Является прочным и жестким, кристаллическим термопластичным полимером, получаемым из мономерного пропилена. Полипропилен – это линейный углеводородный полимер. Полипропилен имеет химическую формулу (C 3 H 6)n. Сегодня полипропилен является одной из самых дешевых из всех доступных пластмасс.

Полипропилен относится к семейству полиолефинов и входит в тройку наиболее часто используемых полимеров. Из всех крупнотоннажных пластмасс полипропилен имеет самую низкую плотность.

Полипропилен используется на практике как в виде пластмассы, так и в виде волокна в следующих сферах:

– автомобилестроение;
– строительство (трубы и др.);
– производство потребительской продукции;
– упаковка;
– производство мебели.

Виды полипропилена

Двумя основными типами полипропилена, доступными на рынке, являются гомо полимерные (homopolymers) и сопо лимерные (copolymers) марки материала.

– Гомополимерный полипропилен - наиболее широко используемая марка общего назначения этого полимера. Молекула гомополимерного полипропилена состоит только из звеньев пропилена, а сам материал находится в частично кристаллизующемся твердом состоянии. Этот материал используется в основном при производстве упаковки, тканей, изделий медицинского назначения, труб, автокомпонентов и электрических компонентов.

– Сополимерные марки полипропилена подразделяются на рандом -сополимеры (статистический сополимер пропилена) и блок -сополимеры, которые получаются в результате сополимеризации пропена и этена.

а) Рандом-сополимер пропилена получается в результате совместной сополимеризации этена и пропена. В состав молекул этого полимера входят звенья этена (обычно до 6% массы), которые распределяются вдоль цепи полимера случайным образом. Такие полимеры характеризуются высокой гибкостью и оптической прозрачностью, что позволяет использовать их для получения прозрачных изделий и компонентов с хорошим внешним видом.

б) В цепочках блок-сополимера пропилена содержится большее количество звеньев этена (5–15%). Сомономерные звенья располагаются вдоль цепи полимера регулярно (в виде блоков). За счет такого регулярного расположения звеньев термопластичный материал становится более прочным и менее хрупким по сравнению с рандом-сополимером пропилена. Такие полимеры подходят для тех сфер применения, в которых компонентам необходимо придавать высокую прочность, например для промышленной сферы.

– Ударопрочный сополимер пропилена (Polypropylene, Impact Copolymer) - это смесь гомополимерного полипропилена и рандом-сополимера пропилена. Ударопрочный сополимер пропилена содержит в своем составе 45–65% звеньев этилена. Он используется для получения изделий с высокой ударной прочностью. Ударопрочные сополимеры используются в основном при производстве упаковки, деталей бытовых приборов, пленок и труб, а также в сферах автомобилестроения и производства электрических приборов.

Крупными поставщиками полипропилена являются Borealis, ExxonMobil Chemical, LyondellBasell, SABIC, СИБУР и др.

Сравнение гомополимера полипропилена и сопопоолимера полипропилена

Гомополимерный полипропилен характеризуется высокой удельной прочностью, жесткостью и прочностью по сравнению с сополимерными марками полипропилена. Эти свойства в сочетании с высокой химической стойкостью и свариваемостью позволяют использовать материал при производстве многих коррозионно-стойких структур.

Сополимерный полипропилен характеризуется большей мягкостью, но и более высокой ударной вязкостью, прочностью и долговечностью по сравнению с гомополимером пропилена. Материал имеет более высокую стойкость к растрескиванию и низкотемпературную прочность по сравнению с гомополимером. По всем остальным свойствам гомополимер немного превосходит сополимер пропилена.

Гомополимерные и сополимерные марки полипропилена могут использоваться почти в одинаковых сферах применения. Это объясняется тем, что они обладают множеством аналогичных свойств. Поэтому при выборе конкретной марки полипропилена из двух указанных материалов очень часто на первый план выходят нетехнические критерии.

Свойства и преимущества полипропилена

1. Температура плавления полипропилена составляет:
– гомополимер: 160–165 °C;
– сополимер: 135–159 °C.

2. Полипропилен является одним из наиболее легких полимеров из всех стандартных пластмасс. Эта особенность позволяет использовать его при производстве легких конструкций.

– Гомополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Рандом-сополимер: 0,904–0,908 г/см 3 ;
– Ударопрочный сополимер: 0,898–0,900 г/см 3 .

3. Стойкостью к химическому воздействию

– Полипропилен характеризуется очень высокой стойкостью к действию разбавленных и концентрированных кислот, спиртов и оснований.

– Полипропилен имеет хорошую стойкость к действию альдегидов, сложных эфиров, алифатических углеводородов, кетонов.

– Полипропилен характеризуется ограниченной стойкостью к действию ароматических и галогенсодержащих углеводородов и окислителей.

4. Полипропилен является высокогорючим материалом.

5. Полипропилен сохраняет механические и диэлектрические характеристики даже при повышенных температурах, в условиях повышенной влажности и даже при погружении в воду. Полипропилен является водонепроницаемым.

6. Полипропилен характеризуется высокой стойкостью к растрескиванию от напряжений под воздействием окружающей среды.

7. Полипропилен характеризуется низкой чувствительностью к воздействию микроорганизмов (бактерии, грибы и т.д.).

8. Полипропилен обладает хорошей стойкостью при стерилизации паром.

Для улучшения физических и/или механических характеристик в полипропилен могут вводиться полимерные добавки, такие как осветлители, антипирены, стеклянные волокна, минеральные наполнители, электропроводные наполнители, смазки, пигменты и т.д.

Например: полипропилен характеризуется низкой стойкостью к действию УФ-излучения, поэтому в него часто вводятся светостабилизаторы в виде затрудненных аминов. Это позволяет повысить срок эксплуатации материала по сравнению с немодифицированным полипропиленом.

Кроме того, для повышения эксплуатационных характеристик и улучшения перерабатываемости в полипропилен дополнительно вводятся наполнители (глина, тальк, карбонат кальция и т.д.) и армирующие добавки (стеклянные волокна, углеродные волокна и т.д.).

Благодаря значительному улучшению эксплуатационных характеристик (новые добавки и наполнители, а также новые процессы полимеризации и новые методы смешения) полипропилен все чаще рассматривается не как дешевый материал, а как полимер с высокими эксплуатационными характеристиками, который можно использовать в качестве альтернативы традиционным конструкционным пластмассам, а иногда даже металлам (например, марки ПП, армированные длинными стеклянными волокнами).

Недостатки полипропилена

– Низкая стойкость к действию УФ-излучения, ударной нагрузки и образованию трещин.
– Высокая хрупкость при температурах ниже -20 °C
– Низкая максимальная температура эксплуатации (90–120 °C)
– Подвергается воздействию окисляющих кислот, быстро набухает в хлорированных растворителях и ароматике
– На стойкость к тепловой деструкции существенно влияет наличие контакта материала с металлами
– Изменение размеров изделий после формования вследствие протекания процесса кристаллизации. Эта проблема может решаться добавлением нуклеирующих агентов
– Плохая адгезия красок

Сферы применения полипропилена

Полипропилен широко используется в различных сферах благодаря своей высокой химической стойкости и хорошей свариваемости.

1. Производство упаковки: хорошие барьерные свойства, высокая прочность, хорошее качество поверхности и низкая стоимость позволяют применять полипропилен при производстве упаковки.

а) Гибкая упаковка: ПП-пленки обладают хорошими оптическими свойствами и низкой проницаемостью по отношению к парам воды, что позволяет использовать их для упаковки пищевых продуктов. Из полипропилена получаются также термоусадочные оберточные пленки, пленки для электронной промышленности, пленки для нанесения графических изображений, элементов одноразовых подгузников, крышек и т.д. ПП-пленки получаются либо в виде плоскощелевых пленок (Cast Film) либо в виде двухосно-ориентированных полипропиленовых пленок (БОПП, BOPP).

б) Жесткая упаковка: из полипропилена методом раздувного формования получается тара (ящики), бутылки и емкости. Тонкостенные контейнеры из полипропилен обычно используются для упаковки пищевых продуктов.

2. Потребительские товары: полипропилен используется при производстве некоторых компонентов бытовой техники и потребительских товаров, в частности прозрачных деталей, предметов домашнего обихода, мебели, приборов, игрушек и т.д.

3. Автомобилестроение: вследствие низкой стоимости, а также благодаря хорошим механическим свойствам и хорошей перерабатываемости полипропилен широко используется при производстве автокомпонентов. Материал, в частности, применяется при производстве корпусов аккумуляторных батарей, поддонов, бамперов, боковых молдингов, элементов внутренней отделки, приборных панелей и элементов отделки дверей. Важными свойствами ПП, которые позволяют использовать его в сфере автомобилестроения, являются также низкое значение коэффициента линейного термического расширения, низкий удельный вес, высокая химическая стойкость, хорошая атмосферостойкость, перерабатываемость и соотношение ударной вязкости и жесткости.

