Rør (for vanning)

High-density polyethylene, det engelske navnet er "High Density Polyethylene", eller "HDPE" for kort.HDPE er en svært krystallinsk, ikke-polar termoplastisk harpiks.Utseendet til den originale HDPE er melkehvit, og den tynne delen er til en viss grad gjennomskinnelig.PE har utmerket motstand mot de fleste husholdnings- og industrikjemikalier.Visse typer kjemikalier kan forårsake kjemisk korrosjon, for eksempel etsende oksidanter (konsentrert salpetersyre), aromatiske hydrokarboner (xylen) og halogenerte hydrokarboner (karbontetraklorid).Polymeren er ikke-hygroskopisk og har god vanndampmotstand, og kan brukes til emballasjeformål.HDPE har gode elektriske egenskaper, spesielt den høye dielektriske styrken til isolasjonen, noe som gjør den meget egnet for ledninger og kabler.Karakterer med middels til høy molekylvekt har utmerket slagfasthet, selv ved romtemperatur og til og med ved lave temperaturer på -40F.

HDPE er en termoplastisk polyolefin produsert ved kopolymerisering av etylen.Selv om HDPE ble lansert i 1956, har denne plasten ennå ikke nådd et modent nivå.Dette generelle materialet utvikler stadig nye bruksområder og markeder.

Hovedtrekkene

HDPE er en ikke-polar termoplastisk harpiks med høy krystallinitet.Utseendet til den originale HDPE er melkehvit, og den tynne delen er til en viss grad gjennomskinnelig.PE har utmerket motstand mot de fleste husholdnings- og industrikjemikalier.Visse typer kjemikalier kan forårsake kjemisk korrosjon, for eksempel etsende oksidanter (konsentrert salpetersyre), aromatiske hydrokarboner (xylen) og halogenerte hydrokarboner (karbontetraklorid).Polymeren er ikke-hygroskopisk og har god vanndampmotstand, og kan brukes til emballasjeformål.HDPE har gode elektriske egenskaper, spesielt den høye dielektriske styrken til isolasjonen, noe som gjør den meget egnet for ledninger og kabler.Karakterer med middels til høy molekylvekt har utmerket slagfasthet, selv ved romtemperatur og til og med ved lave temperaturer på -40F.De unike egenskapene til ulike kvaliteter av HDPE er den riktige kombinasjonen av fire grunnleggende variabler: tetthet, molekylvekt, molekylvektfordeling og tilsetningsstoffer.Ulike katalysatorer brukes til å produsere tilpassede polymerer med spesielle egenskaper.Kombinasjonen av disse variablene gir HDPE-kvaliteter for forskjellige formål;oppnå den beste balansen i ytelse.

tetthet

Dette er hovedvariabelen som bestemmer egenskapene til HDPE, selv om de fire nevnte variablene påvirker hverandre.Etylen er hovedråstoffet til polyetylen.Noen få andre komonomerer, som 1-buten, 1-heksen eller 1-okten, brukes også ofte for å forbedre polymerytelsen.For HDPE overstiger innholdet av de ovennevnte få monomerene generelt ikke 1%-2%.Tilsetningen av komonomer reduserer krystalliniteten til polymeren litt.Denne endringen måles vanligvis ved tetthet, som har et lineært forhold til krystallinitet.Den generelle klassifiseringen av USA er i samsvar med ASTM D1248, og tettheten av HDPE er 0,940 g/.Over C;Tetthetsområdet for MDPE er 0,926–0,940 g/CC.Andre klassifiseringer klassifiserer noen ganger MDPE som HDPE eller LLDPE.Homopolymerer har høyest tetthet, høyest stivhet, god permeabilitet og høyest smeltepunkt, men har generelt dårlig motstand mot miljøstresscracking (ESCR).ESCR er PEs evne til å motstå sprekkdannelse forårsaket av mekanisk eller kjemisk påkjenning.Høyere tetthet forbedrer generelt mekanisk styrke, slik som strekkstyrke, stivhet og hardhet;termiske egenskaper som mykningspunkttemperatur og varmeforvrengningstemperatur;og ugjennomtrengelighet, slik som luftpermeabilitet eller vanndamppermeabilitet.Lavere tetthet forbedrer slagstyrken og E-SCR.Polymertetthet påvirkes hovedsakelig av tilsetning av komonomerer, men i mindre grad av molekylvekt.Den høye molekylvektsprosenten reduserer tettheten litt.For eksempel har homopolymerer forskjellige tettheter i et bredt spekter av molekylvekter.

