Spis treści
Polietylen o niskiej gęstości (LDPE) vs. polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) vs. polietylen (PE)
Polietylen o niskiej gęstości (LDPE ) to termoplastyczny polimer wytwarzany z monomeru etylenu. Jest to tworzywo sztuczne o wysokim stopniu rozgałęzienia, co zapewnia mu niską gęstość oraz niższą twardość, sztywność i temperaturę topnienia. temperatura topnienia temperatura.
Polietylen LDPE został po raz pierwszy wyprodukowany w 1933 roku przez dr Johna C. Swallowa i M.W. Perrina z Imperial Chemical Industries (ICI) w procesie wysokociśnieniowej polimeryzacji wolnorodnikowej. Produkcja ta wymaga ciepła i ciśnienia i jest przeprowadzana w autoklawach lub reaktorach rurowych w dużych partiach.
Pomimo konkurencji ze strony nowocześniejszych polimerów, LDPE pozostaje ważnym tworzywem sztucznym. Jest on wykorzystywany w szerokim zakresie zastosowań, w tym w plastikowych pojemnikach, rurach, artykułach gospodarstwa domowego, obudowach akumulatorów, częściach samochodowych, komponentach elektrycznych, foliach, opakowaniach, izolacji i urządzeniach medycznych.
Ze względu na swoją elastyczność, niską krystaliczność i krystaliczność odporność na wilgoć i korozję. Jest to przezroczysty, bezwonny i w 100% nadający się do recyklingu polimer stosowany w produktach takich jak folie do żywności i pojemników, folie, opakowania, tace, pierścienie sześciopakowe do puszek po napojach, rurki, protezy, butelki do mycia, pokrywki do lodu i wytłoczki.
EIGENSCHAFTEN | LDPE | HDPE | POLYETHYLEN |
|---|---|---|---|
| Dichte: | Niedrig (0,910–0,940 g/cm3) | Hoch (0,941–0,965 g/cm3) | 0.915–0.96 g/cm3 |
| Struktur: | Verzweigt | Linear | Verzweigt/Linear/Cross-linked |
| Transparenz: | Transparent | Opaq | Transparent/Opaq |
| Härte: | Niedrig | Hoch | Niedrig bis Hoch (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Flexibilität: | Hoch | Niedrig | Hoch bis Niedrig (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Schmelztemperatur: | Niedrig (beginnt bei 105°C zu schmelzen) | Hoch (beginnt bei 125°C zu schmelzen) | Unterschiedlich (Kommt auf die Polyethylen-Sorte an) |
| Anwendungen: | Folien, Verpackungen, Behälter | Rohre, Flaschen, Behälter, Verschlüsse | Verschiedene, je nach Struktur |
Krystaliczność LDPE
LDPE jest silnie rozgałęzionym polimerem o niskiej krystaliczności. Jego wysokie rozgałęzienie zapewnia mu niską gęstość, a także niższą twardość, sztywność i temperaturę topnienia w porównaniu z innymi rodzajami polietylenu.
Ze względu na niską krystaliczność, LDPE jest polimerem amorficznym, co oznacza, że nie ma regularnej struktury krystalicznej. Zamiast tego składa się z nieregularnego układu łańcuchów polimerowych, co skutkuje amorficzną, niekrystaliczną strukturą.
Niska krystaliczność nadaje LDPE charakterystyczną elastyczność i wytrzymałość, dzięki czemu nadaje się on do zastosowań takich jak folie, opakowania i pojemniki. Krystaliczność LDPE można analizować za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego (DSC) który mierzy ilość ciepła pochłanianego lub uwalnianego przez materiał podczas kontrolowanego wzrostu temperatury, umożliwiając określenie temperatury topnienia i mięknienia oraz analizę przemian fazowych.
Ponieważ LDPE ma niską krystaliczność, topi się w niższych temperaturach w porównaniu do polimerów o wysokiej krystaliczności, dzięki czemu nadaje się do formowania wtryskowego i innych technik przetwarzania.
Temperatura topnienia polietylenu o niskiej gęstości
Temperatura topnienia LDPE mieści się w zakresie od 105 do 115°C, dzięki czemu charakteryzuje się on niską gęstością i wysoką elastycznością. Temperaturę top nienia LDPE można zmierzyć za pomocą różnicowego kalorymetru skaningowego (DSC), który mierzy ilość ciepła pochłanianego lub uwalnianego przez materiał podczas kontrolowanego wzrostu temperatury, umożliwiając określenie temperatury topnienia i mięknienia.
LDPE to bardzo elastyczny materiał o wyjątkowych właściwościach płynięcia, który jest szczególnie odpowiedni do zastosowań takich jak torby na zakupy i inne folie z tworzyw sztucznych. Godnym uwagi przykładem jest produkcja folii termokurczliwej.