4. Волокна и ткани: большое количество ПП используется в сегменте волокон и тканей. ПП-волокна используются в сферах производства лент (получаются в результате разрезания пленок), полос, ремней, объемных непрерывных нитей, штапельных волокон, материала спан-бонд и непрерывных нитей. Канаты, веревки и шпагаты из ПП имеют высокую прочность и стойкость к воздействию влаги, что позволяет использовать их в сфере судостроения.

5. Медицина: полипропилен используется для производства различных медицинских изделий благодаря своей высокой химической стойкости и стойкости к действию бактерий. Кроме того, медицинские марки ПП обладают высокой стойкостью в условиях стерилизации паром. Одноразовые шприцы - наиболее типичное изделие медицинского назначения, получаемое из полипропилена. Материал также используется для получения медицинских пробирок, элементов диагностических устройств, чашек Петри, бутылок для внутривенной инфузии, бутылок для образцов, пищевых контейнеров, ванночек, контейнеров для таблеток и т.д.

6. Промышленность: полипропиленовые листы широко используются в промышленной сфере для производства емкостей для кислот и химических реагентов, листов, труб, многооборотной транспортной упаковки и тары (RTP) и т.д. Это объясняется тем, что материал обладает высоким пределом прочности, стойкостью к воздействию повышенных температур и стойкостью к коррозии.

Сравнение полиэтилена и полипропилена

Полипропилен

Полиэтилен

Мономером для получения полипропилена является пропилен Может получаться в виде оптически прозрачного материала Имеет меньшую плотность (более легкий материал) ПП обладает высокой стойкостью к растрескиванию, к воздействию кислот, органических растворителей и электролитов Он имеет высокое значение температуры плавления и хорошие диэлектрические свойства ПП является нетоксичным материалом Он обладает более высокой жесткостью и стойкостью к воздействию химических реагентов и органических растворителей по сравнению с полиэтиленом ПП характеризуется более высокой жесткостью по сравнению с полиэтиленом

Мономером для получения полиэтилена является этилен Может получаться только в виде полупрозрачного, матового материала Его физические свойства позволяют ему лучше противостоять воздействию пониженных температур, особенно при использовании его для получения указателей ПЭ обладает хорошими электроизоляционными свойствами Материал обладает хорошей дугостойкостью Полиэтилен обладает высокой прочностью по сравнению с полипропиленом

Как производится полипропилен?

Полипропилен был впервые получен методом полимеризации немецким химиком Карлом Реном (Karl Rehn) и итальянским химиком Джулио Натта (Giulio Natta). Эти ученые в 1954 году получили кристаллический изотактический полипропилен. После этого открытия совсем скоро, в 1957 году, полипропилен стал в промышленных масштабах синтезироваться итальянской компанией Montecatini.

Синдитактический полипропилен также был впервые синтезирован Натта и его сотрудниками. В настоящее время полипропилен получается методом полимеризации мономерного пропена (непредельное органическое соединение с химической формулой C 3 H 6) в присутствии:

• катализаторов Циглера - Натта (Ziegler-Natta);
• металлоценовых катализаторов.

При полимеризации может образовываться три различные структуры цепочек полипропилена (в зависимости от расположения метильных заместителей):

• атактический ПП (аПП) - неупорядоченное расположение метильных групп (CH3) вдоль молекулярной цепи;
• изотактический ПП (иПП) - метильные группы располагаются с одной стороны относительно углеродной цепи;
• синдиотактический ПП (сПП) - метильные группы располагаются чередующимся образом относительно углеродной цепи.

Условия переработки полипропилена

Полипропилен может перерабатываться в изделия практически любым методом переработки. Наиболее типичными методами переработки полипропилена являются: литье под давлением, экструзионно-раздувное формования, экструзия общего назначения.

1. Литье под давлением

– Температура формы: 10–80 °C
– При правильном хранении перед переработкой материал не требуется подвергать сушке
– При высокой температуре формы повышается уровень глянца и улучшается внешний вид получаемых изделий
– Степень усадки материала в форме составляет от 1,5 до 3%, в зависимости от условий переработки, реологических характеристик полимера и толщины стенки формуемого изделия

2. Экструзия (трубы, раздувные и плоскощелевые пленки, изоляция на кабели и провода и т.д.)
– Температура расплава: 200–300 °C
– Степень сжатия материала: 3:1
– Температура материального цилиндра: 180–205 °C
– Предварительная сушка: не требуется. Вторичный материал необходимо сушить в течение 3 часов при температуре 105–110 °C (221–230°F)

3. Раздувное формование (экструзия с последующим раздувом)
4. Компрессионное формование (прессование)
5. Ротационное формование
6. Инжекционно-раздувное формование
7. Экструзионно-раздувное формование
8. Ориентированное инжекционно-раздувное формование
9. Экструзия общего назначения

С помощью специального процесса может также получаться вспененный полипропилен (ППВ). Материал хорошо перерабатывается методом литья под давлением, при этом он широко используется как при периодических, так и при непрерывных процессах.

Вторичная переработка полипропилена

Всем пластмассам присваивается «Код идентификации полимера/Код рециклинга пластмасс» в зависимости от типа используемого в них полимера. Полипропилен имеет идентификационный код – 5.

Полипропилен полностью 100% может подвергаться вторичной переработке (рециклингу). Примеры изделий, получаемых из вторичного полипропилена (в-ПП): корпуса автомобильных аккумуляторов, сигнальное освещение, кабели батарей, метлы, щетки, скребки для льда и т.д.

Процесс рециклинга полипропилена обычно включает стадию плавления отходов пластмасс при температуре 250 °C с целью удаления из материала примесей, последующую стадию удаления оставшихся молекул в условиях вакуума, а также стадию перевода в твердое состояние при температуре примерно 140 °C. Этот вторичный полипропилен может смешиваться с первичным полипропиленом в количестве до 50%. Основная проблема рециклинга полипропилена связана с большим объемом потребления этого полимера. Так, например, в настоящее время рециклингу подвергается только примерно 1% использованных ПП-бутылок. Для сравнения, в настоящее время перерабатывается 98% использованных бутылок, изготовленных из и .

Полипропилен является безопасным материалом, поскольку он не имеет значительного влияния на здоровье человека и не оказывает на него химическое и токсическое действие.

Полипропилен: эксплуатационные характеристики

Полипропилен является одним из наиболее универсальных из используемых полимеров, который обладает высокими механическими характеристиками.

Полипропилен также обладает хорошей химической стойкостью и термостойкостью. Некоторые из этих характеристик позволили полипропилену вытеснить полиэтилен из некоторых сфер применения. За счет изучения всех свойств полипропилена, в частности механических, электрических и химических характеристик, можно правильно подобрать материал для конкретной сферы применения.

Свойства	Значение показателя
Стабильность размеров (формоустойчивость)
Коэффициент термического линейного расширения	6–17×10–5 / °C
Водопоглощение за 24 ч
Диэлектрические свойства
Дугостойкость
Диэлектрическая постоянная
Диэлектрическая прочность	20–28 кВ/мм
Коэффициент рассеяния (тангенс угла диэлектрических потерь)
Объемное удельное сопротивление	16–18×1015 Ом·см
Огнестойкость
Огнестойкость (ОКИ)
Воспламеняемость (UL94)
Механические свойства
Относительное удлинение при разрыве
Гибкость (модуль упругости при изгибе)	1,2–1,6 ГПа
Твердость по Роквеллу (шкала M)
Твердость по Шору (шкала D)
Жесткость (модуль упругости при изгибе)	1,2–1,6 ГПа
Предел прочности при растяжении
Предел текучести при растяжении
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при комнатной температуре
Ударная вязкость по Изоду (образец с надрезом) при пониженной температуре	27–107 Дж/м
Модуль Юнга	1,1–1,6 ГПа
Оптические свойства
Матовость
Прозрачность (процент пропускания видимого света)
Физические свойства
Плотность	0,9–0.91 г/см 3
Температура стеклования
Стойкость к действию излучения
Стойкость к действию γ-излучения
Стойкость к действию УФ-излучения
Температура эксплуатации
Температура перехода в хрупкое/пластичное состояние	От –20 до –10 °C
Температура тепловой дисторсии при 0,46 МПа (67 фунт/дюйм2)
Температура тепловой дисторсии при 1,8 МПа (264 фунт/дюйм2)
Максимальная температура непрерывной эксплуатации
Минимальная температура непрерывной эксплуатации	От –20 до –10 °C
Другие свойства
Стойкость к стерилизации (многоразовой)
Теплоизоляционные свойства (коэффициент теплопроводности)	0,15–0,21 Вт/(м·К)
Химическая стойкость
Ацетон (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид аммония (30%-ный раствор), при 20 °C
Гидроксид аммония (разбавленный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Ароматические углеводороды, при 20 °C	Неудовлетворительная
Ароматические углеводороды, в горячем состоянии
Бензол (100%), при 20 °C	Ограниченная
Бутил ацетат (100%), при 20 °C
Бутил ацетат (100%), при 60 °C	Неудовлетворительная
Хлорированные растворители, при 60 °C
Хлороформ, при 20 °C	Ограниченная
Диоктил фталат (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Диоктил фталат (100%), при 60 °C	Ограниченная
Этанол (96%-ный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 100 °C
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 20 °C
Этиленгликоль (этандиол) (100%), при 50 °C
Глицерин (100%), при 20 °C
Пероксид водорода (30%), при 60 °C	Ограниченная
Керосин, при 20 °C
Метанол (100%), при 20 °C	Удовлетворительная
Метилэтил кетон (100%), при 20 °C
Минеральное масло, при 20 °C	Удовлетворительная
Фенол, при 20 °C
Силиконовое масло, при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (40%-ный раствор)
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 20 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (10%-ный раствор), при 60 °C	Удовлетворительная
Гидроксид натрия (20%-ный раствор), при 20 °C
Сильные кислоты (концентрированные), при 20 °C	Удовлетворительная
Толуол, при 20 °C	Ограниченная
Толуол, при 60 °C	Неудовлетворительная
Ксилол, при 20 °C

