Acerca del plástico PE

Polietileno PE

(C2H4)n

PEl olietileno es una resina termoplástica obtenida polimerizando etileno. En la industria, también se incluyen copolímeros de etileno con pequeñas cantidades de alfa-olefinas. Polietileno inodoro, no tóxico, se siente como cera, con excelente rendimiento a baja temperatura (temperatura mínima hasta -100 ~ -70 ° C), estabilidad química, resistencia a la mayoría de la erosión ácido-base (intolerancia a la oxidación Naturaleza del ácido). Insoluble en disolventes normales a temperatura ambiente, absorción de agua, excelente aislamiento eléctrico.

Plástico PE

• Polietileno de alta densidad (HDPE)

& quot; Polietileno de alta densidad" ;, denominado" HDPE." El HDPE es una resina termoplástica no polar de alto grado de cristalinidad. La apariencia del HDPE original era de color blanco lechoso.

El HDPE es una poliolefina termoplástica producida por la copolimerización de etileno. Aunque el HDPE se introdujo en 1956, el plástico no ha alcanzado el nivel de madurez. Este versátil material sigue desarrollando sus nuevos usos y mercados.

Las principales características

El HDPE es una resina termoplástica no polar de alta cristalinidad. El HDPE virgen tiene una apariencia blanca lechosa y una apariencia algo translúcida en una sección delgada. El PE tiene una excelente resistencia a la mayoría de los productos químicos industriales y de vida. Ciertos tipos de productos químicos pueden causar corrosión química, como oxidantes corrosivos (ácido nítrico concentrado), hidrocarburos aromáticos (xileno) e hidrocarburos halogenados (tetracloruro de carbono). El polímero no es higroscópico y tiene buena resistencia al vapor de agua para aplicaciones de embalaje. El HDPE tiene buenas propiedades eléctricas, especialmente alta rigidez dieléctrica, lo que lo hace adecuado para alambres y cables. Los grados de peso molecular medio a alto tienen una excelente resistencia al impacto, tanto a temperatura ambiente como a temperaturas bajas de -40 ° F. Las propiedades únicas del HDPE son la combinación adecuada de cuatro variables básicas: Las diferentes densidades, pesos moleculares, distribuciones de peso molecular y aditivos se utilizan para producir polímeros especiales hechos a medida. Estas variables se combinan para producir grados de HDPE para diferentes aplicaciones; el mejor equilibrio de rendimiento.

Densidad

Esta es la principal variable que determina las características del HDPE, aunque las cuatro variables mencionadas sí se afectan entre sí. El etileno es la principal materia prima del polietileno. Algunos otros comonómeros, como 1-buteno, 1-hexeno o 1-octeno, también se utilizan con frecuencia para mejorar las propiedades de los polímeros. Para el HDPE, el contenido de estos pocos monómeros generalmente no supera el 1% -2%. La adición de comonómero disminuye ligeramente la cristalinidad del polímero. Este cambio se mide generalmente por la densidad, la densidad y la tasa de cristalización fue lineal. La clasificación general de los Estados Unidos de acuerdo con los requisitos de ASTM D1248, densidad de HDPE 0.940g /. C o más; rango de densidad de polietileno de densidad media (MDPE) 0.926 ~ 0.940g / CC. Otras taxonomías a veces clasifican MDPE como HDPE o LLDPE. Los homopolímeros tienen la densidad más alta, la rigidez máxima, la buena impermeabilidad y el punto de fusión más alto, pero generalmente tienen una ESCR pobre. ESCR es la capacidad del PE para resistir el agrietamiento causado por estrés mecánico o químico. Las densidades más altas generalmente mejoran la resistencia mecánica, como la resistencia a la tracción, la rigidez y la dureza; propiedades térmicas como el punto de ablandamiento y la temperatura de distorsión por calor; e impermeabilidad, como permeabilidad al aire o permeabilidad al vapor de agua. Una densidad más baja mejora su resistencia al impacto y E-SCR. La densidad del polímero está influenciada principalmente por la adición de comonómero pero en menor grado por el peso molecular. El alto porcentaje de peso molecular da lugar a una ligera disminución de la densidad. Por ejemplo, los homopolímeros tienen diferentes densidades en un rango más amplio de pesos moleculares.

