Düşük yoğunluklu polietilen nedir (LDPE)?

Bir deterjan kabının dayanıklı duvarı ve pürüzsüz, Yapışan bir film sargısının esnek yüzeyi, çok farklı malzemelerden yapılmış gibi görünebilir - biri sertlik için tasarlanmıştır, esneklik için diğeri. Yine de şaşırtıcı bir şekilde, Her ikisi de aynı çok yönlü termoplastikten üretilebilir: Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE).

Polietilen, dünyanın en yaygın kullanılan polimerlerinden biridir., Çeşitli formlarda var, Her biri belirli performans kriterlerini karşılamak için tasarlandı.

LDPE dallı moleküler yapısı ile kendini ayırt eder, Yumuşaklık verir,

Mükemmel İşlenebilirlik, ve yüksek nem direnci - hem ambalaj hem de endüstriyel uygulamalarda vazgeçilmez kılan nitelikler.

Bu makalede, LDPE’nin kimyasına derin bir dalış yapıyoruz, üretim süreçleri, malzeme özellikleri, ve uygulama alanları.

Ek olarak, LDPE'nin diğer polietilen tipleriyle nasıl karşılaştırıldığını araştırıyoruz ve bugünün pazarındaki çevresel ve ekonomik alaka düzeyini değerlendiriyoruz..

1. LDPE nedir?

Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) Geniş polietilen ailesinde dallı bir termoplastik polimer olarak öne çıkıyor.

Polimerize etilen monomerler ile sentezlendi (C₂h₄) Yüksek basınçlı radikal koşullar altında, LDPE’nin Hallmark'ı kapsamlı moleküler dallanmasıdır.

Sonuç olarak, daha düşük bir kristallik ve yoğunluk elde eder (0.910–0.940 g/cm³) Yüksek yoğunluklu muadili ile karşılaştırıldığında, böylece olağanüstü esneklik sağlama, şeffaflık, ve dayanıklılık.

2. Kimyasal yapı & Polimerizasyon

Etilen monomer & Radikal polimerizasyon

Moleküler düzeyde, LDPE etilenden türemiştir, iki karbon alken.

Radikal başlatıcılar (örneğin, organik peroksitler) Soyut hidrojen atomları basınç altında 1,000–3.000 bar ve sıcaklıklar 150–300 ° C, Serbest Radikal Zincir Büyümesi Başlatma.

Çok önemli, Zincir transfer reaksiyonları, LDPE'ye özgü geniş dallanmaya yol açar.

Moleküler dallanma

Bu dallanma her ikisi de kısa (metil, etil) ve uzun yan zincirler.

Ortalama olarak, LDPE sergileri 2–10 dal başına 1,000 karbon atomları, bu da zincir ambalajını ve kristalliği azaltır.

Sonuç olarak, LDPE’nin yoğunluğu etrafta oturuyor 0.925 g/cm³, HDPE ise değişir 0.941–0.965 g/cm³.

Zincir Mimarisi Vs. Özellikler

Önemlisi, dallanma mekanik ve termal özellikleri belirler.

Daha fazla dallanma erime noktasını azaltır (ile 105–115 ° C) ve uzamayı geliştirir (kadar 650 %), Daha az dallanma gerilme mukavemetini arttırırken (kadar 25 MPa).

Buna göre, Üreticiler İnce Tespit Reaktör Değişkenleri - Baskı, sıcaklık, ve başlatıcı dozu - özel performans elde etmek için.

3. Üretim Süreçleri

Yüksek basınçlı otoklav reaktörleri

Otoklav (grup) Reaktörler LDPE üretimine hakim olmaya devam ediyor, Sürekli olarak yüksek dallı polimer verme yetenekleri nedeniyle.

Tipik bir döngüde, Etilen ve başlatıcı reaktörden şarj, Baskı yükselir 2,000 çubuk, ve sıcaklık tırmanıyor 200 °C. Polimerizasyondan sonra, eriyik peletleme için taburcu edilir.