Полиэтиленовые, полипропиленовые, металлопластиковые трубы. Что лучше выбрать?

Ну что, давайте без лишней "воды", по-простому, попробуем разобраться какие типы труб, широко представленных сегодня на рынке оборудования для отопления и водоснабжения, ( , , , , , , ) при каких условиях эксплуатации надо ставить и стоит ли переплачивать за ?
Пластиковые трубы (вспомните первый пластиковый кухонный сифон, пришедший на смену пудовому и жуткого внешнего вида чугунному) штурмовали коммуникации в наших домах примерно в 80-х, со временем полностью вытеснив стальные и чугунные. Чем привлекали? Малым весом, низкой ценой, удобством монтажа и обслуживания и абсолютной стойкостью к коррозии. Казалось бы, за многие годы присутствия на рынке России, пластиковые трубы должны были стать привычными для домовладельцев, однако и сейчас многие относятся к ним с недоверием и подозрительностью. Давайте разбираться...

ТРУБЫ ПНД (полиэтилен низкого давления)

Применяются при монтаже водопровода для холодной воды (труба напорная ПНД для питьевой воды), а также используются при монтаже систем напорной канализации. Нельзя применять в системах горячего водоснабжения и отопления.

Полиэтилен низкого (ПНД) и высокого давления (ПВД) в чем отличия?

Если коротко:
ПВД - низкая плотность материала, получаемого при полимеризации этилена при повышенном давлении. Температура плавления - порядка 110°С. Трубы из ПВД обычно предназначены для монтажа безнапорной (самотечной) канализации и как оболочка для прокладки электрических коммуникаций. Из него производится широкий спектр продукции - пакеты и упаковочная пленка, трубы, изоляция электрических кабелей высокого напряжения, баки и канистры, фурнитура для мебели и т.д.
ПНД - отличается более высокой плотностью и лучшими характеристиками прочности по сравнению с ПВД.

Температура плавления - порядка 130°С, что на 20° выше, чем у ПВД. Влаго- и газопроницаемость ПНД в 5 раз ниже, чем у ПВД, он обладает большей химической стойкостью к жирам и маслам. Обычно данный вид труб применяют для наружного монтажа трубопроводов по подаче холодной воды. Трубы ПНД в настоящее время изготавливаются из полимера марки ПЭ-100, пришедшему на смену ПЭ-80. Такие полиэтиленовые трубы можно рекомендовать и для монтажа напорной канализации.
Основное применение труб ПНД - наружняя прокладка для холодного водоснабжения, а полипропиленовых неармированных труб - внутренняя, т.к. трубы ПНД выдерживают более низкие температуры, да и смотрятся они неподходяще для прокладки внутри квартиры. Чаще всего труба выпускается в чёрном цвете и вдоль всей длины имеет синюю полосу, что означает пригодность для использования с холодной водой.

Преимущества полимерных труб ПНД и ПВД:

• имеют долгий срок службы - не менее 50 лет;
• не требуют катодной защиты при укладке в грунт, т.к. не подвержены электрохимической коррозии;
• при равных характеристиках стоимость полиэтиленовых труб ниже, чем стальных;
• внутренний диаметр труб не меняется со временем, т.к. внутренняя поверхность гладкая и на ней не отлагаются накипь и не скапливаются биологические отложения;
• теплопотери и степень образования конденсата на наружной поверхности крайне малы, т.к. пластиковые трубы обладают низкой теплопроводностью;
• трубы ПНД, в случае замерзания жидкости внутри, не лопнут, т.к. диаметр трубы может увеличиваться под напором замерзшей воды на 5–7 % и вернется к прежнему диаметру после оттаивания;
• масса труб в 6 раз ниже веса стальных труб аналогичных диаметра и предельного рабочего давления, что значительно облегчает транспортировку и монтаж;
• высокая стойкость к гидроударам (низкий модуль упругости труб ПНД);
• сварка труб из полиэтилена намного проще, быстрее и дешевле, чем стальных труб, сварные соединения труб ПНД надежны весь период их эксплуатации;
• полиэтиленовые трубы разрешены к использованию в системах, снабжающих питьевой водой, полностью экологически безопасны.
• стойкость к низким температурам от -50°С и ниже.

Минусы труб ПНД и ПВД:

• нельзя использовать в системах отопления и горячего водоснабжения, рабочая температура около 45°С, с кратковременным повышением до 80°С;
• монтаж по специфической технологии;
• менее механически устойчивы по сравнению со стальными и чугунными трубами. срок эксплуатации полимерных труб, уложенных в грунт, зависит от подвижности грунта;
• их эксплуатационные характеристики снижаются под воздействием ультрафиолета (степень стойкости к ультрафиолету зависит от катализаторов, примененных в процессе производства гранул ПНД).
• подвержены растрескиванию под воздействием окружающей среды, однако у высокомолекулярных марок изделий из ПНД этот недостаток отсутствует.

Металлопластиковые трубы (металлополимерные)

Преимущества металлопласта:

• устойчивы к коррозии благодаря пластиковому покрытию,
• химически нейтральны,
• легко обрабатываются, гнуть можно даже руками,
• низкий коэффициент теплового расширения, а это несомненный плюс при монтаже теплого водяного пола - можно не бояться, что трубы при подаче горячей воды разрушатся.

Единственным существенным недостатком металлопластиковых труб является их относительно высокая стоимость, причем на конечную стоимость в основном влияют не сами трубы, а необходимые для монтажа фитинги и специальные инструменты. Однако достоинства металлопластиковых труб с лихвой перекрывают затраты.

Для чего в металлопластиковых трубах используется тонкая алюминиевая трубка или фольга?
Это так называемый "кислородный барьер" - преграда для кислорода, содержащегося в воздухе, чтобы он не попал через пористую структуру пластика трубы в воду (диффузия) и не вызвал коррозию элементов отопления или водоснабжения. К тому же алюминиевая вставка в разы снижает изменение размеров трубы при ее нагреве горячей водой или охлаждении, если прекращена подача горячей воды.

Почему алюминиевая фольга внутри металлопласта, сваренная "встык", лучше, чем сваренная "внахлест"?
Сварка фольги «встык» повышает прочность труб, а также их гибкость и способность к фиксации требуемой формы в отличие от более дешевого способа «внахлест» приблизительно на 15%.

Какие трубы наиболее подвержены изменению размеров при нагреве или охлаждении?
При изменении температуры окружающего воздуха или жидкости на 10°С каждый метр трубы удлинится или укоротится соответственно:

• Pex-Al-Pex (металлопластиковые трубы, сшитый полиэтилен, армированный алюминием) на 0,26 мм.;
• Pex-Evon-Pex (металлопластиковые трубы, сшитый полиэтилен, армированный этиленвиниловым спиртом) на 0,21 мм.;
• PP-Al-PP (полипропилен, армированный алюминием) на 0,3 мм.;
• PE (полиэтилен без армирования) на 1,4 мм.;
• PP (полипропилен без армирования) на 1,5 мм.
• PP (полипропилен, армированный стекловолокном) на 0,15 мм.

Например: 10 метров трубы Pex-Al-Pex при ее нагреве на 50°С удлинится на 0,26х5х10=13мм., а труба PP при тех же условиях на 1,5х5х10=75мм. Отличие больше, чем в 6 раз! Для надежной и долгосрочной трубопровода обязательно учитывайте это температурное расширение, чтобы не допустить его разрушения, особенно это касается систем отопления, горячего водоснабжения и, в меньшей степени, систем теплых полов.

