Rør (til kunstvanding)

High-density polyethylene, det engelske navn er "High Density Polyethylene", eller "HDPE" for kort.HDPE er en højkrystallinsk, ikke-polær termoplastisk harpiks.Udseendet af den originale HDPE er mælkehvid, og den tynde sektion er til en vis grad gennemskinnelig.PE har fremragende modstandsdygtighed over for de fleste husholdningskemikalier og industrikemikalier.Visse typer kemikalier kan forårsage kemisk korrosion, såsom ætsende oxidanter (koncentreret salpetersyre), aromatiske kulbrinter (xylen) og halogenerede kulbrinter (kultetrachlorid).Polymeren er ikke-hygroskopisk og har god vanddampresistens og kan bruges til emballageformål.HDPE har gode elektriske egenskaber, især den høje dielektriske styrke af isoleringen, hvilket gør den meget velegnet til ledninger og kabler.Medium til høj molekylvægt kvaliteter har fremragende slagfasthed, selv ved stuetemperatur og selv ved lave temperaturer på -40F.

HDPE er en termoplastisk polyolefin fremstillet ved copolymerisation af ethylen.Selvom HDPE blev lanceret i 1956, har denne plast endnu ikke nået et modent niveau.Dette generelle materiale udvikler konstant sine nye anvendelser og markeder.

Hovedtræk

HDPE er en ikke-polær termoplastisk harpiks med høj krystallinitet.Udseendet af den originale HDPE er mælkehvid, og den tynde sektion er til en vis grad gennemskinnelig.PE har fremragende modstandsdygtighed over for de fleste husholdningskemikalier og industrikemikalier.Visse typer kemikalier kan forårsage kemisk korrosion, såsom ætsende oxidanter (koncentreret salpetersyre), aromatiske kulbrinter (xylen) og halogenerede kulbrinter (kultetrachlorid).Polymeren er ikke-hygroskopisk og har god vanddampresistens og kan bruges til emballageformål.HDPE har gode elektriske egenskaber, især den høje dielektriske styrke af isoleringen, hvilket gør den meget velegnet til ledninger og kabler.Medium til høj molekylvægt kvaliteter har fremragende slagfasthed, selv ved stuetemperatur og selv ved lave temperaturer på -40F.De unikke egenskaber ved forskellige kvaliteter af HDPE er den rigtige kombination af fire grundlæggende variabler: densitet, molekylvægt, molekylvægtfordeling og tilsætningsstoffer.Forskellige katalysatorer bruges til at fremstille kundetilpassede polymerer med specielle egenskaber.Kombinationen af ​​disse variabler producerer HDPE-kvaliteter til forskellige formål;opnå den bedste balance i ydeevnen.

massefylde

Dette er hovedvariablen, der bestemmer egenskaberne for HDPE, selvom de fire nævnte variabler påvirker hinanden.Ethylen er det vigtigste råmateriale af polyethylen.Nogle få andre comonomerer, såsom 1-buten, 1-hexen eller 1-octen, bruges også ofte til at forbedre polymerens ydeevne.For HDPE overstiger indholdet af ovennævnte få monomerer generelt ikke 1%-2%.Tilsætningen af ​​comonomer reducerer en smule polymerens krystallinitet.Denne ændring måles generelt ved tæthed, som har et lineært forhold til krystallinitet.Den generelle klassificering af USA er i overensstemmelse med ASTM D1248, og densiteten af ​​HDPE er 0,940 g/.Over C;Densitetsområdet for MDPE er 0,926~0,940g/CC.Andre klassifikationer klassificerer nogle gange MDPE som HDPE eller LLDPE.Homopolymerer har den højeste densitet, den højeste stivhed, god permeabilitet og det højeste smeltepunkt, men har generelt dårlig modstandsdygtighed over for miljøspændingsrevner (ESCR).ESCR er PEs evne til at modstå revner forårsaget af mekanisk eller kemisk belastning.Højere densitet forbedrer generelt den mekaniske styrke, såsom trækstyrke, stivhed og hårdhed;termiske egenskaber såsom blødgøringspunktstemperatur og varmeforvrængningstemperatur;og impermeabilitet, såsom luftpermeabilitet eller vanddamppermeabilitet.Lavere tæthed forbedrer dens slagstyrke og E-SCR.Polymerdensiteten påvirkes hovedsageligt af tilsætning af comonomerer, men i mindre grad af molekylvægt.Den høje molekylvægtsprocent reducerer tætheden lidt.For eksempel har homopolymerer forskellige densiteter i en lang række molekylvægte.

