Čo je polyetylén s nízkou hustotou (LDPE)?

Odolná stena kontajnera surového prostriedku a hladká, Platkový povrch obalu priliehania sa môže javiť ako vyrobený z nesmierne odlišných materiálov - povrchu určené pre tuhosť, druhý pre flexibilitu. Napriek tomu prekvapivo, Obe môžu byť vyrobené z rovnakých všestranných termoplastických: Polyetylén (LDPE).

Zatiaľ čo polyetylén je jedným z najpoužívanejších polymérov na svete, existuje v rôznych formách, Každý skonštruoval tak, aby splnil konkrétne výkonnostné kritériá.

LDPE Rozlišuje sa prostredníctvom svojej rozvetvenej molekulárnej štruktúry, ktorý dodáva mäkkosť,

vynikajúca spracovateľnosť, a vysoký odpor vlhkosti - vlastnosti, vďaka ktorým je nevyhnutná v obale aj priemyselných aplikáciách.

V tomto článku, Berieme hlboký ponor do chémie LDPE, výrobné procesy, vlastnosti materiálu, a aplikačné priestory.

Navyše, Preskúmame, ako LDPE porovnáva s inými typmi polyetylénu a hodnotíme jeho environmentálny a ekonomický význam na dnešnom trhu.

1. Čo je LDPE?

Polyetylén (LDPE) Vyniká ako rozvetvený termoplastický polymér v expanzívnej polyetylénovej rodine.

Syntetizované polymerizámi etylénových monomérov (C₂h₄) za vysokotlakových radikálnych podmienok, Hallmark LDPE je jeho rozsiahle molekulárne vetvenie.

Následne, Dosahuje dolnú kryštalinitu a hustotu (0.910–0,940 g/cm³) v porovnaní s jeho náprotivkom s vysokou hustotou, čím poskytuje pozoruhodnú flexibilitu, priehľadnosť, a tvrdosť.

2. Chemická štruktúra & Polymerizácia

Monomér etylénu & Polymerizácia

Na molekulárnej úrovni, LDPE odvodzuje z etylénu, dvojharbónový alkén.

Iniciátory (Napr., organické peroxidy) abstraktné atómy vodíka pod tlakom 1,000–3 000 bar a teploty 150–300 ° C, Spustenie rastu bezplatného reťazca.

Rozhodujúci, Reakcie prenosu reťazca vedú k rozsiahlemu vetveniu jedinečné pre LDPE.

Molekulárna vetvenie

Toto vetvenie sa prejavuje ako krátke (metyl, etyl) a dlhé bočné reťazce.

Priemerne, Exponáty LDPE 2–10 vetiev na 1,000 atómy uhlíka, čo zase znižuje balenie reťazca a kryštalinita.

V dôsledku, Hustota LDPE sedí okolo 0.925 g/cm³, zatiaľ čo HDPE sa pohybuje od 0.941–0,965 g/cm³.

Reťazová architektúra vs. Vlastnosti

Dôležité, Rozvetvenie diktuje mechanické a tepelné vlastnosti.

Viac vetvenia znižuje bod topenia (do 105–115 ° C) a zvyšuje predĺženie (až 650 %), zatiaľ čo menej vetvenia zvyšuje pevnosť v ťahu (až 25 MPA).

Podľa toho, Výrobcovia Premenné reaktora s jemným človekom - tlak, teplota, a dávka iniciátora - na dosiahnutie výkonu na mieru.

3. Výrobné procesy

Vysokotlakové autoklávové reaktory

Autokláve (dávka) Reaktory naďalej dominujú výrobe LDPE, kvôli ich schopnosti dodávať dôsledne vysoko rozvetvený polymér.

V typickom cykle, etylén a iniciátor nabíjajú reaktor, tlak stúpa na 2,000 bar, a teplota stúpa do 200 ° C. Po polymerizácii, Tavenina je prepustená na peletizáciu.

Nepretržitý vs. Šaržová polymerizácia

Alternatívne, Kontinuálne rúrkové reaktory pracujú pri mierne nižších tlakoch a dodávajú 20–30 % vyššia priepustnosť, Aj keď s užším distribúciou molekulovej hmotnosti.

Napriek tomu, nepretržité procesy môžu znížiť spotrebu energie o 10–15 %, Zlepšenie nákladovej efektívnosti a znižovanie stopy skleníkových plynov.

Pelletizácia & Po ošetrení

Po polymerizácii, Horúca tavenina LDPE prechádza prameňom, ktorý je v pelletizácii, nasledované sušením pri 80–100 ° C na odstránenie prchavých látok.

Potom, Výrobcovia zahŕňajú prísady - UV stabilizátory, antioxidanty, klzné agenti - Masterbatch Masterbatch, Zabezpečenie homogénnej disperzie a optimálneho dlhodobého výkonu.