Температурная деформация пластиковых труб

Под сшивкой подразумевается создание пространственной решётки в полиэтилене высокой плотности за счёт образования объёмных поперечных связей между макромолекулами полимера. Относительное количество образующихся поперечных связей в единице объёма полиэтилена определяется показателем «степени сшивки». Степень сшивки – это отношение массы полиэтилена, охваченного трёхмерными связями к общей массе полиэтилена. Всего известно четыре промышленных способа сшивки полиэтилена, в зависимости от которых сшитый полиэтилен индексируется соответствующей буквой.

PEX-a : сшивка органическими пероксидами или гидропероксидами, мин. степень сшивки по ГОСТ - 70, метод сшивки - химический
PEX-b : сшивка органическими силанидами (силанами), мин. степень сшивки по ГОСТ - 65, метод сшивки - химический
PEX-c: сшивка потоком элементарных частиц (радиационный метод), мин. степень сшивки по ГОСТ - 60, метод сшивки - физический
PEX-d: сшивка азотированием, мин. степень сшивки по ГОСТ - 60, метод сшивки - химический

Плотность сшивки у PEX-a максимальная и достигает 70-75%. Это позволяет говорить об максимальных гибкости среди аналогов и эффекте памяти (при разматывании бухты труба практически сразу принимает исходную прямую форму). Перегибы и заломы, которые могут появиться в процессе монтажа, можно исправить, если немного нагреть трубу строительным феном. Основной минус – это высокая цена, так как технология пероксидной сшивки считается самой дорогой.

У PEX-b плотность сшивки достигает 65%. Такие трубы отличаются невысокой ценой, они устойчивы к окислению, имеют высокие показатели давления, при котором происходит разрыв трубы. По надежности они практически не уступают трубам PEX-A: хоть процент сшивки тут ниже, но прочность связей выше, чем при пероксидной сшивке. Из минусов отметим жесткость, поэтому согнуть их будет проблематично. Кроме того, эффекта памяти тут нет, поэтому первоначальная форма трубы будет восстанавливаться плохо. При появлении заломов помогут только соединительные муфты.

У PEX-c степень сшивки достигает 60%, такие трубы имеют неплохую молекулярную память, они более гибкие, чем PEX-B, но в процессе эксплуатации на них могут образовываться трещины. Заломы исправляются только соединительными муфтами. В России такие трубы не нашли широкого распространения.

У PEX-d степень сшивки невысокая, около 60%, поэтому по эксплуатационным качествам трубы значительно уступают аналогам и сегодня почти не применяются.

Преимущества труб из сшитого полиэтилена такие же, как у металлопластиковых, но есть и дополнительные плюсы:

• Стабильность формы: при отсутствии нагрузки на трубы из сшитого полиэтилена они не деформируются при температурах вплоть до 200 градусов.
• Высокая износостойкость на истирание.
• Устойчивость к появлению трещин и коррозии.
• Высокая ударная прочность и ударная вязкость в местах надрезов даже при температурах до -50 градусов. Благодаря образующимся поперечным связям – из которых состоит сшитый полиэтилен – труба хорошо переносит воздействие низких температур.
• Высокая стойкость к воздействию химически активных веществ.
• Отличные усадочные качества материала.
• Отсутствие выделения вредных веществ.
• Сшитый полиэтилен не такой ломкий в сравнении с обычным полиэтиленом, поэтому может быть использован в зависимости от степени механической нагрузки в диапазоне температур -120…+120 градусов. При отсутствии механического воздействия на трубы сшитый полиэтилен способен выдержать температуру в течение непродолжительного отрезка времени до +120 градусов.
• Срок службы труб из сшитого полиэтилена: более 15 лет, в условиях постоянного внутреннего давления в 9 бар и при температуре рабочей среды в 95 градусов; более 50 лет, в условиях постоянного внутреннего давления в 9 бар и не меняющейся температуре в 70 градусов.

Недостатки труб из сшитого полиэтилена практически отсутствуют, за исключением их высокой цены.

Вопрос- ответ

Что такое эффект памяти?
Эффект памяти присущ любому сшитому полиэтилену. Отличие PEX-a в технике восстановления заключается лишь в том, что PEX-a сшивается во время экструзии, и первоначальная форма, которую стремится вернуть трубопровод, – прямая. PEX-b и PEX-с, как правило, сшиваются уже после формирования в бухты, и, соответственно, форма, к которой будут стремиться трубопроводы – это окружность с радиусом, равным радиусу бухты.

Каким же образом кислород проникает через толщу полиэтилена и растворяется в воде?
Этот процесс называется диффузией газов, процесс, при котором какое-либо газообразное вещество может проникнуть сквозь толщу аморфного материала за счёт разности парциальных давлений данного газа с обеих сторон вещества. Энергия, которая позволяет пропускать газ сквозь толщу пластика, возникает в результате разности парциальных давлений кислорода в воздухе и кислорода в воде. Парциальное давление кислорода в воздухе при нормальных условиях составляет 0,147 бара. Парциальное давление в абсолютно деаэрированной воде составляет 0 бар (независимо от давления теплоносителя) и растёт по мере насыщения кислородом воды.

Почему трубы из полиэтилена PEX-b нежелательно монтировать при помощи фитингов с надвижной гильзой?
А потому, что во время такого монтажа конец трубы расширяется при помощи экстрактора. Относительное удлинение при разрыве у PEX-b по сравнению с PEX-a меньше за счёт более прочных силановых связей. Поэтому процедура расширения трубопровода для PEX-b приводит к накапливанию микротрещин, сокращающих срок службы соединения.

В продаже также можно встретить трубы PEX-EVOH. Что это?
Трубы PEX-EVOH отличаются они не способом сшивки, а наличием внешнего дополнительного антидиффузного слоя из поливинилэтилена, который еще больше защищает изделие от попадания внутрь трубы кислорода. По способу сшивки они могут быть любыми.

Полимерные трубы PE-RT

Термостойкий полиэтилен PERT является сравнительно новым материалом, применяемым для производства труб. В последнее время получил широкое распространение, благодаря использованию в низкотемпературных системах отопления, таких как "теплый пол". На сайте представлены несколько производителей PERT, например: трубопроводная система TECEfloor,

В отличие от обычного полиэтилена, у которого в качестве сополимера используется бутен, в PERT сополимером является октен (октилен С 8 H 16). Молекула октена имеет протяжённую и разветвленную пространственную структуру. Образуя боковые ветви основного полимера, сополимер создаёт вокруг главной цепи область взаимопереплетённых цепочек сополимера. Эти ветви соседних макромолекул образуют пространственное сцепление не за счёт образования межатомных связей как у PEX, а за счёт сцепления и переплетения своих «ветвей».

Термоустойчивый полиэтилен обладает рядом свойств сшитого полиэтилена: стойкость к высоким температурам и ультрафиолетовым лучам. Однако трубы PERT не обладают долговременной стойкостью к ВЫСОКИМ температурам и давлению, а также являются менее кислотостойким, чем из сшитого полиэтилена PEX. Сшитый полиэтилен со временем мало теряет в своей прочности, даже при высоких температурах. При этом график падения прочности прямой и легкопрогнозируемый. У PERT график при высоких температурах имеет излом, который наступает уже через два года эксплуатации. Точка излома называется критической, при достижении этой точки материал начинает активно ускорять потерю прочности. Всё это приводит к тому, что труба, которая достигла критической точки, очень быстро выходит из строя. Но происходит это при температурах теплоносителя от 80 градусах по Цельсию и выше.
То есть, использование труб PERT в низкотемпературных системах отопления, таких как "теплый пол", вполне оправдано!
У PERT есть и преимущество - в отличие от сшитого полиэтилена он является термопластическим материалом, т.е. способным к многократному расплавлению и свариванию.

РР по международной классификации - это усовершенствованный вид пластиковых труб, более прочные и устойчивые к воздействию высоких температур.
Полипропиленовая труба, в отличие от металлопластиковой трубы, представляющей собой алюминиевуюй трубку, покрытую внутри и снаружи защитным слоем пластика, - полностью пластиковая. Трубы полипропиленовые жестче металлопластиковых труб, поэтому поставляются мерными отрезками, а не в бухтах. Труба с металлической прослойкой в середине и красной маркировкой применяется для горячего водоснабжения и систем отопления.
Трубы из полипропилена делятся на три категории:

• PN 10 - для холодного водоснабжения (до +20°С) и тёплых полов (до +45°С), номинальное рабочее давление 1 МПа (10,2 кг/см²), тонкостенный вариант;
• PN 20 - для горячего водоснабжения (температура до +80°С), номинальное давление 2 МПа (20,4 кг/см²), универсальная труба;
• PN 25 - для горячего водоснабжения и центрального отопления (до +95°C), номинальное давление 2,5 МПа (25,49 кг/см²), армированные алюминиевой фольгой, любимая труба наших сантехников.

