Apakah polietilena kepadatan rendah (Ldpe)?

Dinding tahan lama bekas pencuci dan halus, Permukaan bungkus filem berpaut mungkin kelihatan dari bahan -bahan yang jauh berbeza - yang direka untuk ketegaran, yang lain untuk fleksibiliti. Namun menghairankan, kedua -duanya boleh dihasilkan dari termoplastik serba boleh yang sama: Polietilena berkepadatan rendah (Ldpe).

Walaupun polietilena adalah salah satu polimer yang paling banyak digunakan di dunia, ia wujud dalam pelbagai bentuk, masing -masing direka untuk memenuhi kriteria prestasi tertentu.

Ldpe membezakan dirinya melalui struktur molekul bercabang, yang memberikan kelembutan,

Processability yang sangat baik, dan rintangan kelembapan yang tinggi - kualiti yang menjadikannya sangat diperlukan dalam kedua -dua pembungkusan dan aplikasi perindustrian.

Dalam artikel ini, Kami mengambil menyelam yang mendalam ke dalam kimia LDPE, proses pengeluaran, sifat bahan, dan ruang aplikasi.

Di samping itu, Kami meneroka bagaimana LDPE dibandingkan dengan jenis polietilena lain dan menilai kaitan alam sekitar dan ekonomi di pasaran hari ini.

1. Apa itu LDPE?

Polietilena berketumpatan rendah (Ldpe) menonjol sebagai polimer termoplastik bercabang dalam keluarga polietilena yang luas.

Disintesis oleh pemolimeran monomer etilena (C₂h₄) Di bawah keadaan radikal tekanan tinggi, Hallmark LDPE adalah cawangan molekul yang luas.

Akibatnya, ia mencapai kristal dan ketumpatan yang lebih rendah (0.910-0.940 g/cm³) berbanding dengan rakan kongsi berkepadatan tinggi, dengan itu memberikan fleksibiliti yang luar biasa, ketelusan, dan ketangguhan.

2. Struktur kimia & Pempolimeran

Monomer etilena & Pempolimeran radikal

Di peringkat molekul, LDPE berasal dari etilena, Alkene dua -karbon.

Pemula radikal (Mis., peroksida organik) Atom hidrogen abstrak di bawah tekanan 1,000-3,000 bar dan suhu 150-300 ° C., melancarkan pertumbuhan rantaian percuma.

Secara penting, Reaksi pemindahan rantai menimbulkan cawangan luas yang unik untuk LDPE.

Cawangan molekul

Cabang ini ditunjukkan sebagai pendek (metil, etil) dan rantai sampingan panjang.

Rata -rata, Pameran LDPE 2-10 cawangan per 1,000 atom karbon, yang seterusnya mengurangkan pembungkusan rantai dan kristal.

Akibatnya, Ketumpatan LDPE duduk di sekitar 0.925 g/cm³, sedangkan HDPE berkisar dari 0.941-0.965 g/cm³.

Senibina rantai vs. Sifat

Yang penting, cawangan menentukan sifat mekanikal dan terma.

Lebih banyak cawangan menurunkan titik lebur (ke 105-115 ° C.) dan meningkatkan pemanjangan (hingga 650 %), Walaupun kurang bercabang menimbulkan kekuatan tegangan (hingga 25 MPA).

Sehubungan itu, pengeluar pembolehubah reaktor halus -tekanan, suhu, dan dos pemula - untuk mencapai prestasi yang disesuaikan.

3. Proses pembuatan

Reaktor autoklaf tekanan tinggi

Autoclave (batch) Reaktor terus menguasai pengeluaran LDPE, kerana keupayaan mereka untuk menyampaikan polimer yang sangat bercabang secara konsisten.

Dalam kitaran biasa, etilena dan pemula mengenakan reaktor, Tekanan meningkat kepada 2,000 bar, dan suhu naik ke 200 ° C.. Selepas pempolimeran, cair dilepaskan untuk pelletizing.

Berterusan vs. Pempolimeran batch

Sebagai alternatif, Reaktor tiub berterusan beroperasi pada tekanan sedikit lebih rendah dan menyampaikan 20-30 % throughput yang lebih tinggi, walaupun dengan pengagihan berat molekul sempit.

Walaupun ini, Proses berterusan dapat mengurangkan penggunaan tenaga dengan 10-15 %, meningkatkan kecekapan kos dan mengurangkan jejak kaki rumah hijau.

Pelletizing & Selepas rawatan

Sekali polimerisasi, cair ldpe panas mengalami pelletizing helai, diikuti dengan pengeringan di 80-100 ° C. untuk menghilangkan volatil.

Seterusnya, pengeluar menggabungkan penstabil -penstabil, antioksidan, Ejen Slip -Via Masterbatch Blending, memastikan penyebaran homogen dan prestasi jangka panjang yang optimum.