Produktion og katalysator

Den mest almindelige produktionsmetode for PE er gennem gylle- eller gasfasebehandling, og nogle få fremstilles ved opløsningsfasebehandling.Alle disse processer er eksoterme reaktioner, der involverer ethylenmonomer, a-olefinmonomer, katalysatorsystem (kan være mere end én forbindelse) og forskellige typer carbonhydridfortyndingsmidler.Hydrogen og nogle katalysatorer bruges til at kontrollere molekylvægten.Opslæmningsreaktoren er generelt en omrørt tank eller en mere almindeligt anvendt storskala loop-reaktor, hvori opslæmningen kan cirkuleres og omrøres.Når ethylen og comonomer (efter behov) kommer i kontakt med katalysatoren, dannes polyethylenpartikler.Efter fjernelse af fortyndingsmidlet tørres polyethylengranulatet eller pulvergranulatet, og tilsætningsstofferne tilsættes i overensstemmelse med doseringen til fremstilling af pellets.En moderne produktionslinje med store reaktorer med dobbeltsnekkeekstrudere kan producere mere end 40.000 pund PE i timen.Udviklingen af ​​nye katalysatorer bidrager til at forbedre ydeevnen af ​​nye kvaliteter af HDPE.De to mest almindeligt anvendte typer katalysatorer er Philips' chromoxid-baserede katalysatorer og titaniumforbindelse-alkylaluminiumkatalysatorer.HDPE'et fremstillet af Phillips-katalysatoren har en molekylvægtfordeling mellem bred;titan-alkyl-aluminium-katalysatoren har en snæver molekylvægtfordeling.Katalysatoren, der anvendes til fremstilling af smalle MDW-polymerer i en dobbeltreaktor, kan også bruges til at fremstille brede MDW-kvaliteter.For eksempel kan to reaktorer i serie, der producerer væsentligt forskellige molekylvægtsprodukter, producere bimodale molekylvægtspolymerer, der har et komplet udvalg af molekylvægtsfordelinger.PE rørfittings

Molekylær vægt

Højere molekylvægt resulterer i højere polymerviskositet, men viskositeten er også relateret til temperaturen og forskydningshastigheden anvendt i testen.Rheologi eller molekylvægtsmåling bruges til at karakterisere materialets molekylvægt.HDPE-kvaliteter har generelt et molekylvægtområde på 40.000 til 300.000, og den vægtgennemsnitlige molekylvægt svarer nogenlunde til smelteindeksområdet, det vil sige fra 100 til 0,029/10 min.Generelt øger højere MW (lavere smelteindeks MI) smeltestyrke, bedre sejhed og ESCR, men højere MW gør forarbejdning

Processen er vanskeligere eller kræver højere tryk eller temperatur.

Molekylvægtfordeling (MWD): WD af PE varierer fra smal til bred afhængigt af den anvendte katalysator og forarbejdningsprocessen.