Producción y catalizador

El método más común de producción de PE es mediante procesamiento en suspensión o en fase gaseosa, y algunos se producen mediante procesamiento en fase de solución. Todos estos procesos son reacciones exotérmicas que involucran monómeros de etileno, monómeros de alfa-olefina, sistemas catalíticos (que pueden ser más de un compuesto) y varios tipos de diluyentes de hidrocarburos. Se utilizan hidrógeno y algunos catalizadores para controlar el peso molecular. Los reactores de suspensión son típicamente tanques agitados o un reactor de bucle grande más comúnmente utilizado donde la suspensión se hace circular y se agita. Cuando el etileno y el comonómero (según sea necesario) entran en contacto con el catalizador, se forman partículas de polietileno. Después de eliminar el diluyente, los gránulos o gránulos de polietileno se secan y se dosifican con aditivos para producir gránulos. La modernización de un gran reactor con una extrusora de doble tornillo produce PE 400.000 libras por hora o más. El desarrollo de nuevos catalizadores ha contribuido a mejorar el rendimiento de nuevos grados de HDPE. Los dos tipos de catalizadores más utilizados son los catalizadores Phillips basados ​​en óxido de cromo y los catalizadores de monoalquilaluminio compuestos de titanio. El HDPE producido por catalizadores tipo Philip tiene una distribución de peso molecular de ancho medio; el catalizador de mono-alquilaluminio tiene una distribución de peso molecular estrecha. Los catalizadores para la producción de polímeros MDW estrechos que utilizan reactores compuestos también se pueden utilizar para producir grados MDW anchos. Por ejemplo, dos reactores en tándem que producen productos de peso molecular significativamente diferentes pueden producir polímeros de peso molecular bimodal con una distribución de peso molecular de ancho completo.

Peso molecular

Los pesos moleculares más altos dan como resultado viscosidades del polímero más altas, aunque la viscosidad también está relacionada con la temperatura y la velocidad de cizallamiento utilizadas para la prueba. El peso molecular del material se caracteriza por mediciones reológicas o de peso molecular. Los grados de HDPE generalmente tienen un rango de peso molecular de 40 000 a 300 000. El peso molecular promedio en peso corresponde aproximadamente al rango de índice de fusión de 100 a 0. 029/10 minutos. Generalmente, un MW más alto (MI de índice de fusión más bajo) mejora la resistencia de la fusión, una mejor tenacidad y ESCR, pero un MW más alto lo permite.

Procesando

El proceso es más duro y requiere mayor presión o temperatura.

Distribución de peso molecular (MWD): La WD de PE varía de estrecha a ancha según el catalizador y el proceso utilizado.

El índice de medición de MWD más comúnmente utilizado es el Índice de Uniformidad (HI) que es igual al peso molecular promedio en peso (MW) dividido por el peso molecular promedio en número (Mn). Este rango de índice para todos los grados de HDPE es 4-30. La MWD estrecha proporciona un bajo alabeo y un alto impacto durante el moldeado. MWD de medio a ancho proporciona procesabilidad para la mayoría de los procesos de extrusión. La amplia MWD también mejora la resistencia al derretimiento y la resistencia a la fluencia.

Aditivo

Se agregan antioxidantes para evitar la degradación del polímero durante el procesamiento y para evitar la oxidación del producto terminado durante su uso. Los aditivos antiestáticos se utilizan en muchos tipos de envases para reducir la adherencia de las botellas o envases a la suciedad y la suciedad. Las aplicaciones específicas requieren formulaciones de aditivos especiales, como los usos de alambres y cables relacionados con los inhibidores de cobre. Se puede agregar una excelente resistencia a la intemperie y a los rayos UV (o la luz del día) agregando aditivos anti-UV. Sin PE añadido anti-UV o negro de humo, se recomienda no seguir utilizándolo en exteriores. Los pigmentos de negro de humo de alta calidad brindan una excelente resistencia a los rayos UV y se pueden usar al aire libre con frecuencia, como alambres, cables, canales o tuberías.

