңыз.
дейінгі арақатынастарды сызыңыз 4:1 орташа терең профильдерге мүмкіндік береді, науалар мен қақпақтарды орау үшін пайдалы.
6. Қоспалар, Сополимерлер & Композиттер
УК тұрақтандырғыштары, Антиоксиданттар & Толтырғыштар
УК-индукцияланған деградациямен күресу үшін, Формулаторлар ультракүлгін жұтқыштарды және HALS-ті қамтиды 0.1–1 масс %.
Антиоксиданттар (E.Г., фенолды қосылыстар) -та 0.05–0,5 масс % термиялық тотығуды болдырмайды, ал кальций карбонаты толтырғыштар (5–20 масс %) дейін қаттылықты жоғарылатыңыз 30 %.
LDPE қоспалары & Қорытпалар
LDPE мен LLDPE араластыру (сызықтық төмен тығыздық) -та 20–50 масс % арқылы созылу беріктігін арттырады 10-15 % және тесуге төзімділік арқылы 20 %.
Керісінше, LDPE/HDPE қорытпалары қаттылықты арттырады және балқу температурасын жоғарылатады 5–10 °C, кеңірек қолданба терезелерін ашу.
Нанокомпозиттер & Арматуралар
1–5 массаны қосады % нано-балшықтар немесе көміртекті нанотүтіктер газ өткізгіштігін төмендетеді 30-50 % және Янг модулін арттырыңыз 10-20 %, осылайша LDPE жоғары кедергісі бар қаптамалар мен арнайы пленка нарықтарына жылжытады.
7. Төмен тығыздықтағы полиэтиленнің жалпы қолданылуы (Ldpe)
Оның әмбебаптығы арқасында, LDPE ерекшеліктері ерекше:
- Икемді фильмдер: Қысқарту орамы, ауылшаруашылық пленкалары, және тағамдық лайнерлер.
- Сөмкелер & Орауыш: Азық-түлік сөмкелері, бөлшек сауда қаптары, және алты пакеттік сақиналар.
- Контейнерлер & Бөтелкелер: Бөтелкелерді сығыңыз, тарату түтіктері, және балмұздақ ванналары.
- Түтік & Лайнерлер: Медициналық түтік, қорғаныш кабель қаптамасы, және геомембраналар.
- Арнайы тауарлар: Вакуумдалған корпустар, протездік розеткалар, және төмен кернеулі құймалар.
Сонымен қатар, LDPE қышқылдарға төзімділігі, негіздер, және ылғал талап ететін ортадағы рөлін арттырады, химиялық өңдеуге арналған қаптамалардан сыртқы ауылшаруашылық қаптамаларына дейін.
8. Артықшылықтары & Төмен тығыздықтағы полиэтиленнің шектеулері (Ldpe)
Артықшылықтары
- Ерекше икемділік: дейін созылу 650 % айтарлықтай кернеу кезінде крекингтің алдын алады.
- Химиялық & Ылғалға төзімділік: Көптеген қышқылдарға төзімді, негіздер, және судың түсуі.
- Шығындық тиімділік: Ең арзан термопластикалардың арасында, жиі бағамен 25-35 % HDPE төмен.
- Қайта өңдеу: Механикалық қайта өңдеу жылдамдығымен «4» шайыр коды ретінде жол жиегіндегі бағдарламаларда кеңінен қабылданған. 20-30 % дамыған нарықтарда.
Шектеулер
- Жылулық шектеулер: Жоғарыда балқу 115 ° ° жоғары қызу қолданбаларын шектейді.
- Газ өткізгіштігі: Жоғары O₂/CO₂ беріліс оттегіге сезімтал өнімдердің сақтау мерзімін қысқартуы мүмкін..
- Ультракүлгін сәулелерге сезімталдық: Сыртта пайдалану үшін тұрақтандырғыштарды қажет етеді, қосу 0.5-1 % тұжырымдау құнына.
- Төменгі механикалық беріктік: Созылу күші (10–20 МПа) HDPE трассалары (20–37 МПа), ауыр жүкті пайдалануды шектеу.
9. Салыстырмалы талдау: LDPE қарсы. Басқа полиэтилендер
Орналасуын толық түсіну үшін Төмен тығыздықтағы полиэтилен (Ldpe) полиэтилен материалдарының кең тобында,
оны құрылымдық туыстарымен салыстыру өте маңызды: Жоғары тығыздық полиэтилен (Hdpe), Орташа тығыздықтағы полиэтилен (MDPE), жіне Сызықтық төмен тығыздықтағы полиэтилен (LLDPE).
Бұл полимерлер бірдей этилен мономер негізін бөліседі, олардікі молекулалық архитектуралар, тығыздықтар, және өнімділік атрибуттары айтарлықтай ерекшеленеді, осылайша олардың әртүрлі қолданбаларға жарамдылығын анықтайды.
LDPE қарсы. Hdpe: Икемділікпен салыстырғанда. Қаттылық
Молекулалық құрылым & Тығыздық
LDPE сипатталады жоғары тармақталған тізбектер, апаратын а Төмен тығыздығы (0.910–0,940 г/см³) және кристалдылықты төмендетеді (~40–50%).
Қайта, HDPE көрмелері ең аз тармақталуы бар сызықтық тізбектер, нәтижесінде жоғары тығыздық (0.940–0,970 г/см³) дейін және кристалдылық 80%.