Det mest almindeligt anvendte MWD-måleindeks er ujævnhedsindekset (HI), som er lig med den vægtgennemsnitlige molekylvægt (MW) divideret med den talgennemsnitlige molekylvægt (Mn).Dette indeksområde for alle HDPE-kvaliteter er 4-30.Den smalle MWD giver lav vridning og høj slagkraft under støbeprocessen.Den medium til brede MWD giver bearbejdelighed til de fleste ekstruderingsprocesser.Bred MWD kan også forbedre smeltestyrken og krybemodstanden.

tilsætningsstof

Tilsætning af antioxidanter kan forhindre nedbrydning af polymeren under forarbejdning og forhindre oxidation af det færdige produkt under brug.Antistatiske tilsætningsstoffer bruges i mange emballagekvaliteter for at reducere vedhæftningen af ​​flasker eller emballage til støv og snavs.Specifikke applikationer kræver specielle additivformuleringer, såsom kobberinhibitorer relateret til lednings- og kabelapplikationer.Fremragende vejrbestandighed og anti-ultraviolet (eller sollys) kan opnås ved at tilføje anti-UV-additiver.Uden tilsætning af UV-bestandig eller kulsort PE anbefales det ikke at fortsætte med at bruge det udendørs.Kønrøgpigmenter af høj kvalitet giver fremragende UV-bestandighed og bruges ofte i udendørs applikationer, såsom ledninger, kabler, tanklag eller rør.

forarbejdningsmetoder

PE kan fremstilles i en lang række forskellige forarbejdningsmetoder.Ved at bruge ethylen som hovedråmateriale, propylen, 1-buten og hexen som copolymer, under påvirkning af en katalysator, anvendes opslæmningspolymerisations- eller gasfasepolymerisationsprocessen, og den opnåede polymer flashes, separeres, tørres, granuleres , etc. Fremgangsmåde for at opnå færdige produkter med ensartede partikler.Inklusive såsom pladeekstrudering, filmekstrudering, rør- eller profilekstrudering, blæsestøbning, sprøjtestøbning og rotationsstøbning.

▲Ekstrusion: Den kvalitet, der anvendes til ekstruderingsproduktion, har generelt et smelteindeks på mindre end 1 og en mellem- til bred MWD.Under forarbejdning kan lav MI opnå passende smeltestyrke.Bredere MWD-kvaliteter er mere egnede til ekstrudering, fordi de har højere produktionshastigheder, lavere matricetryk og reduceret tendens til smeltebrud.

PE har mange ekstruderingsapplikationer, såsom ledninger, kabler, slanger, rør og profiler.Rørapplikationer spænder fra små gule rør til naturgas til tykvæggede sorte rør med en diameter på 48 tommer til industrielle og bymæssige rørledninger.Brugen af ​​hulvægsrør med stor diameter som erstatning for regnvandsafløbsrør af beton og andre kloakrør er i hastig vækst.

Plader og termoformning: Den termoformende foring af mange store picnic-køleskabe er lavet af PE, som er sejt, let og holdbart.Andre plader og termoformede produkter omfatter stænkskærme, tankforinger, pandeskærme, forsendelseskasser og tanke.Et stort antal hurtigtvoksende pladeapplikationer er mulch- eller dambundslandsbyer, som er baseret på MDPEs sejhed, kemiske resistens og uigennemtrængelighed.

▲ Blæsestøbning: Mere end 1/3 af HDPE, der sælges i USA, bruges til blæsestøbning.Disse spænder fra flasker indeholdende blegemiddel, motorolie, rengøringsmiddel, mælk og destilleret vand til store køleskabe, bilbrændstoftanke og dunke.Karakteristikaene for blæsestøbningskvaliteter, såsom smeltestyrke, ES-CR og sejhed, ligner dem, der bruges til plade- og termoformningsapplikationer, så lignende kvaliteter kan bruges.

Sprøjteblæsestøbning bruges normalt til at lave mindre beholdere (mindre end 16 oz) til emballering af medicin, shampoo og kosmetik.En af fordelene ved denne proces er, at produktionsflaskerne automatisk trimmes uden behov for efterbearbejdningstrin som almindelig blæsestøbning.Selvom nogle smalle MWD-kvaliteter bruges til at forbedre overfladefinishen, bruges der generelt medium til brede MWD-kvaliteter.