4. Fyzický, Mechanický & Tepelné vlastnosti

V tejto časti, Skúmame, ako sa jedinečná molekulárna architektúra LDPE premieta do jej makroskopického správania.

Pochopením týchto rozsahov majetku, Inžinieri a dizajnéri si môžu s istotou vybrať LDPE pre aplikácie, ktoré si vyžadujú presnú rovnováhu flexibility, sila, a tepelný výkon.

Hustota & Kryštalinita

Predovšetkým, Hustota LDPE - typicky 0.910–0,940 g/cm³—Náme jeho relatívne nízka kryštalinita (zhruba 35–55 %).

Následne, LDPE vykazuje vynikajúcu flexibilitu a transparentnosť.

Ako sa zníži kryštalinita, dominujú amorfné oblasti, umožnenie ohýbania filmov a tenkých častí bez praskania, Dokonca aj pri teplotách sub -nuly.

Pevnosť v ťahu & Predĺženie

Navyše, LDPE kombinuje miernu pevnosť s mimoriadnou ťažnosťou.

Jeho konečná pevnosť v ťahu (Uts) spadnúť 10 a 20 MPA, zatiaľ čo predĺženie v prestávke sa pohybuje od 200 % do 650 %.

Prakticky, To znamená, že filmy LDPE sa môžu pred prasknutím niekoľkokrát roztiahnuť.

Nárazový odpor & Tvrdosť

Navyše, LDPE účinne absorbuje otrasy. Hodnoty nárazu IZOD zvyčajne dosahujú 50–100 J/M, a opatrenia na pobrežie D tvrdosť 40–55.

Tieto čísla naznačujú, že LDPE vyvažuje mäkkosť (Pre pohodlie ruky v taškách s potravinami) s dostatočnou húževnatosťou na to, aby odolali punkciám a slzám počas manipulácie.

Tepelné správanie

Prechod na tepelné vlastnosti, LDPE sa topí medzi 105 ° C a 115 ° C, čo obmedzuje jeho použitie na aplikácie s nízkym a stredným tempom.

Jeho teplota vychýlenia tepla pri zaťažení sedí blízko 45–50 ° C, a jeho tepelná vodivosť je nízka - približne 0.33 W/m · k—Výzda ho efektívny izolátor pre balenie a určité priemyselné vložky.

Bariérové ​​vlastnosti

Konečne, LDPE ponúka mierny výkon bariéry.

Priemerná rýchlosť prenosu kyslíka 600 cm³ · mm/m² · deň · atm, Permeabilita oxidu uhličitého 200–600 cm³ · mm/m² · deň · atm, a prenos vodnej pary zostáva nízky - primerane 0.3–0,5 g · mm/m² · deň · kPa.

Vďaka týmto sadzbám, LDPE poskytuje primeranú ochranu mnohých potravinárskych výrobkov, Aj keď aplikácie s vysokým bariérom často požadujú konštrukcie viacerých hodiniek alebo alternatívne polyméry.

Príslušné vlastnosti materiálu polyetylénu s nízkou hustotou:

Majetok	Typický rozsah
Hustota (g/cm³)	0.910–0.940
Kryštalinita (%)	35–55
Pevnosť v ťahu (Uts, MPA)	10–20
Predĺženie pri prestávke (%)	200–650
Izod vplyv (J/m)	50–100
Tvrdosť na pobreží	40–55
Miesto topenia (° C)	105–115
Teplota vychýlenia tepla. (° C)	45–50
Tepelná vodivosť (W/m · k)	~ 0,33
O₂ priepustnosť (cm³ · mm/m² · deň · atm)	~ 600
Priepustnosť (cm³ · mm/m² · deň · atm)	200–600
WVTR (g · mm/m² · deň · kPa)	0.3–0.5

5. Spracovateľské techniky

Vytláčanie & Fúkanie filmu

V roztoku filmu, LDPE tvorí rúrkovú bublinu, ktorá, Po správnom ochladení a zrútení, poskytuje filmy s vynikajúcou odolnosťou proti slzám a nárazom.

Naopak, Vytláčanie filmu poskytuje prísnejšiu kontrolu hrúbky (± 2 µm), robí z neho ideálnu pre grafiku a lamináciu.

Vstrekovanie

Vstrekovanie LDPE vyžaduje teplotu taveniny 180–220 ° C a teploty plesní 40–60 ° C.

Dizajnéri špecifikujú zmršťovanie príspevkov 1.5–3 % Panlička objemovej kontrakcie. V dôsledku, Časti ako stláčané fľaše dosahujú presné rozmery a konzistentná hrúbka steny.