4. Fizikal, Mekanikal & Sifat terma

Dalam bahagian ini, Kami mengkaji bagaimana seni bina molekul unik LDPE diterjemahkan ke dalam tingkah laku makroskopiknya.

Dengan memahami julat harta benda ini, Jurutera dan pereka dengan yakin dapat memilih LDPE untuk aplikasi yang menuntut keseimbangan fleksibiliti yang tepat, kekuatan, dan prestasi terma.

Ketumpatan & Crystallinity

Pertama dan terpenting, Ketumpatan LDPE -tipikal 0.910-0.940 g/cm³-Membuat kristal yang agak rendah (kira -kira 35-55 %).

Akibatnya, LDPE mempamerkan fleksibiliti dan ketelusan yang sangat baik.

Apabila kristalitas berkurangan, Kawasan amorf menguasai, Membolehkan filem dan bahagian nipis untuk membengkok dan menggantung tanpa retak, walaupun pada suhu sub -sifar.

Kekuatan tegangan & Pemanjangan

Selain itu, LDPE menggabungkan kekuatan sederhana dengan kemuluran yang luar biasa.

Kekuatan tegangannya (UTS) jatuh antara 10 dan 20 MPA, sementara pemanjangan di rehat berkisar dari 200 % ke 650 %.

Secara praktikal, Ini bermakna filem LDPE dapat meregangkan beberapa kali panjang asalnya sebelum pecah -ideal untuk bungkus regangan dan pembungkusan yang fleksibel.

Rintangan kesan & Kekerasan

Di samping itu, LDPE menyerap kejutan dengan berkesan. Nilai kesan izod biasanya dicapai 50-100 J/m, dan kekerasan pantai D mengukur sekitar 40-55.

Angka -angka ini menunjukkan bahawa LDPE mengimbangi kelembutan (untuk keselesaan tangan dalam beg runcit) dengan ketangguhan yang cukup untuk menahan punctures dan air mata semasa pengendalian.

Tingkah laku terma

Peralihan ke sifat terma, LDPE cair antara 105 ° C dan 115 ° C., yang mengehadkan penggunaannya ke aplikasi suhu rendah dan sederhana.

Suhu pesongan haba di bawah beban duduk berhampiran 45-50 ° C., dan kekonduksian terma rendah -sekitar 0.33 W/m · k-Membuat penebat yang berkesan untuk pembungkusan dan liner perindustrian tertentu.

Sifat halangan

Akhirnya, LDPE menawarkan prestasi penghalang sederhana.

Purata penghantaran oksigen 600 cm³ · mm/m² · hari · atm, rentang kebolehtelapan karbon dioksida 200-600 cm³ · mm/m² · hari · atm, dan penghantaran wap air kekal rendah 0.3-0.5 g · mm/m² · hari · kPa.

Terima kasih kepada kadar ini, LDPE memberikan perlindungan yang mencukupi untuk banyak produk makanan, Walaupun aplikasi barrier tinggi sering memanggil pembinaan berbilang lapisan atau polimer alternatif.

Ciri-ciri bahan yang berkaitan dengan polietilena berkepadatan rendah:

Harta	Julat tipikal
Ketumpatan (g/cm³)	0.910-0.940
Crystallinity (%)	35-55
Kekuatan tegangan (UTS, MPA)	10-20
Pemanjangan pada rehat (%)	200-650
Impak Izod (J/m)	50-100
Kekerasan Shore D.	40-55
Titik lebur (° C.)	105-115
Tempatan pesongan haba. (° C.)	45-50
Kekonduksian terma (W/m · k)	~ 0.33
O₂ kebolehtelapan (cm³ · mm/m² · hari · atm)	~ 600
Kebolehtelapan co₂ (cm³ · mm/m² · hari · atm)	200-600
Wvtr (g · mm/m² · hari · kPa)	0.3-0.5

5. Teknik pemprosesan

Penyemperitan & Filem bertiup

Dalam penyemperitan filem yang ditiup, LDPE membentuk gelembung tiub itu, Apabila disejukkan dengan betul dan runtuh, menghasilkan filem dengan air mata yang sangat baik dan rintangan kesan.

Sebaliknya, Penyemperitan filem cast memberikan kawalan ketebalan yang lebih ketat (± 2 μm), menjadikannya sesuai untuk grafik dan laminasi.

Pengacuan suntikan

LDPE pencetakan suntikan memerlukan suhu cair 180-220 ° C. dan suhu acuan 40-60 ° C..

Pereka menentukan elaun pengecutan 1.5-3 % untuk mengatasi penguncupan volumetrik. Akibatnya, Bahagian seperti botol memerah mencapai dimensi yang tepat dan ketebalan dinding yang konsisten.