Sürekli Vs. Toplu polimerizasyon

Alternatif olarak, Sürekli tübüler reaktörler biraz daha düşük basınçlarda çalışır ve teslim eder 20–30 % daha yüksek verim, daha dar moleküler ağırlık dağılımları olsa da.

Buna rağmen, Sürekli süreçler enerji tüketimini azaltabilir 10–15 %, Maliyet verimliliğini artırmak ve sera alıcı ayak izlerini azaltmak.

Peletleme & Tedavi sonrası

Bir kez polimerize edildi, Sıcak LDPE erimesi iplik peletleştirir, ardından kurutma 80–100 ° C Uçucuları kaldırmak için.

Daha sonra, Üreticiler katkı maddelerini içerir - UV stabilizatörleri, antioksidanlar, Slip Agents - Via Masterbatch harmanlama, homojen dağılım ve optimal uzun vadeli performansın sağlanması.

4. Fiziksel, Mekanik & Termal Özellikler

Bu bölümde, LDPE’nin benzersiz moleküler mimarisinin makroskopik davranışına nasıl dönüştüğünü inceliyoruz.

Bu mülk aralıklarını anlayarak, Mühendisler ve tasarımcılar, kesin bir esneklik dengesi talep eden uygulamalar için LDPE'yi güvenle seçebilir., kuvvet, ve termal performans.

Yoğunluk & Kristallik

Her şeyden önce, LDPE’nin yoğunluğu - tipik olarak 0.910–0.940 g/cm³- nispeten düşük kristalliğini yansıtır (kabaca 35–55 %).

Sonuç olarak, LDPE mükemmel esneklik ve şeffaflık sergiliyor.

Kristallik azaldıkça, Amorf bölgeler baskın, Filmlerin ve ince parçaların çatlamadan bükülmesini ve örtülmesini sağlamak, sıfırın altındaki sıcaklıklarda bile.

Çekme Dayanımı & Uzama

Dahası, LDPE, ılımlı gücü olağanüstü süneklikle birleştirir.

Nihai gerilme gücü (ÜTS) arasına düşer 10 Ve 20 MPa, Break'taki uzama değişirken 200 % ile 650 %.

Pratik açıdan, Bu, LDPE filmlerinin yırtılmadan önce orijinal uzunluklarının birkaç katını uzatabileceği anlamına gelir - streç sargıları ve esnek ambalajlar için ideal.

Darbe Dayanımı & Sertlik

Ek olarak, LDPE şokları etkili bir şekilde emer. IZOD etki değerleri tipik olarak ulaşır 50–100 j/m, ve kıyıdaki sertlik önlemleri 40–55.

Bu rakamlar, LDPE'nin yumuşaklığı dengelediğini göstermektedir. (Bakkal çantalarında el konforu için) taşıma sırasında delinmelere ve gözyaşlarına direnmek için yeterli tokluk ile.

Termal davranış

Termal özelliklere geçiş, LDPE arasında erir 105 ° C ve 115 °C, düşük ve orta sıcaklık uygulamalarıyla kullanımını kısıtlayan.

Yük altındaki ısı sapma sıcaklığı 45–50 ° C, ve termal iletkenliği düşük - 0.33 W/m·K- Ambalaj ve bazı endüstriyel astarlar için etkili bir izolatör yapmak.

Bariyer özellikleri

Nihayet, LDPE ılımlı bariyer performansı sunar.

Oksijen iletim oranları ortalama 600 cm³ · mm/m² · gün · atm, Karbondioksit geçirgenlik kapsama 200–600 cm³ · mm/m² · gün · ATM, ve su buharı iletimi düşük kalır - 0.3–0.5 g · mm/m² · gün · kpa.