▲ Sprøjtestøbning: HDPE har utallige anvendelsesmuligheder, lige fra genanvendelige tyndvæggede drikkevarekopper til 5-gsl dåser, som forbruger 1/5 af husholdnings-HDPE.Sprøjtestøbningskvaliteter har generelt et smelteindeks på 5-10.Der er kvaliteter med sejhed og lavere fluiditet og højere fluiditetskvaliteter med bearbejdelighed.Anvendelser omfatter daglige fornødenheder og tyndvægget mademballage;hårde og holdbare mad- og malingsdåser;høj modstandsdygtighed over for miljøpåvirkninger, såsom små motorbrændstoftanke og 90-gal skraldespande.

▲ Rotationsstøbning: Materialerne, der anvender denne forarbejdningsmetode, knuses generelt til pulvermaterialer, som smeltes og flyder i den termiske cyklus.Rotomoldning bruger to typer PE: til generelle formål og tværbindelige.MDPE/HDPE til generelle formål har sædvanligvis en densitet, der spænder fra 0,935 til 0,945 g/CC, med en smal MWD, så produktet har høj slagkraft og minimal forvrængning, og dets smelteindeks er generelt i området 3-8.Højere MI-kvaliteter er generelt ikke egnede, fordi de ikke har den modstandsdygtighed over for stød og miljøbelastning, der forventes af rotomstøbte produkter.

Højtydende rotationsstøbningsapplikationer udnytter de unikke egenskaber af dets kemisk tværbindelige kvaliteter.Disse kvaliteter har god fluiditet i den første del af støbecyklussen og tværbinder derefter for at danne deres fremragende modstandsdygtighed over for spændingsrevner og sejhed.Slidstyrke og vejrbestandighed.Tværbindbar PE er kun egnet til store beholdere, lige fra 500-gal tanke til transport af forskellige kemikalier til 20.000-gal landbrugstanke.

▲Film: PE-filmbehandling bruger generelt almindelig blæst filmbehandling eller fladekstruderingsbehandling.Det meste PE bruges til film, generelt lavdensitet PE (LDPE) eller lineær lavdensitet PE (LLDPE) er tilgængelige.HDPE-filmkvaliteter anvendes generelt, hvor overlegen strækbarhed og fremragende uigennemtrængelighed er påkrævet.For eksempel bruges HDPE-film ofte til vareposer, indkøbsposer og fødevareemballage.

Produktets ydeevne

Højdensitetspolyethylen er ugiftige, smagløse og lugtfri hvide partikler med et smeltepunkt på omkring 130°C og en relativ massefylde på 0,941 til 0,960.Det har god varmebestandighed og kuldebestandighed, god kemisk stabilitet, høj stivhed og sejhed og god mekanisk styrke.Dielektriske egenskaber og modstandsdygtighed over for spændingsrevner i omgivelserne er også gode.

Pakning og opbevaring

Holdes væk fra brand og varmeisolering under opbevaring.Lageret skal holdes tørt og ryddeligt.Det er strengt forbudt at blande urenheder, sollys og regn.Transport bør opbevares i rene, tørre, overdækkede vogne eller kabiner, og der må ikke være skarpe genstande såsom jernsøm.Blandet transport med brændbare aromatiske kulbrinter, halogenerede kulbrinter og andre organiske opløsningsmidler er strengt forbudt.

genbruge og genbruge

HDPE er den hurtigst voksende del af plastgenbrugsmarkedet.Dette skyldes hovedsageligt dets lette oparbejdning, minimale nedbrydningsegenskaber og dets store antal anvendelser til emballeringsformål.Den primære genanvendelse er at oparbejde 25 % af genbrugsmaterialerne, såsom post-consumer recyclables (PCR), med ren HDPE for at fremstille flasker, der ikke er i kontakt med fødevarer.

PE-rør til vandforsyning er erstatningsprodukter af traditionelle stålrør og PVC-drikkevandsrør.