Вторичный ПВД: производство, характеристики и применение регранулята

Эластичность, низкая химическая активность и сопротивляемость биоразложению сделали полиэтилен высокого давления (ПВД) одним из наиболее востребованных полимеров.

Свое название материал получил из-за особенностей технологии производства.

Для его синтеза используются автоклавные и трубчатые реакторы, а процесс полимеризации происходит под давлением 150 – 300 атмосфер.

Потребление ПВД растет, а вместе с этим накапливаются его отходы.

Последние могут быть утилизированы в пиролизных котлах или возвращены в производство после минимальной переработки.
Читайте также: Снегоуборочная машина своими руками: пошаговая инструкция
Молекулярное строение

Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, 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 СН3 на 1000 атомов углерода: 21,6 5 1,5
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: 4,5 2 1,5
Этильные ответвления 14,4 1 1
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода 0,4—0,6 0,4—0,7 1,1-1,5
в том числе:
винильных двойных связей (R-CH=CH2), % 17 43 87
винилиденовых двойных связей (), % 71 32 7
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), % 12 25 6
Степень кристалличности, % 50-65 75-85 80-90
Плотность, г/см³ 0,91-0,93 0,93-0,94 0,94-0,96

Полиэтилен низкого давления HDPE (High-Density PE — высокая плотность)

Физико-химические свойства ПЭНД при 20°C:

Параметр Значение
Плотность, г/см³ 0,94-0,96
Разрушающее напряжение, кгс/см²
при растяжении 100—170
при статическом изгибе 120—170
при срезе 140—170
относительное удлинение при разрыве, % 500—600
модуль упругости при изгибе, кгс/см² 1200—2600
предел текучести при растяжении, кгс/см² 90-160
относительное удлинение в начале течения, % 15-20
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм² 1,4-2,5

С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.

С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определённого предела, после которого также начинает снижаться
Изменение разрушающего напряжения при сжатии, статическом изгибе и срезе в зависимости от температуры (определено при скорости деформации 500 мм/мин и толщине образца 2 мм):

Разрушающее напряжение, кгс/см² Температура, ºС
20 40 60 80
при сжатии 126 77 40 —
при статическом изгибе 118 88 60 —
при срезе 169 131 92 53

Зависимость модуля упругости при изгибе ПЭВД от температуры:

Температура, °С -120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 50
Модуль упругости при изгибе, кгс/см² 28100 26700 23200 19200 13600 7400 3050 2200 970

Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).