Bu oranlar sayesinde, LDPE, birçok gıda ürünü için yeterli koruma sağlar, yüksek çubuklu uygulamalar genellikle çok katmanlı yapılar veya alternatif polimerler gerektirse de.

Düşük yoğunluklu polietilenin ilgili malzeme özellikleri:

Mülk	Tipik aralık
Yoğunluk (g/cm³)	0.910–0.940
Kristallik (%)	35–55
Çekme Dayanımı (ÜTS, MPa)	10–20
Kopma Uzaması (%)	200–650
Izod Etkisi (J/m)	50–100
Kıyı d sertliği	40–55
Erime Noktası (°C)	105–115
Isı sapma sıcaklığı. (°C)	45–50
Isı İletkenliği (W/m·K)	~ 0.33
O₂ geçirgenlik (cm³ · mm/m² · gün · atm)	~ 600
CO₂ geçirgenliği (cm³ · mm/m² · gün · atm)	200–600
WVTR (g · mm/m² · gün · kpa)	0.3–0.5

5. İşleme Teknikleri

Ekstrüzyon & Film üfleme

Üflemeli film ekstrüzyonunda, LDPE,, Doğru soğuduğunda ve çöktüğünde, Mükemmel gözyaşı ve darbe direncine sahip filmler verir.

Aksine, döküm film ekstrüzyonu daha sıkı kalınlık kontrolü sağlar (± 2 µm), grafik ve laminasyon için ideal.

Enjeksiyon Kalıplama

Enjeksiyon kalıplama LDPE, eriyik sıcaklıkları gerektirir 180–220 ° C ve kalıp sıcaklıkları 40–60 ° C.

Tasarımcılar büzülme ödeneklerini belirtir 1.5–3 % hacimsel kasılmaya karşı koymak için. Sonuç olarak, Sıkma şişeleri gibi parçalar kesin boyutlar ve tutarlı duvar kalınlığı elde etmek.

Şişirme & Rotasyonel Kalıplama

Ekstrüzyon darbe kalıplama, soğutulmuş bir kalıp içinde erimiş bir parison şişirerek içi boş LDPE kapları oluşturur,

Dönme kalıplama, büyük üretmek için yavaş dönüş ve ısı kullanır, sorunsuz parçalar - 2 M çapında - düzgün duvar kalınlığı ile.

Termoform & Vakum oluşturma

Termoformda, LDPE sayfaları (1–5 mm kalınlığında) sıcaktır 110–120 ° C Ve sonra örtün veya kalıplara emzir.

Oranları Çıkarın 4:1 Orta derecede derin profillere izin verin, Tepsiler ve kapaklar için kullanışlı.

6. Katkı maddeleri, Kopolimerler & Kompozitler

UV stabilizatörleri, Antioksidanlar & Dolgu maddeleri

UV ile indüklenen bozunma ile mücadele etmek, Formülatörler UV emicileri ve HAL'leri içerir 0.1–1 ağırlık %.

Antioksidanlar (örneğin, fenolik bileşikler) en 0.05–0.5 ağırlık % Termal oksidasyonu önleyin, kalsiyum karbonat dolgu maddeleri (5–20 ağırlık %) sertliği artırmak 30 %.

LDPE Karışımları & Alaşımlar

LDPE'yi LLDPE ile harmanlamak (doğrusal düşük yoğunluk) en 20–50 ağırlık % gerilme mukavemetini arttırır 10–15 % ve delinme direnci 20 %.

tersine, LDPE/HDPE alaşımları sertliği arttırır ve erime noktasını yükseltir 5–10 ° C, Daha geniş uygulama pencereleri açma.

Nanokompozitler & Takviyeler

Ağırlıkça 1-5 dahil olmak % Nano - Koplar veya Karbon Nanotüpler gaz geçirgenliğini azaltabilir 30–50 % ve Young’ın modülünü artırmak 10–20 %, Böylece LDPE'yi yüksek bariyer ambalaj ve özel film pazarlarına ilerletmek.

