Полиэтилен

Полиэтиле́н — термопластичный полимер этилена. Является органическим соединением и имеет длинные молекулы …—CH2—CH2—CH2—CH2—…, где «—» обозначает ковалентные связи между атомами углерода. Самая распространённая в мирепластмасса[1].

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 (прилипание) — чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном — похожим материалом растительного происхождения. 

Полиэтилен- это термопластичный полимер этилена (этена).

РЕ – его международное название. Полиэтилен выпускается под торговыми марками: Казпелен, Ставролен, MALEN-E, LUPOLEN, HOSTALEN LD и др.            

Полиэтилен (-СН2-СН2-)n – представитель простейших полимеров. В зависимости от способа синтезирования, молекулярная масса полиэтилена  колеблется в пределах от 20 тыс. до 3 млн. В процессе радикальной полимеризации этилена при высоких давлениях (120-150 МПа), в присутствии инициатора – кислорода или органического пероксида, получают полиэтилен с разветвленной структурой и низкой молекулярной массой.

Полиэтилен со строго линейной структурой и высокой молекулярной массой получают в процессе полимеризации, которая проходит при низком давлении с участием металлоорганических катализаторов.             

Полиэтилен- это прозрачный термопластичный материал, который имеет очень низкую тепло- и электропроводность. Он обладает высокой химической стойкостью. Благодаря его свойствам, полиэтилен  применяют в производстве пластиковых труб различного диаметра и назначения; при производстве изоляции электропроводки; он широко применим в изготовлении предметов бытового назначения и прозрачных пленок.

Полиэтилен бывает нескольких типов, которые существенно отличаются друг от друга своими качественными и эксплуатационными характеристиками. Все зависит от параметров  полимеризации и применимых к ней катализаторов.

В 1933 году, полиэтилен начал производится в Англии в промышленных масштабах. На сегодняшний день во всем мире вид этого полимера  применяется наиболее широко во множестве отраслей промышленности.

Различия полиэтиленов обусловлены особенностями технологий производства. Полиэтилен бывает:

-        полиэтилен высокого давления (ПЭВД, ПВД), это то же самое, что и полиэтилен низкой плотности (ПЭНП));

-        полиэтилен среднего давления (ПЭСД);

-        полиэтилен низкого давления (ПЭНП, LDPE), это то же самое, что полиэтилен высокой плотности (ПЭВП);

Полиэтилен высокого давления получают путем полимеризации  в трубчатом или автоклавном реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму.

При создании полиэтилена низкого давления, происходит газофазная полимеризация, так же полимеризацияпроходит, в растворе и в суспензии по ионно-координационному механизму.

 

Химические свойства

Горит голубоватым пламенем, со слабым светом[4], при этом издаёт запах парафина[5], то есть такой же, какой исходит от горящей свечи.

Устойчив к действию воды, не реагирует со щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическимикислотами, даже с концентрированной серной кислотой, но разлагается при действии 50%-ой азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора. В отличие от непредельных углеводородов, не обесцвечивает бромную воду и раствор перманганата калия[4].

При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 °C) растворим в циклогексане ичетырёххлористом 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. 

Применение

• Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочная, например, пузырчатая упаковка или скотч),

• Тара (бутылки, банки, ящики, канистры, садовые лейки, горшки для рассады)

• Полимерные трубы для канализации, дренажа, водо-, газоснабжения

• Электроизоляционный материал.

• Полиэтиленовый порошок используется как термоклей[6].

• Броня (бронепанели в бронежилетах)[7]

• Корпуса для лодок[8], вездеходов, деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.

• Вспененный полиэтилен (пенополиэтилен) используется, как теплоизолятор

• Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или высокой плотности (HDPE), применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды.[9]

• Полиэтилен низкого давления широко применяется в благоустройстве придомовых территорий и детских площадок, отодвигая фанеру и дерево на второй план, ведь срок использования скатов из ПНД более 15 лет в то время как у "деревянных аналогов" срок использования всего 10 лет причем через 3-5 лет дерево теряет товарный вид

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.

Утилизация

Переработка

Изделия из полиэтилена пригодны для переработки и последующего использования. Полиэтилен (кроме сверхвысокомолекулярного) 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.

Сжигание

При нагревании полиэтилена на воздухе выше 120 °С возможно выделение в атмосферу летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих уксусную кислоту, формальдегид (оказывает общетоксичное действие), ацетальдегид (вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, удушье, резкий кашель, бронхиты, воспаление легких), оксид углерода (вызывает удушье).