Vyfukovanie & Rotačné lišty

Vylúčenie vyfukovania vytvára dutiny LDPE kontajnery nafúknutím roztaveného parisonu vo vnútri ochladenej formy,

zatiaľ čo rotačné lišty používa pomalú rotáciu a teplo na výrobu veľkých, bezšvové diely - up 2 m v priemere - s rovnomernou hrúbkou steny.

Termoformovanie & Formovanie vákua

Telesoformovanie, LDPE listy (1–5 mm hrubá) sú teplo do 110–120 ° C a potom zakrývajte alebo sacie do foriem.

Priťahovať 4:1 Umožnite mierne hlboké profily, Užitočné pre obalové zásobníky a viečka.

6. Prídavné látky, Kopolyméry & Kompozity

Stabilizátory, Antioxidanty & Výplne

Na boj proti degradácii vyvolanej UVR, Formulátory obsahujú UV absorbéry a HALS na 0.1–1 hm. %.

Antioxidanty (Napr., fenolové zlúčeniny) na 0.05–0,5 hm. % Zabráňte tepelnej oxidácii, Zatiaľ čo výplne uhličitanu vápenatého (5–20 hm. %) zvýšiť tuhosť až do 30 %.

Zmesi LDPE & Zliatiny

Miešanie LDPE s LLDPE (lineárna hustota) na 20–50 hm. % zvyšuje pevnosť v ťahu 10–15 % a odpor pre vpich 20 %.

Naopak, Zliatiny LDPE/HDPE zvyšujú tuhosť a zvýšite bod topenia o 5–10 ° C, Otvorenie širších okien aplikácií.

Nanokompozity & Posilnenie

Začlenenie 1–5 hm. % nano -klamy alebo uhlíkové nanotrubice môžu znížiť priepustnosť plynu pomocou 30–50 % a zvýšiť Youngov modul o 10–20 %, Postupovanie LDPE tak na balenie s vysokým bránom a špeciálne filmové trhy.

7. Bežné aplikácie polyetylénu s nízkou hustotou (LDPE)

Vďaka svojej všestrannosti, LDPE obsahuje popredné miesto v:

• Flexibilné filmy: Zabaliť sa, poľnohospodárske mulčové filmy, a vložky na úroveň potravín.
• Tašky & Balenie: Vrecká na potraviny, maloobchodné vrecia, a šesťprúdové krúžky.
• Kontajnery & Fľaše: Fľaše, výdavkové trubice, a vane na zmrzlinu.
• Hadičky & Vložky: Lekárske hadičky, ochranné káblové plávanie, a geomembrány.
• Špecializovaný tovar: Vákuové domy, protetické zásuvky, a odliatky s nízkym koncom.

Ďalej, Odolnosť LDPE voči kyselinám, základne, a vlhkosť posilňuje svoju úlohu v náročných prostrediach, Od vložiek na chemické spracovanie po vonkajšie poľnohospodárske obaly.

8. Výhody & Obmedzenia polyetylénu s nízkou hustotou (LDPE)

Výhody

• Výnimočná flexibilita: Predĺženie 650 % zabraňuje prasknutiu pri podstatnom napätí.
• Chemický & Odpor: Stabilný proti väčšine kyselín, základne, a vniknutie vody.
• Nákladová efektívnosť: Medzi najlacnejšie termoplasty, s cenami často 25–35 % pod HDPE.
• Recyklatalita: Široko akceptované v programoch Curbside ako živicový kód „4“, s rýchlosťou mechanickej recyklácie 20–30 % na rozvinutých trhoch.

Obmedzenia

• Tepelné obmedzenia: Topenie nad 115 ° C limity s vysokým poklesom.
• Priepustnosť plynu: Zvýšený prenos O₂/CO₂ môže skrátiť trvanlivosť výrobkov citlivých na kyslík.
• UV citlivosť: Vyžaduje stabilizátory na vonkajšie použitie, pridanie 0.5–1 % na náklady na formuláciu.
• Spodná mechanická pevnosť: Pevnosť v ťahu (10–20 MPA) chodníky HDPE (20–37 MPA), obmedzenie použitia ťažkých zaťažení.

9. Porovnávacia analýza: LDPE vs. Ostatné polyetylény

Na úplné pochopenie umiestnenia Polyetylén (LDPE) V širšej rodine polyetylénových materiálov,

Je nevyhnutné porovnávať ho s jeho štrukturálnymi príbuznými: Polyetylén (HDPE), Polyetylén (MDPE), a Lineárny polyetylén s nízkou hustotou (Llde).

Zatiaľ čo tieto polyméry zdieľajú rovnakú nadáciu etylénu monomérov, ich molekulárne architektúry, hustota, a atribúty výkonnosti sa výrazne líšia, čím definujú ich vhodnosť pre rôzne aplikácie.