Podczas produkcji tych folii, LDPE jest zwykle podgrzewany do temperatury zbliżonej do temperatury topnienia, często do około 110 °C. W tym stanie materiał staje się rozciągliwy i łatwy do formowania. Po uformowaniu folii zgodnie z wymaganiami, jest ona szybko schładzana w celu utrwalenia jej struktury.
Jeśli folia termokurczliwa LDPE zostanie wystawiona na działanie źródła ciepła, np. opalarki, zaczyna się kurczyć w temperaturze od około 90 °C do 110 °C. Ten proces kurczenia tworzy ściśle przylegające, ochronne opakowanie dla towarów. Ten proces obkurczania tworzy ściśle przylegające, ochronne opakowanie dla towarów.
Stabilność termiczna LDPE
Polietylen o niskiej gęstości jest stabilny termicznie w zakresie temperatur od -50 do 85°C, przy braku tlenu do temperatury 290°C. W tej temperaturze zaczyna się rozkładać . Tam zaczyna się rozkładać i tworzy produkty termoplastyczne o niższej masie cząsteczkowej.
Powyżej 350°C powstaje więcej produktów gazowych, które zawierają głównie buten zamiast etylenu. LDPE jest mniej stabilny w obecności tlenu. Stabilność termiczną LDPE można przetestować za pomocą testu STA L82 lub chip DSC które mogą analizować właściwości termiczne materiałów, w tym ich zachowanie podczas rozkładu.
Stabilność termiczna LDPE pozwala na wykorzystanie go w codziennych zastosowaniach, np. w produkcji folii spożywczej do konserwacji żywności, ponieważ może wytrzymać szeroki zakres temperatur bez degradacji. Folie samoprzylepne LDPE skutecznie chronią żywność przed powietrzem i wilgocią oraz wydłużają jej okres przydatności do spożycia.
Ze względu na właściwości termiczne LDPE, folia ta może być bezpiecznie używana w kuchence mikrofalowej bez topnienia lub degradacji, o ile nie jest narażona na działanie ekstremalnych temperatur. Łatwo przylega również do siebie i do innych materiałów, tworząc skuteczną barierę przed wpływami zewnętrznymi i zachowując smak żywności.
Temperatura zeszklenia polietylenu o niskiej gęstości
Temperatura zeszklenia (Tg) LDPE wynosi około -100 stopni Celsjusza. Poniżej tej temperatury LDPE jest twardy i sztywny.
Powyżej Tg LDPE staje się miękki i gumowaty. Temperatura zeszklenia jest ważnym parametrem wpływającym na właściwości mechaniczne i przetwarzalność LDPE.
Tg można mierzyć przy użyciu różnych metod, w tym analiza termomechaniczna (TMA) i różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC).
Z DIL L75 lub TMA można mierzyć właściwości mechaniczne, takie jak wytrzymałość i podatność materiału na formowanie. Tg jest ważnym parametrem określającym przetwarzalność i możliwości zastosowania LDPE.
Różne rodzaje LDPE
Różne rodzaje LDPE, które różnią się ze względu na różnice w masie cząsteczkowej i rozgałęzieniach, skutkują produktami o różnych właściwościach fizycznych i obszarach zastosowań.
Oto kilka konkretnych przykładów produktów LDPE i wyjaśnienie ich specjalnych właściwości:
Torby na zakupy:
- Torby na zakupy wykonane z LDPE są wszechobecne w supermarketach i sklepach. Oferują dobre połączenie wytrzymałości i elastyczności, umożliwiając bezpieczne przenoszenie różnych przedmiotów. Ich elastyczność, wynikająca z niskiej gęstości i temperatury zeszklenia
LDPE , pozwala na ich łatwe składanie i przechowywanie. Są one również ogólnie odporne na rozdarcia, co wynika z wytrzymałości na rozciąganie zastosowanego LDPE.
Zabawki:
- Wiele zabawek dla dzieci, zwłaszcza tych, które wymagają pewnej elastyczności, takich jak zabawki do kąpieli lub piłki, jest wykonanych z LDPE. Odporność chemiczna
LDPE sprawia, że zabawki te nie ulegają łatwo uszkodzeniu w kontakcie z wodą lub śliną. Korzystają one również z miękkości i giętkości LDPE, co minimalizuje ryzyko obrażeń.
Osłony kabli:
- LDPE jest często stosowany do izolacji kabli elektrycznych, głównie ze względu na swoje właściwości izolacji elektrycznej.
Powłoka LDPE chroni wewnętrzne przewody przed uszkodzeniami fizycznymi i zapobiega zwarciom. Ponieważ LDPE jest również elastyczny, kable można łatwo zginać i instalować bez rozrywania lub deformowania materiału.
Powłoki LDPE:
- Używany do powlekanych papierowych kartonów na mleko oraz kubków na gorące i zimne napoje.
Butelki LDPE:
- Używany do niektórych butelek do wyciskania (miód, musztarda), pojemników na żywność i pokrywek pojemników.