Фольга из алюминия в трубах PN 25 находится ближе к наружной стороне, чаще всего перфорирована, что позволяет не применять клей для скрепления слоев трубы.
Соединение полипропилена с алюминием значительно повышает стабильность и прочность труб. Наиболее теплостойкая разновидность полипропилена - рандом сополимер (маркировка PP Typ 3).

Преимущества полипропиленовых труб:

• пластичный, прочный материал,
• работают в диапазоне температур от -10 до 90°С, допускают кратковременное повышение температуры до 110°С,
• при замерзании воды труба из полипропилена не разрушается, а после оттаивания, труба возвращается к исходным размерам,
• абсолютно коррозионностойкие, не подвержены соляным и известковым отложениям,
• меньшие потери тепла по сравнению с металлическими трубами, благодаря низкому коэффициенту теплопроводности, как следствие - отсутствие конденсана на наружных стенках трубы.
• не токсичны, не изменяют вкус и запах протекающей по ним воды,
• бесшумны, благодаря гладкой внутренней поверхности,
• устойчивы к перепадам давления, в том числе и к гидравлическим ударам,
• простой и быстрый монтаж,
• длительный срок эксплуатации,
• трубы дешевле и легче стальных.
• экономия тепла при транспортировке горячей воды составляет от 10 до 20%, по сравнению с металлическими,
• пропускная способность трубы не уменьшается с течением времени, т.к. отсутствует химическая коррозия.

А какую именно полипропиленовую трубу лучше использовать?
Насчет цвета- абсолютно без разницы, дело вкуса.
Армированная или неармированная?
Т.к. полипропилен обладает "неприятным" свойством термического удлинения при нагреве, то неармированные полипропиленовые трубы лучше (да и дешевле) применять в системах холодного водоснабжения, а армированные - в системах отопления и горячего водоснабжения.
А зачем вообще применять неармированную трубу, если у нее столько недостатков?
А потому что дешево, к тому же в системах холодного водоснабжения температурные расширения незначительны. Хотите платить больше за армированную в данном случае? А зачем?!
Какую полипропиленовую трубу лучше использовать? С наружной армировкой или внутренней? Армировка алюминием полипропиленовых труб служит только для уменьшения их теплового расширения (сжатия) и на прочностные характеристики труб никак не влияет. Без разницы.

Какая полипропиленовая труба лучше для монтажа?
Неармированная и армированная стекловолокном, т.к. стекловолокно плавится вместе с полипропиленом и соединение получается очень прочным и качественным. Самые "хлопотные" - трубы, армированные алюминием. Перед нагревом и соединением труб с наружной армировкой и труб с внутренней армировкой слой алюминия обязательно удаляется (выскребается) при помощи специального зачистного инструмента. Это очень важно, иначе не будет качественного соединения! Трубы, армированные алюминием, считаются устаревшими, более современные и практичные - это полипропилен, армированный стекловолокном.

Канализационные трубы ПВХ (pvc)

ПВХ - жесткий, светостойкий и стойкий к щелочам, кислотам, спирту, маслам, бензину и прочим агрессивным веществам полимер.
Наличие хлора в ПВХ ограничивает применение таких труб для водоснабжения.
Канализационные трубы из поливинилхлорида применяют для обустройства безнапорной канализации, вытяжных каналов, в ливневых, дренажных конструкциях.

Достоинства труб ПВХ:

Высокая пропускная способность, кислотостойкие, морозоустойчивые, износостойкие, коррозиестойкие, способны кратковременно выдерживать температуру воды примерно 100°С, невысокая цена труб и фитингов.
Нужно отметить пониженную горючесть и чувствительность ПВХ к УФ-излучению, и повышенную химическую стойкость ПВХ по сравнению с другими полимерами.
Раструбная конструкция основных и соединительных элементов, резиновые уплотнительные кольца, расположенные в специальных канавках, обеспечивают качественное соединение труб и фитингов.
Для внутренней канализации в помещениях со стабильным температурным режимом используют трубы ПВХ серого цвета с толщиной стенки 2,2 мм.
Для наружной канализации используют трубы оранжевого цвета с толщиной стенки от 3,2 мм.
Обычно трубы ПВХ легкого типа укладывают там, где нет транспортной нагрузки на грунт, среднего типа- в зонах с небольшим движением транспорта, тяжелого типа - на участках с интенсивным транспортным движением.
В Европе сегодня практически полностью отказались от применения труб ПВХ даже в системах холодного водоснабжения. Почему? С течением времени активизируется процесс выделения хлорэтилена (канцероген), а также ПВХ горюч и при горении выделяет ядовитые газы. Поэтому сегодня трубы из ПВХ используются в Европе лишь в системах дешевой канализации. В России напорные трубы из поливинилхлорида главным образом применяются для подземных технических водопроводных сетей вне зданий.

Полипропиленовые трубы какого бренда лучше?
Лидер по качеству и цене это, конечно, Rehau - престижно, качественно и... дорого.
Существуют и другие производители, не уступающие Rehau, например финский концерн UPONOR, немецкий TECE, турецкий Firat. чешский FV Plast.
Кстати, трубы и фитинги FV Plast очень качественны, но и существенно дороже не уступающим по качеству турецким Firat или Валфекс, их армировка более однородна по ширине трубы, но это практически не влияет на технические характеристики труб. Что не советуем покупать- так это китайские трубы и фитинги, а также турецкую Pilsa, попробуйте заменить через какое-то время кусок их трубы - при нагреве получите рыхлую, как пемза массу, вместо равномерно расплавленного пластика.

Как соединить трубы без сварки?
Об этом подробно написано в этой статье

Специалисты компании "Термогород" Москва помогут Вам правильно подобрать, купить, а также смонтировать трубопроводную систему, найдут приемлемое решение по цене. Задавайте любые интересующие Вас вопросы, консультация по телефону абсолютно бесплатна, или воспользуйтесь формой "Обратная связь"
Вы останетесь довольны, сотрудничая с нами!

ВИДЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ. РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМИ ТРУБАМИ, ТРУБАМИ ПВХ, ПОЛИБУТЕНОВЫМИ ТРУБАМИ. МАРКИРОВКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ.

Выбор труб для систем водоснабжения, отопления и канализации в наше время достаточно велик.
А ведь совсем недавно для этих целей использовались почти исключительно стальные и чугунные трубы. Полимерные же материалы, появились в жизни человека сравнительно недавно - в середине XX века. Все мы довольно быстро привыкли к полиэтиленовым пакетам и сумкам, пленке для парников и цветным тазикам. Несколько позже появилась одноразовая посуда, пластиковая мебель и даже чайники из пластмассы. Сегодня нам уже предлагают оконные рамы и трубы из полимеров. Но в большинстве своем, российский потребитель с сомнением верит в надежность и долговечность полимерных труб. Слишком несерьезно выглядят цветные полимерные трубы, смотанные в бухты, как лапша, по сравнению с привычными добротными толстыми и тяжелыми стальными и чугунными трубами.

Но давайте обратимся к статистике. Что же предпочитает европейский потребитель? Более 80% труб, устанавливаемых в новых или капитально ремонтируемых домах, - трубы медные и полимерные, используемые примерно в равных количествах.

Чтобы разобраться в положительных и отрицательных свойствах полимерных труб, надо начать с полимеров. В отличие от металлов и асбестоцемента полимеры - органические вещества со всеми их достоинствами и недостатками, состоящие в близком родстве с природными высокомолекулярными - древесиной, кожей и шерстью.

Полимеры имеют целый ряд достоинств:

• Они обладают универсальной химической стойкостью и не подвержены коррозии;
• Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности стали), они достаточно прочные и эластичные;
• Полимеры легко перерабатываются в изделия, т.е. принимают заданную форму и хорошо окрашиваются;
• Теплопроводность полимеров значительно ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.

Однако полимеры не лишены и существенных недостатков:

• При нагревании прочность полимеров снижается. Как и все органические вещества, они горят, а под действием ультрафиолетовых лучей стареют (делаются хрупкими и разрушаются);
• К недостаткам следует отнести и большой (в 10 раз больше, чем у стали) коэффициент температурного расширения; правда, эластичность полимеров частично компенсирует этот недостаток.

Технологи, производящие изделия из полимеров, стараются, и не без успеха, усилить их достоинства и уменьшить недостатки. Химическая промышленность во второй половине XX века освоила производство десятков полимеров, но массовое применение, в том числе и при производстве труб, нашли 5-7 главнейших из них.
Безусловными лидерами являются полиэтилен (РЕ) , полипропилен (РР) и поливинилхлорид (РУС) .
Указанные полимеры относятся к группе термопластичных. Они способны при нагревании переходить в пластично-вязкое состояние, а при охлаждении отвердевать.
Трубы из таких полимеров получают методом экструзии (выдавливания) с помощью обогреваемого шнека (пример простейшего экструдера, но только без обогрева - домашняя мясорубка). Трубы получаются с очень гладкой поверхностью (шероховатость полимерных труб примерно в 10 раз ниже, чем стальных).