Método de procesamiento

El PE se puede fabricar utilizando una amplia gama de diferentes métodos de procesamiento. Utilizando etileno como materia prima principal, propileno, 1-buteno y hexeno como interpolímeros, el proceso de polimerización en suspensión o de polimerización en fase gaseosa se lleva a cabo bajo la acción del catalizador, y el polímero obtenido se somete a evaporación súbita, se separa, se seca y se granula, etc. obtener un producto acabado uniforme. Incluyendo extrusión de láminas, extrusión de películas, extrusión de tubos o perfiles, moldeo por soplado, moldeo por inyección y moldeo rotacional.

Diagrama de estructura atómica PE

▲ extrusión:. Los grados utilizados para la extrusión suelen tener un índice de fusión de menos de 1 y una MWD amplia a amplia. El bajo MI logra una resistencia a la fusión adecuada durante el procesamiento. Los grados MWD son más adecuados para la extrusión porque tienen velocidades de producción más altas, una presión de matriz más baja y una tendencia reducida a la fractura por fusión.

El PE tiene muchas aplicaciones de extrusión como alambres, cables, mangueras, tubos y perfiles. Las aplicaciones de los tubos van desde tubos amarillos de sección pequeña para gas natural hasta tubos negros de pared gruesa para tubos de 48 pulgadas de diámetro para aplicaciones industriales y urbanas. Las tuberías de paredes huecas de gran diámetro se utilizan como sustitutos de las tuberías de drenaje de hormigón y otras tuberías de alcantarillado para crecer rápidamente.

Lámina y termoformado: los revestimientos termoformados para muchos contenedores refrigerados de picnic grandes están hechos de PE para brindar resistencia, peso liviano y durabilidad. Otros productos de láminas y termoformados incluyen defensas, revestimientos de tanques, cestas para recipientes Cajas de transporte y latas. Una gran cantidad de aplicaciones de láminas de rápido crecimiento son mantillo o fondo de estanque que se basa en MDPE por su tenacidad, resistencia química e impermeabilidad.

▲ moldeo por soplado: HDPE1 / 3 vendido en los Estados Unidos para fines de moldeo por soplado. Estos van desde botellas llenas de lejía, aceite de motor, detergentes, leche y agua destilada hasta refrigeradores grandes, tanques de combustible para automóviles y cartuchos. Las propiedades como la resistencia a la fusión, ES-CR y tenacidad son similares a las que se utilizan para las aplicaciones de láminas y termoformado, por lo que se pueden utilizar grados similares.

El moldeo por inyección-soplado se usa a menudo para hacer recipientes más pequeños (menos de 16 onzas). Una ventaja de este proceso para el envasado de productos farmacéuticos, champús y cosméticos es que la botella se desbarba automáticamente sin el habitual moldeo por soplado de ese paso posterior al acondicionamiento. Aunque se usan algunos grados de MWD estrechos para mejorar el acabado de la superficie, comúnmente se usan los grados de MWD de ancho a ancho.

▲ Inyección: Existen innumerables aplicaciones de HDPE, que van desde vasos reutilizables para bebidas de paredes delgadas hasta latas de 5-GSL, que consumen 1/5 de la producción nacional de HDPE con índice de fusión general de grado de inyección de 5 a 10, con tenacidad. Los grados de flujo bajo y los grados de grado de flujo más alto para la trabajabilidad incluyen productos de paredes delgadas para las necesidades diarias y el envasado de alimentos; latas de pintura y comida resistentes y duraderas; alta resistencia a aplicaciones de agrietamiento por estrés ambiental, como tanques de combustible de motores pequeños y botes de basura de 90 gal &.

▲ Moldeo rotacional: los materiales que se mecanizan con este método generalmente se trituran en un material en polvo que se derrite y fluye en ciclos térmicos. Se utilizan dos tipos de PE. Los grados de MDPE / HDPE de uso general y de uso general reticulables suelen tener una densidad de 0,935 a 0,945 g / cc con una MWD estrecha para proporcionar un alto impacto y una deformación mínima de los productos con un índice de fusión típicamente en el rango de 3-8. Los grados de MI más altos no son generalmente adecuados porque no poseen el impacto deseado y la resistencia al agrietamiento por tensión ambiental de los artículos moldeados por rotación.