7. Düşük yoğunluklu polietilenin yaygın uygulamaları (LDPE)

Çok yönlülüğü sayesinde, LDPE özellikleri göze çarpıyor:

• Esnek Filmler: Büzüşmek, Tarımsal Malç Filmleri, ve gıda dereceli astarlar.
• Çantalar & Ambalajlama: Bakkal çantaları, perakende çuvallar, ve altı paket halkalar.
• Kaplar & Şişe: Şişeleri sıkmak, dağıtım tüpleri, ve dondurma küvetleri.
• Boru & Astarlar: Tıbbi boru, koruyucu kablo ceketi, ve geomembranlar.
• Özel mallar: Vakumla şekillendirilmiş muhafazalar, protez soketleri, ve düşük dikişli dökümler.

Üstelik, LDPE’nin asitlere karşı direnci, üs, ve nem zorlayıcı ortamlardaki rolünü çimentolar, Kimyasal işleme astarlarından dış mekan tarım kapaklarına kadar.

8. Avantajları & Düşük yoğunluklu polietilen sınırlamaları (LDPE)

Avantajları

• Olağanüstü esneklik: Uzatma 650 % Önemli bir zorlama altında çatlamayı önler.
• Kimyasal & Nem Direnci: Çoğu aside karşı kararlı, üs, ve su girişi.
• Maliyet -etkinlik: En ucuz termoplastikler arasında, Sık sık fiyatlandırma ile 25–35 % HDPE'nin altında.
• Geri dönüştürülebilirlik: Kaldırım kenarındaki programlarda, mekanik geri dönüşüm oranları ile reçine kodu “4” olarak yaygın olarak kabul edildi. 20–30 % Gelişmiş pazarlarda.

Sınırlamalar

• Termal kısıtlamalar: Yukarıda eritme 115 °C Yüksek Heat uygulamalarını sınırlar.
• Gaz geçirgenliği: Yüksek O₂/CO₂ şanzımanı, oksijene duyarlı ürünlerin raf ömrünü kısaltabilir.
• UV hassasiyeti: Dış mekan kullanımı için stabilizatörler gerektirir, ekleme 0.5–1 % Formülasyon maliyetine.
• Düşük mekanik mukavemet: Çekme mukavemeti (10–20 MPa) Trails HDPE (20–37 MPa), Ağır yük kullanımlarını kısıtlamak.

9. Karşılaştırmalı analiz: LDPE VS. Diğer polietilenler

Konumlandırmasını tam olarak kavramak için Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) daha geniş polietilen malzemeleri içinde,

bunu yapısal akrabalarıyla karşılaştırmak önemlidir: Yüksek Yoğunluklu Polietilen (HDPE), Orta yoğunluklu polietilen (MDPE), Ve Doğrusal düşük yoğunluklu polietilen (Llde).

Bu polimerler aynı etilen monomer temelini paylaşırken, onların moleküler mimariler, yoğunluk, ve performans özellikleri önemli ölçüde ayrılır, böylece çeşitli uygulamalar için uygunluklarını tanımlamak.

LDPE VS. HDPE: Esneklik Vs. Sertlik

Moleküler yapı & Yoğunluk

LDPE ile karakterize edilir yüksek dallı zincirler, Bir düşük yoğunluk (0.910–0.940 g/cm³) ve azaltılmış kristallik (~% 40-50).

Tersine, HDPE sergileri minimal dallanma ile doğrusal zincirler, sonuçta daha yüksek yoğunluk (0.940–0.970 g/cm³) ve kristallik 80%.

Mekanik Özellikler

HDPE teklifleri daha yüksek gerilme mukavemeti (20–37 MPa) Ve Geliştirilmiş darbe direnci LDPE ile karşılaştırıldığında, gibi sert ürünler için ideal yakıt tankları, borular, kasa, ve deterjan şişeleri.