Полиэтиленовые трубы

Полиэтиленовые трубы получили наибольшее распространение. Первоначально их делали из обычного полиэтилена (вспомните прозрачную полиэтиленовую пленку). Такие трубы теряли прочность при нагреве до 50-60"С и быстро старели. Их можно было использовать для подачи только холодной воды.

В 80-е гг. химики научились связывать друг с другом линейные молекулы полиэтилена - "сшивать". Такой "сшитый" полиэтилен обладает повышенной прочностью, теплостойкостью, и стойкостью к Уф-излучению. По ним допустима транспортировка воды температурой до 95"С. Получив повышенную теплостойкость, "сшитый" полиэтилен потерял способность свариваться. В маркировке изделий "сшитый" полиэтилен обозначается РЕ-Х (буква X указывает на то, что полимер "сшит"). Трубы из сшитого полиэтилена составляют более половины от общего выпуска полимерных труб.

Трубы из "сшитого" полиэтилена РЕ-Х можно использовать не только для холодного, но и горячего водоснабжения и отопления (центрального и напольного).

Полипропиленовые трубы

Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место. Физико-механические и термические свойства этого полимера близки к сшитому полиэтилену, но в отличие от последнего он более жесткий. Поэтому полипропиленовые трубы выпускаются в виде мерных отрезков, что несколько менее удобно при транспортировке и требует большого количества соединительных элементов при монтаже. На крупных фирмах эта проблема решена: предлагаются разные варианты комплексных систем соединения - низкотемпературной сваркой и с помощью металлических комплектующих.

ПВХ - трубы

Поливинилхлорид (PVC) - очень широко используемый в строительстве полимер, в производстве труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде. Присутствие хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение таких труб для водоснабжения. Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому основные области применения ПВХ-труб - это водосточные системы и канализация.

Полибутеновые трубы

Полибутен (РВ) - полимер, так же как полиэтилен и полипропилен, из группы полиолефинов. Биологически безвреден. Трубы из полибутена более эластичны, чем из полипропилена. Полибутен характеризуется высокими прочностными показателями, стойкостью к УФ-облучению и повышенной теплостойкостью, приближаясь в этом отношении к "сшитому" полиэтилену.

Полибутеновые трубы зарекомендовали себя в сетях горячего водоснабжения и отопления (в частности, для устройства теплых полов). При 70°С и рабочем давлении в системе 0,3 МПа гарантируется 50-летний срок службы РВ-труб. Максимальная температура эксплуатации таких труб +95°С. Как и полипропиленовые, полибутеновые трубы можно сваривать, что позволяет использовать эти трубы для внутренней разводки.

Маркировка полимерных труб

Полимерные трубы маркируют по виду полимера (РЕ , РЕ-Х , РР и т.п.), по наружному диаметру и номинальному давлению (PN).
Наружные диаметры труб (в мм) для внутренней разводки представлены следующим рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 и т.д.
Кроме диаметра, трубы маркируются по толщине стенки.

Номинальное давление обычно выражают в барах: 1 бар = 0,1 МПа. Под номинальным давлением подразумевают постоянное внутреннее давление воды при 20°С, которое труба может безотказно выдерживать в течение 50 лет (например, PN=10, PN=12,5 или РМ=20).
Для оценки уровня этих параметров можно вспомнить, что рабочее давление воды в водопроводной системе не более 0,6 МПа (6 бар). Максимальное давление, которое труба может выдержать короткое время, в несколько раз выше номинального. При температуре выше 20°С срок безотказной работы полимерных труб при неизменном давлении сокращается или может остаться тем же - 50 лет, но при условии меньшего рабочего давления.

Характеристика некоторых материалов, применяемых для производства и соединительных деталей полимерных труб

Показатели	Значение показателей для материала
	ПНД (ПВП)	ПНД (ПСП)	ПВД (ПНП)				ПВДФ	ПА (пласти-фицированного)
Плотность, г/куб.см
Предел текучести при растяжении, МПа
Удлинение при разрыве, %
Модуль упругости, МПа
Коэффициент линейного расширения
Расчетное допускаемое напряжение труб, МПа

В настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности, а также в повседневной жизни. Именно поэтому во многих ситуациях необходимо предварительно подбирать полимер под определенные температурные показатели их эксплуатации.

Например, температура плавления полиэтилена составляет диапазон от 105 до 135 градусов, поэтому можно заранее выявить те сферы производства, где этот материал будет уместен к использованию.

Особенности полимеров

Каждый пластик имеет как минимум одну температуру, которая дает возможность оценить условия его непосредственной эксплуатации. Например, полиолефины, к которым относятся пластики и пластмассы, имеют невысокие значения температур плавления.

В градусах зависит от плотности, а эксплуатация данного материала допускается при параметрах от -60 до 1000 градусов.

Помимо полиэтилена, к полиолефинам относится полипропилен. Температура плавления дает возможность применять этот материал при низких температурах, хрупкость материал приобретает только при -140 градусах.

Плавление полипропилена наблюдается в диапазоне температур от 164 до 170 градусов. От -8°С данный полимер становится хрупким.

Пластик на базе темплена способен выдержать температурные параметры 180-200 градусов.

Рабочая температура эксплуатации пластиков на базе полиэтилена и полипропилена составляет диапазон от -70 до +70 градусов.

Среди пластиков, имеющих высокую температуру плавления, выделим полиамиды и фторопласты, а также ниплон. К примеру, размягчение капролона происходит при температуре 190-200 градусов, плавление данной пластической массы происходит в диапазоне 215-220°С. Невысокая температура плавления полиэтилена и полипропилена делает эти материалы востребованными в химическом производстве.

Особенности полипропилена

Данный материал является веществом, получаемым в результате реакции термопластичным полимером. Процесс осуществляется с использованием металлокомплексных катализаторов.

Условия для получения данного материала аналогичны тем, при которых можно изготавливать полиэтилен низкого давления. В зависимости от выбранного катализатора можно получать любой тип полимера, а также его смесь.

Одной из важнейших характеристик свойств этого материала является температура, при которой данный полимер начинает плавиться. При обычных условиях он является белым порошком (либо гранулами), находится в пределах до 0, 5 г/см³.

В зависимости от молекулярной структуры принято подразделять полипропилен на несколько видов:

• атактический;
• синдиотактический;
• изотактический.

У стереоизомеров существуют отличия в механических, физических, химических свойствах. К примеру, для атактического полипропилена характерна высокая текучесть, материал сходен с каучуком по внешним параметрам.

Данный материал неплохо растворяется в диэтиловом эфире. У изотактического полипропилена есть некоторые отличия по свойствам: плотности, устойчивости к химическим реагентам.

Физико-химические параметры

Температура плавления полиэтилена, полипропилена имеет высокие показатели, поэтому данные материалы в настоящее время получили широкое распространение. Полипропилен тверже, у него выше показатели стойкости к истиранию, он отлично выдерживает температурные перепады. Его размягчение начинается с 140 градусов, несмотря на то, что показатель температуры плавления составляет 140°С.

Данный полимер не подвергается коррозионному растрескиванию, отличается устойчивостью к ультрафиолетовому облучению и кислороду. При добавлении к полимеру стабилизаторов подобные свойства снижаются.

В настоящее время в промышленных отраслях применяют разнообразные виды полипропилена и полиэтилена.

Полипропилен обладает неплохой химической устойчивостью. Например, при помещении его в органические растворители, возникает лишь незначительное его набухание.

В случае повышении температуры до 100 градусов, материал может растворяться в ароматических углеводородах.

Наличие в молекуле третичных углеродных атомов объясняет стойкость полимера к повышенным температурам и влиянию прямых солнечных лучей.

При отметке 170 градусов происходит плавление материала, теряется его форма, а также основные технические характеристики. Современные отопительные системы не рассчитаны на подобные значения температур, поэтому вполне можно использовать полипропиленовые трубы.

При кратковременном изменении уровня температуры изделие способно сохранить свои характеристики. При длительной эксплуатации изделия из полипропилена при показателях температуры больше 100 градусов существенно сократится срок их максимальной эксплуатации.

Специалисты советуют покупать армированные изделия, которые в минимальной степени подвергаются деформациям при повышении температуры. Дополнительная изоляция и внутренний алюминиевый либо стекловолокнистый слой помогут защитить изделие от расширения, увеличат срок его эксплуатации.

Отличия полиэтилена от полипропилена

Температура плавления полиэтилена незначительно отличается от Оба материала в случае нагревания размягчаются, затем плавятся. Они устойчивы к механическим деформациям, являются отличными диэлектриками (не проводят электрический ток), обладают незначительным весом, не способны вступать во взаимодействие со щелочами и растворителями. Несмотря на многочисленное сходство, есть между этими материалы и некоторые отличия.

Так как температура плавления полиэтилена имеет меньшее значение, он менее стоек к воздействию ультрафиолетового излучения.