Meniup cetakan & Pengacuan putaran

Pencetakan pukulan penyemperitan mencipta bekas LDPE berongga dengan menaikkan parison cair di dalam acuan yang disejukkan,

sementara pengacuan putaran menggunakan putaran perlahan dan panas untuk menghasilkan besar, bahagian lancar -up to 2 m diameter -dengan ketebalan dinding seragam.

Thermoforming & Pembentukan vakum

Dalam Thermoforming, LDPE HEETS (1-5 mm tebal) panas ke 110-120 ° C. dan kemudian mengikat atau menyedut ke dalam acuan.

Lukis nisbah hingga 4:1 Benarkan profil yang agak mendalam, Berguna untuk dulang pembungkusan dan penutup.

6. Aditif, Kopolimer & Komposit

Penstabil UV, Antioksidan & Pengisi

Untuk memerangi kemerosotan yang disebabkan oleh UV, Formulator menggabungkan penyerap UV dan hals di 0.1-1 wt %.

Antioksidan (Mis., sebatian fenolik) pada 0.05-0.5 wt % mencegah pengoksidaan terma, Semasa pengisi kalsium karbonat (5-20 wt %) meningkatkan kekakuan sehingga sehingga 30 %.

LDPE campuran & Aloi

Menggabungkan LDPE dengan LLDPE (linear rendah kepadatan) pada 20-50 wt % meningkatkan kekuatan tegangan oleh 10-15 % dan rintangan tusuk oleh 20 %.

Sebaliknya, Aloi LDPE/HDPE meningkatkan ketegaran dan menaikkan titik lebur oleh 5-10 ° C., membuka tingkap aplikasi yang lebih luas.

Nanocomposites & Bala bantuan

Menggabungkan 1-5 wt % Nano -Clays atau nanotube karbon dapat mengurangkan kebolehtelapan gas oleh 30-50 % dan meningkatkan modulus Young oleh 10-20 %, dengan itu memajukan LDPE ke dalam pembungkusan dan pasaran filem khusus.

7. Aplikasi biasa polietilena berkepadatan rendah (Ldpe)

Terima kasih kepada fleksibiliti, LDPE mempunyai ciri -ciri yang menonjol di:

• Filem fleksibel: Mengecut bungkus, Filem mulsa pertanian, dan liner gred makanan.
• Beg & Pembungkusan: Beg runcit, karung runcit, dan cincin enam pack.
• Bekas & Botol: Botol Squeeze, tiub dispensing, dan tab ais krim.
• Tiub & Pelapik: Tiub perubatan, Jaket kabel pelindung, dan geomembran.
• Barang khusus: Perumahan yang dibentuk vakum, soket prostetik, dan casting bertekanan rendah.

Tambahan pula, Rintangan LDPE terhadap Asid, pangkalan, dan kelembapan memainkan peranannya dalam menuntut persekitaran, dari pelapik pemprosesan kimia ke penutup pertanian luar.

8. Kelebihan & Batasan polietilena berkepadatan rendah (Ldpe)

Kelebihan

• Fleksibiliti yang luar biasa: Pemanjangan sehingga 650 % menghalang retak di bawah ketegangan yang besar.
• Kimia & Rintangan kelembapan: Stabil terhadap kebanyakan asid, pangkalan, dan masuk air.
• Keberkesanan kos: Antara termoplastik paling mahal, dengan harga sering 25-35 % di bawah HDPE.
• Recyclabality: Diterima secara meluas dalam program curbside sebagai kod resin "4," dengan kadar kitar semula mekanikal 20-30 % di pasaran maju.

Batasan

• Kekangan terma: Lebur di atas 115 ° C. Hadkan aplikasi panas yang tinggi.
• Kebolehtelapan gas: Penghantaran O₂/Co₂ yang tinggi dapat memendekkan jangka hayat produk sensitif oksigen.
• Kepekaan UV: Memerlukan penstabil untuk kegunaan luaran, menambah 0.5-1 % untuk merumuskan kos.
• Kekuatan mekanikal yang lebih rendah: Kekuatan tegangan (10-20 MPa) Jejak HDPE (20-37 MPa), menyekat penggunaan beban berat.

9. Analisis perbandingan: LDPE vs. Polietilen lain

Untuk memahami sepenuhnya kedudukan Polietilena berkepadatan rendah (Ldpe) dalam keluarga bahan polietilena yang lebih luas,

Adalah penting untuk membandingkannya dengan saudara strukturnya: Polietilena berkepadatan tinggi (HDPE), Polietilena ketumpatan sederhana (MDPE), dan Polietilena ketumpatan rendah linear (Lldpe).

Walaupun polimer ini berkongsi asas monomer etilena yang sama, mereka Senibina molekul, kepadatan, dan atribut prestasi menyimpang dengan ketara, dengan itu menentukan kesesuaian mereka untuk pelbagai aplikasi.