LDPE, diğer taraftan, sürdürür Molada üstün uzama (200–600), gerektiren uygulamaları tercih etmek gerilebilirlik ve esneklik, filmler ve sıkma tüpleri gibi.

Termal ve kimyasal direnç

Her iki malzeme de çok çeşitli kimyasallara direniyor, Ancak HDPE teklifleri Daha iyi stres çatlak direnci ve termal stabilite, ile Isı sapma sıcaklığı daha yakın 60–75 ° C,

LDPE’nin 40-50 ° C ile karşılaştırıldığında. Fakat, HDPE, değiştirilmedikçe düşük sıcaklıklarda daha kırılgan olma eğilimindedir.

LDPE VS. MDPE: Bir Denge Noktası

Ara özellikler

Orta yoğunluklu polietilen (MDPE) LDPE ve HDPE arasındaki boşluğu dolduruyor. BT özellikleri Orta dallanma, Bir 0.926-0.940 g/cm³ yoğunluk.

LDPE ve HDPE arasında sertliği ve darbe direnci, için uygun hale getirmek gaz boruları, büzülme filmleri, ve dönme kalıplama.

Stres çatlama direnci

MDPE genellikle sergiler Gelişmiş çevresel stres çatlak direnci (SCR) LDPE ile karşılaştırıldığında, özellikle yağlara ve deterjanlara maruz kaldığında.

Fakat, LDPE hala avantajı tutuyor esneklik ve optik netlik, şeffaf ambalaj filmleri gibi uygulamalar için kritik.

LDPE VS. Llde: İşlenebilirlik Vs. Performans

Yapısal farklılıklar

LDPE'nin uzun zincirli dallanması varken, Llde (Doğrusal düşük yoğunluklu polietilen) özellikler kısa zincirli dallanma, Butene gibi alfa-olefinlerle kopolimerizasyon yoluyla tanıtıldı, altıgen, veya okten.

Bu LLDPE verir Moleküler ağırlık ve mekanik özelliklerde daha fazla homojenlik.

Tokluk ve delinme direnci

LLDPE, LDPE'den önemli ölçüde daha iyi performans gösterir dayanıklılık, delme direnci, ve gözyaşı gücü- özellikle film uygulamalarında.

Örneğin, LLDPE filmleri 2-3 kat daha yüksek dart darbe kuvvetleri sergiliyor eşdeğer LDPE notlarından.

İşleme ve maliyet hususları

Fakat, LLDPE gerektirir daha dar işleme pencereleri Ve Daha yüksek ekstrüzyon basınçları, film üflemesinde LDPE'den biraz daha az affedici yapmak.

LDPE ayrıca Daha iyi optik netlik ve yüzey parlaklığı, gıda ambalajında ​​ve tüketiciye dönük ürünlerde değerli kalır.

Maliyet-Performans Değişimi

Bir polietilen derecesi seçerken, Mühendisler ve tedarik uzmanları Toplam Değer Teklifi, Sadece performans metrikleri değil:

10. Çözüm

Özetle, Düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) Eşsiz esnekliği için çok çeşitli ürünü demirlemeye devam ediyor, kimyasal esneklik, ve uygun fiyat.

Polimerizasyonun kesin kontrolü yoluyla, özel katkı sistemleri, ve gelişmiş işleme, LDPE, gıda ambalajından tıbbi cihazlara çeşitli pazar taleplerini karşılıyor.

İleriye dönük, Nanokompozitlerde yenilikler, Sürdürülebilir hammaddeler, ve Geliştirilmiş Geri Dönüşüm Teknolojileri, LDPE’nin bir daireseldeki rolünü daha da destekleyecektir., kaynak verimli gelecek.

Özet

DIZE çok çeşitli üretim özellikleri sağlar, içermek CNC işleme, metal döküm, 3Baskı, enjeksiyon kalıplama, Ve sac imalat.

Anlık Teklifinizi Bugün Alın.