Las aplicaciones de moldeo rotacional de alto rendimiento utilizan las propiedades únicas de sus grados químicamente reticulables. Estos grados son fluidos en la primera etapa del ciclo de moldeo y luego se reticulan para formar su excelente resistencia al agrietamiento por tensión ambiental y la tenacidad. Resistencia a la abrasión y resistencia a la intemperie. El PE reticulable es especialmente adecuado para contenedores grandes que van desde 500 galones de tanques de almacenamiento de productos químicos hasta 20,000 galones de tanques de almacenamiento agrícola.

▲ Película: el procesamiento de película de PE se usa generalmente procesamiento de película soplada ordinaria o procesamiento de extrusión, la mayor parte del PE para la película, PE general de baja densidad (LDPE) o PE lineal de baja densidad (LLDPE) están disponibles. para superior La estirabilidad y excelente impermeabilidad del lugar. Por ejemplo, la película de HDPE se usa comúnmente en bolsas de productos básicos, bolsas de comestibles y empaques de alimentos.

Rendimiento del producto

El polietileno de alta densidad es partículas blancas no tóxicas, insípidas e inodoros, el punto de fusión es de aproximadamente 130 ℃, la densidad relativa de 0.941 ~ 0.960. Tiene buena resistencia al calor y al frío, estabilidad química, pero también tiene alta rigidez y tenacidad, buena resistencia mecánica. Propiedades dieléctricas, resistencia al agrietamiento por estrés ambiental también es mejor.

Embalaje y almacenaje

El almacenamiento debe estar lejos del fuego, el aislamiento térmico, el almacén debe mantenerse seco, limpio, sin mezcla de impurezas, sin sol ni lluvia. El transporte debe almacenarse en cabinas limpias, secas y cubiertas o en cabinas sin objetos afilados como clavos. Operación mixta de hidrocarburos aromáticos no inflamables, hidrocarburos halogenados y otros disolventes orgánicos.

reciclar y reutilizar

El HDPE es la parte de más rápido crecimiento del mercado de reciclaje de plásticos. Esto se debe principalmente a su facilidad de reprocesamiento, mínima degradación y su amplio uso en aplicaciones de envasado. El reciclaje principal es el uso de un 25% de material reciclado, como los consumibles posconsumo (PCR), con HDPE virgen para su reprocesamiento para fabricar botellas que no entran en contacto con alimentos.

Polietileno de baja densidad (LDPE)

Un material plástico que es adecuado para una variedad de procesos de moldeo en termoformado. Procesamiento de conformado, como moldeo por inyección, extrusión, moldeo por soplado, moldeo rotativo, revestimiento, tecnología de espuma, termoformado, soldadura por aire caliente, soldadura térmica.

El objetivo principal

LDPE es para productos de película, adecuado para películas, películas de embalaje, materiales de aislamiento de cables, moldeo por inyección y productos de espuma.

Tales como película agrícola, película de acolchado de película, láminas de plástico, película de invernadero vegetal; películas de embalaje como caramelos, verduras, envases de alimentos congelados; envasado de líquidos film soplado (leche, salsa de soja, jugo, tofu, leche de soja) Bolsas, film retráctil para envasado, film elástico, film forrado; Película arquitectónica, película de embalaje industrial general y bolsas para alimentos. El LDPE también se utiliza en productos moldeados por inyección, como envases pequeños, tapas, productos para el hogar, flores de plástico, moldeo por soplado y estiramiento de un envase de plástico. Equipos médicos, productos farmacéuticos y materiales de envasado de alimentos, tubos extruidos, láminas, revestimiento de alambres y cables, perfiles, termoformado y otros productos; moldeo por soplado de productos de moldeo hueco, como contenedores de alimentos con productos lácteos y mermeladas, medicamentos, cosméticos, productos químicos Contenedores de productos, tanques y más.

método de producción

El polietileno de baja densidad por método de polimerización se puede dividir en método de alta presión y método de baja presión. Según el tipo de reactor se puede dividir en método de tanque y tubo. Etileno como materia prima, en el reactor, bajo la acción del iniciador a la reacción de polimerización por compresión de alta presión, el material del reactor, después de eliminar el etileno sin reaccionar por el separador, la granulación por extrusión en fusión, secado, mezclado junto, enviado al empaque .