Механикалық қасиеттері
HDPE ұсынады Жоғары созылу күші (20–37 МПа) жіне соққыға төзімділігі жақсарды LDPE-мен салыстырғанда, сияқты қатты өнімдер үшін өте қолайлы етеді Жанармай құятын цистерналар, құбырлар, жәшіктер, және жуғыш зат бөтелкелері.
Ldpe, басқа жақтан, сақтайды үзіліс кезінде жоғары ұзарту (200–600%), талап ететін қосымшаларды таңдау созылу және серпімділік, пленкалар мен сығу түтіктері сияқты.
Термиялық және химиялық төзімділік
Екі материал да химиялық заттардың кең спектріне төзімді, бірақ HDPE ұсынады жақсы кернеуге төзімділік және термиялық тұрақтылық, a көмегімен жылудың ауытқу температурасы жақынырақ 60–75 °C,
LDPE 40–50 °C салыстырғанда. Дегенмен, HDPE өзгертілмесе, төмен температурада сынғыш болады.
LDPE қарсы. MDPE: Баланс нүктесі
Аралық қасиеттер
Орташа тығыздықтағы полиэтилен (MDPE) LDPE және HDPE арасындағы алшақтықты өтейді. Оның ерекшеліктері орташа тармақталу, апаратын а тығыздығы 0,926–0,940 г/см³.
Оның қаттылығы мен соққыға төзімділігі LDPE және HDPE арасында жатыр, оны қолайлы ету газ құбырлары, кішірейтетін пленкалар, және айналмалы қалыптау.
Стресске төзімділік
MDPE әдетте көрсетеді қоршаған ортаның күйзелістеріне төзімділігін арттырады (ЖАЗЫҢЫЗ) LDPE-мен салыстырғанда, әсіресе майлар мен жуғыш заттардың әсеріне ұшыраған кезде.
Дегенмен, LDPE әлі де жиекті сақтайды икемділік пен оптикалық айқындық, мөлдір орауыш пленкалар сияқты қолданбалар үшін өте маңызды.
LDPE қарсы. LLDPE: Өңделгіштікке қарсы. Орындау
Құрылымдық айырмашылықтар
Ал LDPE ұзын тізбекті тармақталуына ие, LLDPE (Сызықтық төмен тығыздықтағы полиэтилен) Ерекше өзгешеліктері қысқа тізбекті тармақталу, бутен сияқты альфа-олефиндермен сополимерлеу арқылы енгізілген, гексен, немесе октен.
Бұл LLDPE береді молекулалық массасы мен механикалық қасиеттерінің біркелкілігі.
Қаттылық және тесуге төзімділік
LLDPE көрсеткіштері бойынша LDPE-ден айтарлықтай асып түседі қаттылық, тесуге төзімділік, және жыртылу күші— әсіресе фильм қолданбаларында.
Мысалы, LLDPE пленкалары 2-3 есеге дейін жоғары соққы күшін көрсетеді LDPE баламаларына қарағанда.
Өңдеу және шығындарды қарастыру
Дегенмен, LLDPE талап етеді өңдеу терезелері тар жіне жоғары экструзия қысымдары, пленка үрлеудегі LDPE-ге қарағанда сәл кешірімді етеді.
LDPE сонымен қатар ұсынады жақсырақ оптикалық айқындық пен беттің жылтырлығы, азық-түлік қаптамасында және тұтынушыға арналған өнімдерде құнды болып қала береді.
Шығындар мен өнімділік
Полиэтилен маркасын таңдағанда, инженерлер мен сатып алу мамандары ескеруі керек жалпы құндылық ұсынысы, өнімділік көрсеткіштері ғана емес:
| Сипат/ерекшелік | Ldpe | Hdpe | MDPE | LLDPE |
|---|---|---|---|---|
| Тығыздық (g / cm³) | 0.910– 0,940 | 0.940– 0,970 | 0.926– 0,940 | 0.915– 0,940 |
| Созылу күші (МПа) | 10-20 | 20–37 | 15-30 | 15-30 |
| Үзіліс кезінде созылу (%) | 200-600 | 100-300 | 300-600 | 500-800 |
| Жылудың ауытқу температурасы (° °) | 40-50 | 60–75 | 55-65 | 50-70 |
| Мөлдірлік | Биік | Аласа | Амал | Орта – Төмен |
| Өңделу мүмкіндігі | Үздік | Жақсы | Жақсы | Байсалды |
| Салыстырмалы құны | Аласа | Аласа | Төмен орташа | Төмен орташа |
10. Қорытынды
Қысқаша, Төмен тығыздықтағы полиэтилен (Ldpe) оның теңдесі жоқ икемділігінің арқасында өнімдердің кең ауқымын бекітуді жалғастыруда., химиялық төзімділік, және қол жетімділік.
Полимерленуді дәл бақылау арқылы, бейімделген аддитивті жүйелер, және кеңейтілген өңдеу, LDPE азық-түлік қаптамасынан медициналық құрылғыларға дейін әртүрлі нарықтық талаптарға жауап береді.
Күтіп тұру, нанокомпозиттердегі инновациялар, тұрақты шикізат, және жетілдірілген қайта өңдеу технологиялары айналымдағы LDPE рөлін одан әрі күшейтеді, ресурстық тиімді болашақ.
Қысқаша мазмұндама
DEZE өндіріс мүмкіндіктерінің кең спектрін ұсынады, ... қоса алғанда CNC өңдеу, металл құю, 3D Басып шығару, Инъекциялық қалыптау, жіне Парақ металл өндірісі.
Лезде бағаны бүгін алыңыз.