Produksjon og katalysator

Den vanligste produksjonsmetoden for PE er gjennom slurry- eller gassfasebehandling, og noen få produseres ved løsningsfasebehandling.Alle disse prosessene er eksoterme reaksjoner som involverer etylenmonomer, a-olefinmonomer, katalysatorsystem (kan være mer enn én forbindelse) og forskjellige typer hydrokarbonfortynningsmidler.Hydrogen og noen katalysatorer brukes til å kontrollere molekylvekten.Slurryreaktoren er generelt en omrørt tank eller en mer vanlig brukt storskala sløyfereaktor der slurryen kan sirkuleres og omrøres.Når etylen og komonomer (etter behov) kommer i kontakt med katalysatoren, dannes polyetylenpartikler.Etter fjerning av fortynningsmiddelet tørkes polyetylengranulene eller pulvergranulene og tilsetningsstoffene tilsettes i henhold til doseringen for å produsere pellets.En moderne produksjonslinje med store reaktorer med dobbeltskrueekstrudere kan produsere mer enn 40 000 pund PE per time.Utviklingen av nye katalysatorer bidrar til å forbedre ytelsen til nye kvaliteter av HDPE.De to mest brukte typene katalysatorer er Philips' kromoksidbaserte katalysatorer og titanforbindelse-alkylaluminiumkatalysatorer.HDPE produsert av Phillips-katalysatoren har en middels bred molekylvektsfordeling;titan-alkylaluminium-katalysatoren har en smal molekylvektsfordeling.Katalysatoren som brukes i produksjonen av smale MDW-polymerer i en dobbel reaktor kan også brukes til å produsere brede MDW-kvaliteter.For eksempel kan to reaktorer i serie som produserer vesentlig forskjellige molekylvektsprodukter produsere bimodale molekylvektspolymerer som har et komplett spekter av molekylvektsfordelinger.PE rørdeler

Molekylær vekt

Høyere molekylvekt gir høyere polymerviskositet, men viskositeten er også relatert til temperaturen og skjærhastigheten som brukes i testen.Reologi eller molekylvektsmåling brukes for å karakterisere molekylvekten til materialet.HDPE-kvaliteter har generelt et molekylvektsområde på 40 000 til 300 000, og den gjennomsnittlige molekylvekten tilsvarer omtrent smelteindeksområdet, det vil si fra 100 til 0,029/10 min.Generelt øker høyere MW (lavere smelteindeks MI) smeltestyrke, bedre seighet og ESCR, men høyere MW gjør prosessering

Prosessen er vanskeligere eller krever høyere trykk eller temperatur.

Molekylvektfordeling (MWD): WD-en til PE varierer fra smal til bred avhengig av katalysatoren som brukes og prosesseringsprosessen.

Den mest brukte MWD-måleindeksen er ujevnhetsindeksen (HI), som er lik vektgjennomsnittlig molekylvekt (MW) delt på antallsmidlere molekylvekt (Mn).Dette indeksområdet for alle HDPE-kvaliteter er 4-30.Den smale MWD gir lav vridning og høy slagkraft under støpeprosessen.Middels til bred MWD gir bearbeidbarhet for de fleste ekstruderingsprosesser.Bred MWD kan også forbedre smeltestyrken og krypemotstanden.

tilsetningsstoff

Tilsetning av antioksidanter kan forhindre nedbrytning av polymeren under bearbeiding og forhindre oksidasjon av det ferdige produktet under bruk.Antistatiske tilsetningsstoffer brukes i mange emballasjekvaliteter for å redusere vedheft av flasker eller emballasje til støv og skitt.Spesifikke applikasjoner krever spesielle tilsetningsformuleringer, for eksempel kobberhemmere relatert til lednings- og kabelapplikasjoner.Utmerket værbestandighet og anti-ultrafiolett (eller sollys) kan oppnås ved å tilsette anti-UV-tilsetningsstoffer.Uten tilsetning av UV-bestandig eller carbon black PE anbefales det å ikke fortsette å bruke den utendørs.Kønrøkpigmenter av høy kvalitet gir utmerket UV-motstand og brukes ofte i utendørs bruk, som ledninger, kabler, tanklag eller rør.

behandlingsmetoder

PE kan produseres i en lang rekke forskjellige bearbeidingsmetoder.Ved å bruke etylen som hovedråmateriale, propylen, 1-buten og heksen som kopolymer, under påvirkning av en katalysator, blir slurrypolymerisasjons- eller gassfasepolymerisasjonsprosessen tatt i bruk, og den oppnådde polymeren flashes, separeres, tørkes, granuleres , etc. Prosess for å oppnå ferdige produkter med jevne partikler.Inkludert som arkekstrudering, filmekstrudering, rør- eller profilekstrudering, blåsestøping, sprøytestøping og rotasjonsstøping.

▲ Ekstrudering: Kvaliteten som brukes til ekstruderingsproduksjon har generelt en smelteindeks på mindre enn 1 og en middels til bred MWD.Under bearbeiding kan lav MI oppnå passende smeltestyrke.Bredere MWD-kvaliteter er mer egnet for ekstrudering fordi de har høyere produksjonshastigheter, lavere dysetrykk og redusert tendens til smeltebrudd.

PE har mange ekstruderingsapplikasjoner, som ledninger, kabler, slanger, rør og profiler.Rørapplikasjoner spenner fra gule rør med små seksjoner for naturgass til tykkveggede svarte rør med en diameter på 48 tommer for industrielle og urbane rørledninger.Bruken av hulveggsrør med stor diameter som erstatning for regnvannsavløpsrør av betong og andre avløpsrør er i sterk vekst.