Обе пластмассы находятся в твердом агрегатном состоянии, не имеют запаха, вкуса, цвета. Полиэтилен низкого давления обладает токсичными свойствами, пропилен абсолютно безопасен для человека.

Температура плавления находится в диапазоне от 103 до 137 градусов. Материалы используют при изготовлении косметических средств, бытовой химии, декоративных вазонов, посуды.

Отличия полимеров

В качестве основных отличительных характеристик полиэтилена и полипропилена выделим их устойчивость к загрязнению, а также прочность. У этого материала отличные теплоизоляционные характеристики. Полипропилен лидирует по этим показателям, поэтому он применяется в настоящее время в больших объемах, чем вспененный полиэтилен, температура плавления которого имеет меньшее значение.

Сшитый полиэтилен

Температура плавления сшитого полиэтилена значительно выше, чем у обычного материала. Данный полимер представляет собой модифицированную структуру связей между молекулами. Основу структуры составляет этилен, полимеризированный под высоким давлением.

Именно у этого материала самые высокие технические характеристики из всех полиэтиленовых образцов. Полимер применяют для создания прочных деталей, которые способны выдерживать разные химические, механические нагрузки.

Высокая температура плавления полиэтилена в экструдере предопределяет области использования данного материала.

В сшитом полиэтилене широкоячеистая сетчатая структура молекулярных связей, образуемая при появлении в структуре поперечных цепочек, состоящих из водородных атомов, которые объединены в трехмерную сетку.

Технические параметры

Помимо высокой прочности и плотности, сшитый полиэтилен имеет оригинальные свойства:

• плавление при 200 градусах, разложение на углекислый газ и воду;
• увеличение жесткости и прочности при уменьшении величины удлинения на разрыв;
• устойчивость к агрессивным химическим веществам, биологическим разрушителям;
• «память формы».

Недостатки сшитого полиэтилена

Этот материал при воздействии ультрафиолетового облучения постепенно разрушается. Кислород, проникая в его структуру, разрушает данный материал. Для того чтобы устранить эти недостатки, изделия покрывают специальными защитными оболочками, изготовленными из иных материалов, либо наносят на них слой краски.

Получаемый материал имеет универсальные свойства: стойкость к разрушителям, прочность, высокую температуру плавления. Они позволяют использовать сшитый полиэтилен для изготовления труб горячего или холодного водоснабжения, изоляции кабеля высокого напряжения, создания современных строительных материалов.

В заключение

В настоящее время полиэтилен и полипропилен считаются одними из самых востребованных материалов. В зависимости от условий протекания процесса можно получать полимеры с заданными техническими характеристиками.

Например, создавая определенное давление, температуру, выбирая катализатор, можно контролировать процесс, направлять его в сторону получения молекул полимера.

Получение пластмасс, которые обладают определенными физическими и химическими характеристиками, позволило существенно расширить сферы их использования.

Производители изделий из этих полимеров стараются совершенствовать технологии, увеличить срок эксплуатации продукции, повышать их устойчивость к перепадам температур, воздействию прямых солнечных лучей.

Представляет собой воскообразную массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, изолятор , не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80-120°С), при охлаждении застывает, адгезия - чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном - похожим материалом растительного происхождения.

Получение

На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:

Получение полиэтилена высокого давления

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) образуется при следующих условиях:

• температура 200-260 °C ;
• давление 150-300 МПа ;
• присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);

в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 . Жидкий продукт впоследствии гранулируют . Реакция идёт в расплаве.

Получение полиэтилена среднего давления

Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:

• температура 100-120 °C;
• давление 3-4 МПа;
• присутствие катализатора (катализаторы Циглера - Натта , например, смесь TiCl 4 и R 3);

продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.

Получение полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуется при следующих условиях:

• температура 120-150 °C;
• давление ниже 0.1 - 2 МПа;
• присутствие катализатора (катализаторы Циглера-Натта, например, смесь TiCl 4 и R 3);

Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.

Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2- и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.

Другие способы получения полиэтилена

Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.

Модификации полиэтилена

Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путём получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом , полиизобутиленом, каучуками и т. п.

На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации - привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.

Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЭ-С (PE-X) . Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счёт этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.

Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.

Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n ≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C 1 -С 4 , молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.

Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена:
Показатель	ПЭВД	ПЭСД	ПЭНД
Общее число групп СН 3 на 1000 атомов углерода:
Число концевых групп СН 3 на 1000 атомов углерода:
Этильные ответвления
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH 2), %
винилиденовых двойных связей (), %
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), %
Степень кристалличности, %
Плотность, г/см³

Полиэтилен низкого давления (HDPE)