LDPE vs. HDPE: Flexibilita vs. Tuhosť

Molekulárna štruktúra & Hustota

LDPE sa vyznačuje Vysoko rozvetvené reťazce, vedúci k a nízka hustota (0.910–0,940 g/cm³) a znížená kryštalinita (~ 40–50%).

Na rozdiel od, Exponáty HDPE lineárne reťazce s minimálnym vetvením, v dôsledku vyššia hustota (0.940–0,970 g/cm³) a kryštalinita až 80%.

Mechanické vlastnosti

Ponúka HDPE Vyššia pevnosť v ťahu (20–37 MPA) a Zlepšená odolnosť proti nárazu v porovnaní s LDPE, je ideálny pre tuhé výrobky ako palivové nádrže, potrubia, prepravky, a detergentné fľaše.

LDPE, na druhej strane, udržiavať Vynikajúce predĺženie pri prestávke (200–600%), uprednostňujúce žiadosti, ktoré si vyžadujú roztiahnuteľnosť a odolnosť, ako sú filmy a stláčané trubice.

Tepelná a chemická odolnosť

Oba materiály odolávajú širokej škále chemikálií, Ale ponúka HDPE Lepšia odolnosť voči trhlinám a tepelnej stabilite, s a teplota vychýlenia tepla bližšie 60–75 ° C,

V porovnaní so 40–50 ° C LDPE. Však, HDPE má tendenciu byť krehkejší pri nízkych teplotách, pokiaľ nie je upravený.

LDPE vs. MDPE: Bilancia

Stredné vlastnosti

Polyetylén (MDPE) premosťuje medzeru medzi LDPE a HDPE. Vlastnosti mierne vetvenie, vedúci k a hustota 0,926–0,940 g/cm³.

Jeho tuhosť a odolnosť voči nárazu ležia medzi LDPE a HDPE, čo je vhodné pre plynové potrubia, zmenšené filmy, a rotačné formovanie.

Odolnosť proti prasknutiu stresu

MDPE všeobecne vystavuje Zvýšený odolnosť proti prasknutiu v prostredí (SCR) v porovnaní s LDPE, Najmä pri vystavení olejom a detergentom.

Však, LDPE stále drží výhodu v flexibilita a optická čistota, čo je rozhodujúce pre aplikácie, ako sú priehľadné obalové filmy.

LDPE vs. Llde: Spracovateľnosť vs. Výkonnosť

Štrukturálne rozdiely

Zatiaľ čo LDPE má vetvenie s dlhým reťazcom, Llde (Lineárny polyetylén s nízkou hustotou) funkcie vetvenie s krátkym reťazcom, zavedené prostredníctvom kopolymerizácie s alfa-olefínmi ako butene, hexén, alebo okténu.

To dáva lldpe Väčšia rovnomernosť pri molekulovej hmotnosti a mechanických vlastnostiach.

Tvrdosť a defekt

Lldpe významne prekonáva LDPE, pokiaľ ide o tvrdosť, odpor, a pevnosť sĺzania- Najmä vo filmových aplikáciách.

Napríklad, LLDPE filmy vykazujú účinné silné nárazy až 2–3 krát vyššie ako ekvivalentné stupne LDPE.

Úvahy o spracovaní a nákladoch

Však, Lldpe vyžaduje užšie spracovanie okien a Vyššie tlaky vytláčania, vo filme Blowing to o niečo menej odpustenie ako LDPE.

LDPE tiež ponúka Lepšia optická čistota a povrchový lesk, ktoré zostáva cenné v balení potravín a výrobkov orientovaných na spotrebiteľa.

Kompromisy s výkonom a výkonom

Pri výbere triedy polyetylénu, inžinieri a odborníci na obstarávanie musia zvážiť celková hodnota, Nielen metriky výkonu:

10. Záver

Súhrn, Polyetylén (LDPE) pokračuje v ukotvení obrovského množstva výrobkov - vďaka svojej neprekonateľnej flexibilite, chemická odolnosť, a dostupnosť.

Presnou kontrolou polymerizácie, aditívne systémy na mieru, a pokročilé spracovanie, LDPE spĺňa rôzne požiadavky na trhu od obalu potravín po zdravotnícke pomôcky.

Tešiť sa, inovácie v nanokompozitoch, udržateľné suroviny, a vylepšené technológie recyklácie budú ďalej posilňovať úlohu LDPE v obežníku, Budúcnosť efektívnej zdrojom.

Zhrnutie

Deze poskytuje širokú škálu výrobných schopností, vrátane CNC obrábanie, kovové odlievanie, 3D tlač, vstrekovanie, a výroba plechu.

Získajte svoju okamžitú ponuku ešte dnes.