Plate og termoforming: Termoformingsfôret til mange store piknikkjøleskap er laget av PE, som er tøft, lett og slitesterk.Andre plater og termoformede produkter inkluderer skjermer, tankforinger, pannebeskyttere, fraktbokser og tanker.Et stort antall hurtigvoksende arkapplikasjoner er mulch- eller dambunnslandsbyer, som er basert på MDPEs seighet, kjemisk motstand og ugjennomtrengelighet.

▲ Blåsestøping: Mer enn 1/3 av HDPE som selges i USA brukes til blåsestøping.Disse spenner fra flasker som inneholder blekemiddel, motorolje, vaskemiddel, melk og destillert vann til store kjøleskap, bildrivstofftanker og beholdere.Egenskapene til blåsestøpingskvaliteter, som smeltestyrke, ES-CR og seighet, er lik de som brukes til plater og termoforming, så lignende kvaliteter kan brukes.

Sprøytestøping brukes vanligvis til å lage mindre beholdere (mindre enn 16 oz) for pakking av medisiner, sjampo og kosmetikk.En av fordelene med denne prosessen er at produksjonsflaskene trimmes automatisk, uten behov for etterbehandlingstrinn som generell blåsestøping.Selv om noen smale MWD-kvaliteter brukes for å forbedre overflatefinishen, brukes vanligvis middels til brede MWD-kvaliteter.

▲ Sprøytestøping: HDPE har utallige bruksområder, alt fra gjenbrukbare tynnveggede drikkekopper til 5-gsl bokser, som bruker 1/5 av innenlandsk HDPE.Sprøytestøpekvaliteter har generelt en smelteindeks på 5-10.Det finnes kvaliteter med seighet og lavere fluiditet og høyere fluiditetsgrader med bearbeidbarhet.Bruksområder inkluderer daglige nødvendigheter og mat tynnvegget emballasje;tøff og slitesterk mat- og malingsbokser;høy motstand mot miljøpåkjenning, som for eksempel små drivstofftanker og 90-gal søppeldunker.

▲Rotasjonsstøping: Materialene som bruker denne prosessmetoden, knuses vanligvis til pulvermaterialer, som smeltes og strømmer i den termiske syklusen.Rotomolding bruker to typer PE: generell og tverrbindbar.MDPE/HDPE for generell bruk har vanligvis en tetthet fra 0,935 til 0,945 g/CC, med en smal MWD, slik at produktet har høy slagkraft og minimal skjevhet, og smelteindeksen er generelt i området 3-8.Høyere MI-kvaliteter er generelt ikke egnet fordi de ikke har den motstanden mot slag og miljøbelastning som forventes av rotomstøpte produkter.

Høyytelses rotasjonsstøpingsapplikasjoner utnytter de unike egenskapene til de kjemisk tverrbindbare kvalitetene.Disse kvalitetene har god fluiditet i den første delen av støpesyklusen, og tverrbindes deretter for å danne deres utmerkede motstandsdyktighet mot motstand mot spenninger og seighet.Slitasjebestandighet og værbestandighet.Tverrbindbar PE er kun egnet for store beholdere, alt fra 500-gal tanker for transport av ulike kjemikalier til 20 000-gal landbrukstanker.

▲Film: PE-filmbehandling bruker vanligvis vanlig blåst filmbehandling eller flat ekstruderingsbehandling.Det meste av PE brukes til film, generell lavdensitet PE (LDPE) eller lineær lavdensitet PE (LLDPE) er tilgjengelig.HDPE-filmkvaliteter brukes vanligvis der det kreves overlegen strekkbarhet og utmerket ugjennomtrengelighet.For eksempel brukes HDPE-film ofte til vareposer, dagligvareposer og matemballasje.

Produktytelse

Høytetthetspolyetylen er ikke-giftige, smakløse og luktfrie hvite partikler med et smeltepunkt på ca. 130°C og en relativ tetthet på 0,941 til 0,960.Den har god varmebestandighet og kuldebestandighet, god kjemisk stabilitet, høy stivhet og seighet og god mekanisk styrke.Dielektriske egenskaper og motstand mot motstand mot spenningssprekker i miljøet er også gode.

Pakking og lagring

Holdes unna brann og varmeisolasjon under lagring.Lageret skal holdes tørt og ryddig.Det er strengt forbudt å blande inn urenheter, sollys og regn.Transport skal oppbevares i rene, tørre, tildekkede vogner eller hytter, og det skal ikke være skarpe gjenstander som jernspiker.Blandet transport med brennbare aromatiske hydrokarboner, halogenerte hydrokarboner og andre organiske løsemidler er strengt forbudt.

resirkulere og gjenbruke

HDPE er den raskest voksende delen av plastresirkuleringsmarkedet.Dette er hovedsakelig på grunn av dens enkle reprosessering, minimale nedbrytningsegenskaper og dets store antall bruksområder for emballasjeformål.Hovedresirkuleringen er å reprosessere 25 % av resirkulert materiale, for eksempel post-consumer recyclables (PCR), med ren HDPE for å lage flasker som ikke er i kontakt med mat.

PE-rør for vannforsyning er erstatningsproduktene til tradisjonelle stålrør og PVC-drikkevannsrør.