Rendimiento del producto

El polietileno de baja densidad son partículas nacaradas de color blanco lechoso. Acabado mate no tóxico, insípido, inodoro. Densidad de 0,916 ~ 0,930 g / centímetro cúbico. Las propiedades son más suaves, con buena extensibilidad, aislamiento eléctrico, estabilidad química, procesabilidad y resistencia a baja temperatura (resistente a -70 ℃), pero la resistencia mecánica, barrera contra la humedad, barrera para gases y mala resistencia a los disolventes. La estructura molecular no es regular, el grado de cristalinidad (55% ~ 65%) es bajo, el punto de fusión del cristal (108 ~ 126 ℃) también es bajo.

Embalaje y almacenaje

El producto se envasa en una bolsa de película de reenvasado de polietileno, que se puede envasar con una bolsa tejida de polipropileno de acuerdo con los requisitos del usuario &. El producto debe almacenarse en un almacén limpio y seco, que pueda ser transportado por tren, automóvil y barco. El almacenamiento y el transporte deben prestar atención a la prevención del fuego, el agua, el sol, el polvo y la contaminación. Los medios de transporte deben mantenerse limpios y secos. No debe haber objetos afilados como clavos,

• LLDPE

(LLDPE) es una polimerización de etileno a alta o baja presión con una pequeña cantidad de alfa-olefinas superiores (como buteno-1, hexeno-1, octeno-1, tetrametilpenteno-1, etc.) bajo la acción de un catalizador Densidad a 0.915 ~ 0.940 g / centímetro cúbico. Sin embargo, de acuerdo con ASTM D-1248-84, el rango de densidad de 0.926 ~ 0.940 g / cm3 es de polietileno de densidad media (MDPE). La nueva generación de LLDPE amplía su densidad a plastómeros (0,890 a 0,915 g / cm3) y elastómeros (& lt; 0,890 g / cm3). Sin embargo, SPI y APC solo nombraron a LLDPE' s gama de Union Carbide y Dow Chemical Company por sus ventas anteriores de plastómeros y elastómeros como polietileno de muy baja densidad (VLDPE) y polietileno de densidad ultrabaja (excluyendo elastómero) ULDPE ) resinas.

La estructura molecular del LLDPE convencional se caracteriza por su esqueleto lineal, con pocas o ninguna rama larga, pero con algunas ramas cortas. La ausencia de ramificaciones de cadena larga hace que los polímeros sean más cristalinos.

En general, las resinas LLDPE se caracterizan por su densidad e índice de fusión. La densidad está determinada por la concentración de comonómero en la cadena del polímero. La concentración de comonómero determina la cantidad de ramas cortas en el polímero. La longitud de las ramas de cadena corta depende del tipo de comonómero. Cuanto mayor sea la concentración de comonómero, menor será la densidad de la resina. Además, el índice de fusión es un reflejo del peso molecular medio de la resina y se determina principalmente por la temperatura de reacción (método de solución) y la adición de un agente de transferencia de cadena (método de fase gaseosa). El peso molecular medio no tiene nada que ver con la distribución del peso molecular, que está influenciado principalmente por el tipo de catalizador.

La industrialización de LLDPE por Union Carbide en la década de 1970 representó una revolución importante en los catalizadores de polietileno y la tecnología de procesos, lo que resultó en una expansión significativa de la gama de productos de polietileno. El costo de la polimerización en fase gaseosa a baja presión en lugar del reactor de alta presión a alta presión, en un período de tiempo relativamente corto, con su excelente desempeño y menor costo, ha reemplazado al LDPE en muchas áreas. En la actualidad, LLDPE penetra en casi todos los mercados tradicionales de polietileno, incluidos películas, molduras, tuberías y alambres y cables.

Los productos LLDPE no son tóxicos, insípidos, inodoros y partículas de color blanco lechoso. Comparado con LDPE, tiene las ventajas de alta resistencia, buena tenacidad, fuerte rigidez, resistencia al calor y resistencia al frío. También tiene buena resistencia al agrietamiento por estrés ambiental, resistencia al desgarro y otras propiedades, y solventes orgánicos ácidos, alcalinos.