LDPE vs. HDPE: Fleksibiliti vs. Ketegaran

Struktur molekul & Ketumpatan

LDPE dicirikan oleh Rantai yang sangat bercabang, membawa kepada a ketumpatan rendah (0.910-0.940 g/cm³) dan mengurangkan kristal (~ 40-50%).

Sebaliknya, Pameran HDPE rantai linear dengan cawangan minimum, mengakibatkan ketumpatan yang lebih tinggi (0.940-0.970 g/cm³) dan kristal sehingga 80%.

Sifat mekanikal

Tawaran HDPE kekuatan tegangan yang lebih tinggi (20-37 MPa) dan Rintangan kesan yang lebih baik berbanding LDPE, menjadikannya sesuai untuk produk tegar seperti Tangki Bahan Api, paip, peti, dan botol detergen.

Ldpe, Sebaliknya, mengekalkan pemanjangan unggul semasa berehat (200-600%), memihak kepada aplikasi yang memerlukan ketahanan dan daya tahan, seperti filem dan tiub memerah.

Rintangan terma dan kimia

Kedua -dua bahan menentang pelbagai bahan kimia, Tetapi tawaran HDPE ketahanan retak tekanan yang lebih baik dan kestabilan terma, dengan a suhu pesongan haba lebih dekat dengan 60-75 ° C.,

Berbanding dengan 40-50 ° C LDPE. Walau bagaimanapun, HDPE cenderung lebih rapuh pada suhu rendah kecuali diubah suai.

LDPE vs. MDPE: Titik keseimbangan

Sifat pertengahan

Polietilena ketumpatan sederhana (MDPE) Jambatan jurang antara LDPE dan HDPE. Ciri -ciri itu cawangan sederhana, membawa kepada a Ketumpatan 0.926-0.940 g/cm³.

Kekakuan dan rintangan kesannya terletak di antara LDPE dan HDPE, menjadikannya sesuai untuk paip gas, menyusut filem, dan pengacuan putaran.

Tekanan retak retak

MDPE umumnya mempamerkan Rintangan retak tekanan alam sekitar yang dipertingkatkan (Tulis) berbanding LDPE, terutamanya apabila terdedah kepada minyak dan detergen.

Walau bagaimanapun, LDPE masih memegang kelebihan fleksibiliti dan kejelasan optik, yang penting untuk aplikasi seperti filem pembungkusan telus.

LDPE vs. Lldpe: Processability vs. Prestasi

Perbezaan struktur

Walaupun LDPE mempunyai cawangan rantaian panjang, Lldpe (Polietilena ketumpatan rendah linear) ciri -ciri cawangan rantaian pendek, diperkenalkan melalui kopolimerisasi dengan alpha-olefins seperti butene, Hexene, atau okten.

Ini memberikan LLDPE Lebih banyak keseragaman dalam berat molekul dan sifat mekanikal.

Ketahanan dan ketahanan tusuk

LLDPE jauh melebihi LDPE dari segi ketangguhan, rintangan tusukan, dan kekuatan air mata- terutamanya dalam aplikasi filem.

Contohnya, Filem LLDPE mempamerkan kekuatan dart kesan sehingga 2-3 kali lebih tinggi daripada gred LDPE yang setara.

Pertimbangan pemprosesan dan kos

Walau bagaimanapun, LLDPE memerlukan tingkap pemprosesan yang lebih sempit dan Tekanan penyemperitan yang lebih tinggi, menjadikannya sedikit kurang memaafkan daripada LDPE dalam filem Blowing.

LDPE juga menawarkan kejelasan optik yang lebih baik dan gloss permukaan, yang kekal berharga dalam pembungkusan makanan dan produk yang dihadapi pengguna.

Perdagangan-Off-Off-Offs

Semasa memilih gred polietilena, jurutera dan profesional perolehan mesti mempertimbangkan jumlah cadangan nilai, Bukan hanya metrik prestasi:

10. Kesimpulan

Ringkasnya, Polietilena berkepadatan rendah (Ldpe) terus menambat pelbagai produk -terima kasih kepada fleksibiliti yang tidak dapat ditandingi, ketahanan kimia, dan kemampuan.

Melalui kawalan pempolimeran yang tepat, Sistem aditif yang disesuaikan, dan pemprosesan lanjutan, LDPE memenuhi permintaan pasaran yang bervariasi dari pembungkusan makanan ke peranti perubatan.

Menantikan, Inovasi dalam nanocomposites, Stokur yang mampan, dan teknologi kitar semula yang dipertingkatkan akan terus meningkatkan peranan LDPE dalam pekeliling, masa depan yang cekap sumber.

Ringkasan

Deze menyediakan pelbagai keupayaan pembuatan, termasuk Pemesinan CNC, Pemutus logam, 3D Percetakan, pengacuan suntikan, dan fabrikasi logam lembaran.

Dapatkan petikan segera anda hari ini.