Физико-химические свойства ПЭНД при 20°C:
Параметр	Значение
Плотность, г/см³
Разрушающее напряжение, кгс/см²
при растяжении
при статическом изгибе
при срезе
относительное удлинение при разрыве, %
модуль упругости при изгибе, кгс/см²
предел текучести при растяжении, кгс/см²
относительное удлинение в начале течения, %	При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 °C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде . Под высоким давлением может быть растворён в перегретой до 180 °C воде . Со временем, деструктурирует с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др. Полиэтилен низкого давления (HDPE) применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды. Переработка Полиэтилен (кроме сверхмолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия , экструзия с раздувом, литьё под давлением , пневматическое формование . Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком. Применение Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочных, например, пузырчатая упаковка или скотч), Тара (бутылки , банки , ящики , канистры , садовые лейки , горшки для рассады) Полимерные трубы для канализации , дренажа , водо-, газоснабжения. Полиэтиленовый порошок используется как термоклей . Броня (бронепанели в бронежилетах) Корпуса для лодок , вездеходов Деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.; Малотоннажная марка полиэтилена - так называемый «сверхвысокомолекулярный полиэтилен», отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только литьём. n CH 2 =CH(CH 3) → [-CH 2 -CH(CH 3)-] n Международное обозначение – PP. Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси. Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4-0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным. Молекулярное строение По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом; Физико-механические свойства В отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 г/см 3 , что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140 °C, температура плавления 175 °C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов). Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении. Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице: Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице: Физико-механические свойства полипропилена различных марок Показатели / марка 01П10/002 02П10/003 03П10/005 04П10/010 05П10/020 06П10/040 07П10/080 08П10/080 09П10/200 Насыпная плотность, кг/л, не менее Показатель текучести расплава, г/10 мин Относительное удлинение при разрыве, %, не менее Предел текучести при разрыве, кгс/см² , не менее Стойкость к растрескиванию, ч, не менее Теплостойкость по методу НИИПП, °C Полиэтилен (ПЭ) : физико-химические и потребительские свойства, структура потребления, области применения полиэтилена Полиолефины представляют собой самый распространенный тип полимеров получаемых реакциями полимеризации и сополимеризации непредельных углеводородов (этилена, пропилена, бутилена и других альфа-олефинов). Около 50% производимого в мире этилена используется для получения полиэтилена. Химическая структура молекулы полиэтилена проста и представляет собою цепочку атомов углерода, к каждому из которых присоединены две молекулы водорода. Полиэтилен (ПЭ) [–СН2-СН2–]n существует в двух модификациях, отличающихся по структуре, а значит, и по свойствам. Обе модификации получаются из этилена СН2=СН2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации (СП) обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150 0С) и давлениях (до 20 атм.). Полиэтилен - термопластичный полимер, непрозрачен в толстом слое, кристаллизуется в диапазоне температур от минус 60 °С до минус 369 °С; не смачивается водой, при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных; ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать. Этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП); полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП); а также еще на линейный полиэтилен. ПЭВД полимеризуется радикальным способом под давле¬нием от 1000 до 3000 атмосфер и при температуре 180 градусов. Инициатором служит кислород. ПЭНД полимеризуется при давлении не менее 5 атмосфер и температуре 80 градусов при помощи катализаторов Циглера-Натта и органического растворителя. Линейный полиэтилен (есть еще название полиэтилен среднего давления) получают при 30-40 атмосферах и температуре около 150 градусов. Такой полиэтилен является как бы «промежуточным» продуктом между ПЭНД и ПЭВД, что касается свойств и качеств. Не так давно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые катализаторы. Смысл технологии заключается в том, что удается добиться более высокой молекулярной массы полимера, это, соответственно, увеличивает прочность изделия. По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру. Также отличия проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности. Сравнительная характеристика полиэтилена высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД) Основной причиной, вызывающей различия в свойствах ПЭ, является разветвленность макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Paзветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100 %; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП. Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность. Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Они могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С. Полиэтилены, являясь предельными углеводородами, стойки по отношению ко многим агрессивным средам (кислотам, щелочам и т.д.) и органическим жидкостям. Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение. Срок старения увеличивают за счет специальных добавок - противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа). Вязкость расплава ПЭНП выше, чем ПЭВП, поэтому он перерабатывается в изделия легче. По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам, диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от минус 80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств. Полиэтилен низкого давления PEHD Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью отдельных марок до 110 0С. Допускает охлаждение до -80 0С. Температура плавления марок: 120-135 0С. Температура стеклования: ок. -20 0С. Дает блестящую поверхность. Характеризуется хорошей ударной прочностью и большей теплостойкостью по сравнению с LDPE. Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, проницаемость для газов и паров. Наблюдается высокая ползучесть при длительном нагружении. Имеет очень высокую химическую стойкость (больше, чем у LDPE). Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Биологически инертен. Легко перерабатывается. Показатели (23 0С) Значения для ненаполненных марок Плотность 0,94-0,97 г/см3 Теплостойкость по Вика (в жидкой среде, 50 0С/ч, 50Н) Предел текучести при растяжении (50 мм/мин) Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин) Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин) Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом) Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30с) Удельное поверхностное электрическое сопротивление 10^14-10^15 Ом Водопоглощение (24 ч, влажность 50%) Полиэтилен ПНД (высокой плотности) применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек). При этом стоит отметить, что по сравнению с другими областями, опережающими темпами растет использование ПЭНД для производства упаковочных пленок. ПЭ НД находит также применение в производстве труб и деталей трубопроводов, где используются такие достоинства материала как долговечность (срок службы - 50 лет), простота стыковой сварки, дешевизна (в среднем на 30% ниже по сравнению с металлическими трубами). Полиэтилен высокого давления Другие обозначения: PE-LD, PEBD (французское и испанское обозначение). Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120 °С). Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. Склонен к растрескиванию при нагружении. Не отличается стабильностью размеров. Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Имеет очень высокую химическую стойкость. Не стоек к жирам, маслам. Не стоек к УФ-излучению. Отличается повышенной радиационной стойкостью. Биологически инертен. Легко перерабатывается. Характеристики марочного ассортимента (минимальные и максимальные значения для промышленных марок) Примеры применения Полиэтилен ПВД (низкой плотности) используется в основном в производстве пищевых, технических, сельскохозяйственных пленок и для изоляции трубопроводов. В последние годы за рубежом наиболее активно растет объем потребления и производства линейного полиэтилена низкой плотности, который в ряде зарубежных стран в значительной степени вытеснил из основных сегментов рынка (производство пленок) ПЭНП. Линейный полиэтилен LLDPE Другие обозначения: PE-LLD, L-LDPE Легкий эластичный кристаллизующийся материал. Теплостойкость до 118 0С. Имеет большую стойкость к растрескиванию, ударную прочность и теплостойкость, чем полиэтилен низкой плотности (LDPE). Биологически инертен. Легко перерабатывается. Дает меньшее коробление и большую стабильность размеров, чем LDPE. Характеристики марочного ассортимента (минимальные и максимальные значения для промышленных марок) Примеры применения Упаковка. Контейнеры (в том числе для пищевых продуктов), емкости. Сэвилен: TУ 6-05-1636-97 Сэвилен – сополимер этилена с винилацетатом – представляет собой высокомолекулярное соединение, относящееся к полиолефинам. Получают его методом, аналогичным методу производства полиэтилена низкой плотности (высокого давления). Сэвилен превосходит полиэтилен по прозрачности и эластичности при низких температурах, обладает повышенной адгезией к различным материалам. Свойство сэвилена зависят, главным образом, от содержания винилацетата (5-30 вес. %). С повышением содержания винилацетата кристалличность, разрушающее напряжение при растяжении, твердость, теплостойкость уменьшаются, в то время кок плотность, эластичность, прозрачность, адгезия увеличиваются. Сэвилен с содержанием винилацетата до 15% (марки 11104-030, 11306-075) перерабатывается теми же методами, что и полиэтилен низкой плотности, но переработка экструзией и литьем под давлением ведется при более низкой температуре. Из сэвилена марок 11104-030, 11306-075 можно изготавливать выдувные изделия, шланги, прокладки, игрушки. Из этих же марок сэвилена получают атмосферостойкие, прозрачные пленки, обладающие, по сравнению с полиэтиленовыми пленками, более низкой температурой плавления. Высокие адгезионные свойства сэвилена и хорошая совмещаемость с восками дает возможность для использования его в качестве покрытия бумаги и картона при производстве тары. Для этих целей применяется сэвилен с содержанием винилацетата 21-30 вес. % (марки 11507-070, 11708-210, 11808-340). Важной областью использования сэвилена является приготовление на его основе клеев-расплавов. Клеи-расплавы не содержат растворителей, при комнатной температуре – это твердые вещества. Используются они в расплавленном виде при температуре 120 – 200С. Для получения клеев-расплавов служит сэвилен, содержащий 21 -30 вес.% винилацетата (марки 11507-070, 11708-210, 11808-340). Клеи-расплавы на основе сэвилена широко применяются в полиграфической, мебельной, обувной и других отраслях промышленности. Сэвилен хорошо совмещается с различными наполнителями, что обусловливает широкое распространение наполненных продуктов. Таблица качественных показателей марок сэвилена ТУ 6-05-1636-97 Наименование показателей Сэвилен 11104-030 Сэвилен 11205-040 Сэвилен 11306-075 Сэвилен 11407-027 Сэвилен 12206-007 Сэвилен 12306-020 Плотность, г/см2 Показатели текучести расплава, г/10 мин, в пределах: при t=190 0С Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, % Массовая доля винилацетата, % в пределах Кол-во включений, шт. не более Прочность при разрыве, МПа (кгс/см2), не менее Относительное удлинение при разрыве %, не менее Адгезионная прочность, Н/мм (кгс/см), не менее Стойкость к термоокислительному старению, ч, не менее, для рецептур 02, 03, 06 Стойкость к термоокислительному старению, ч, не менее, для рецептур 05,07 не нормируется не нормируется не нормируется Метод перераьотки экструзия, литье экструзия, литье, компаундирование экструзия экструзия, литье экструзия, литье Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств ПЭ определяет его потребительские свойства и позволяет широко применять во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, легкой, медицине и др.). Структура потребления ПЭ, % Изоляция электрических проводов . Высокие диэлектрические свойства полиэтилена и его смесей с полиизобутиленом, малая проницаемость для паров воды позволяют широко использовать его для изоляции электропроводов и изготовления кабелей, применяемых в различных средствах связи (телефонной, телеграфной), сигнальных устройствах, системах диспетчерского телеуправления, высокочастотных установках, для обмотки проводов двигателей, работающих в воде, а также для изоляции подводных и коаксиальных кабелей. Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по срав¬нению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений. В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами. Пленки и листы. Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП. Пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной, до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м. Кроме тонких пленок, из ПЭ изготовляют листы толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования. Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары). Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования. Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу. Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань. Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок - мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей. На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм. ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления. Трубы. Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки. Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья. Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках. Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60 0С, а из ПЭВП - до 100 0С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60 0С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии. Формование и литьевые изделия . Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С. Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п. Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтиле¬на объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики. Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена. С привлечением растворных технологий получают ЛПЭНД, для высококачественных упаковочных пленок, марки полиэтилена для изготовления изде¬лий методами литья и ротационного формования. Газофазным методом производят марочный ассортимент полиэтилена, предназначенный для изготовления товаров народного потребления. Пластмассы Цепочки молекул полипропилена. Предметы быта, полностью или частично сделанные из пластмассы Пластма́ссы (пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики - органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров. Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние . История Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году . Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название - целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (например, жевательной резинки , шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (таких, как резина , нитроцеллюлоза , коллаген , галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит , эпоксидная смола , поливинилхлорид , полиэтилен и другие). Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью . В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Даниэля Спилла , бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом . Типы пластмасс В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на Термопласты (термопластичные пластмассы ) - при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние. Реактопласты (термореактивные пластмассы ) - отличаются более высокими рабочими температурами, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств. Получение Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации , поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля , нефти или природного газа . При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен). Методы обработки Литьё/литьё под давлением Прессование Виброформование Вспенивание Отливка Сварка Механическая обработка Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией , вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов . Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла . Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха. Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами. Пластмасса может быть обработана на токарном станке , может фрезероваться . Для распиливания может применяться ленточные пилы , дисковые пилы и карборундовые круги. Сварка Соединение пластмасс между собой может осуществляться механическим путем с помощью болтов, заклепок, склеиванием, растворением с последующим высыханием, а также при помощи сварки. Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам. Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счет контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определенных условиях: Повышенная температура. Ее величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния. Плотный контакт свариваемых поверхностей. Оптимальное время сварки - время выдержки. Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс. На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы. Применяются различные виды сварки пластмасс: Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки Сварка экструдируемой присадкой Контактно-тепловая сварка оплавлением Контактно-тепловая сварка проплавлением Сварка в электрическом поле высокой частоты Сварка термопластов ультразвуком Сварка пластмасс трением Сварка пластмасс излучением Химическая сварка пластмасс Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией.