Як выбраць ПЭ матэрыялы і перапрацаваць іх у высакаякасныя ПЭ лісты і стрыжні?

ПЭ (поліэтылен) - гэта высокамалекулярны палімер, які ўтвараецца ў выніку полімерызацыі мономеров этылену (C₂H₄) і з'яўляецца разнавіднасцю тэрмапластычнай смалы. Гэта адна з найбольш вырабленых у свеце і найбольш шырока выкарыстоўваных пластыкавых сыравінных матэрыялаў з выдатнымі агульнымі ўласцівасцямі (такімі як хімічная ўстойлівасць, электраізаляцыя і здольнасць да апрацоўкі), што робіць яго шырока выкарыстоўваным у ўпакоўцы, будаўнічых матэрыялах, штодзённых патрэбах, прамысловых прадуктах і ў іншых галінах.

Ⅰ. Хімічная прырода і будова ПЭ

Малекулярная структура ПЭ складаецца з вялікай колькасці манамераў этылену, злучаных паміж сабой у выніку дадатковай полімерызацыі, з асновай, якая складаецца з паўтаральных адзінак "-CH₂-CH₂-". Адрозненні ў прадукцыйнасці ў першую чаргу звязаны са ступенню разгалінавання і кристалличности малекулярнага ланцуга:

Колькасць разгалінаванняў: большая колькасць разгалінаванняў прыводзіць да больш друзлага размяшчэння малекулярных ланцугоў і меншай шчыльнасці (напрыклад, ПЭНП); менш разгалінаванняў (ці нават адсутнасць разгалінаванняў) прыводзіць да больш шчыльнага размяшчэння малекулярных ланцугоў і больш высокай шчыльнасці (напрыклад, ПЭНД). Крышталічнасць: ПЭ з меншай колькасцю адгалінаванняў мае больш высокую крышталічнасць (напрыклад, ПЭНД мае крышталічнасць 70%-80%) і больш цвёрды, цвёрды і тэрмаўстойлівы. ПЭ з большай колькасцю разгалінаванняў мае больш нізкую кристалічнасць (напрыклад, ПВД мае крышталічнасць каля 50%-60%), больш мяккі і празрысты.

Ⅱ. Класіфікацыя PE і тыповыя ўласцівасці сыравіны

Зыходзячы з адрозненняў у працэсах полімерызацыі і малекулярных структурах, ПЭ ў асноўным дзеліцца на тры катэгорыі. У той час як уся сыравіна з'яўляецца ў выглядзе гранул (прыкладна 2-5 мм у дыяметры і 5-10 мм у даўжыню), іх характарыстыкі і прымяненне значна адрозніваюцца:

Тып	Поўнае імя	Шчыльнасць (г/см³)	Характарыстыкі разгалінаванай ланцуга	Асноўныя ўласцівасці	Тыповыя прымянення
ПВД	Поліэтылен нізкай шчыльнасці	0,910-0,925	Моцна разгалінаваны (доўгі ланцуг + кароткія галіны)	Мяккая, празрыстая, марозаўстойлівая, лёгка паддаецца апрацоўцы	Падыходзіць для поліэтыленавых пакетаў, сельскагаспадарчых плёнак, поліэтыленавай плёнкі і пакрыццяў
ЛПЭНП	Лінейны поліэтылен нізкай шчыльнасці	0,915-0,925	Кароткія галіны ланцуга (без доўгіх галін)	Найвышэйшая трываласць і ўстойлівасць да праколаў для LDPE з больш высокай трываласцю на разрыў	Выкарыстоўваецца для ўпаковачнай плёнкі, звышмоцнай упаковачнай плёнкі і труб
ПНД	Поліэтылен высокай шчыльнасці	0,941-0,965	Амаль без галінавання (пераважна лінейная структура)	Выдатная калянасць, хімічная ўстойлівасць і тэрмаўстойлівасць (ад -50°C да 80°C)	Падыходзіць для пластыкавых бутэлек, бочак, труб, лістоў і паддонаў

Materialinformationen-Polyethylen-optimiert

Ⅲ. Як выбраць якаснае ПЭ (поліэтылен) сыравіну?

ПЭ (поліэтылен) па шчыльнасці падзяляецца на поліэтылен нізкай шчыльнасці (ПВД), лінейны поліэтылен нізкай шчыльнасці (ЛПЭНП) і поліэтылен высокай шчыльнасці (ПНД). Прадукцыйнасць розных тыпаў ПЭ істотна адрозніваецца. Выбар якаснага ПЭ сыравіны патрабуе прадумвання сцэнарыя прымянення, арыентуючыся на наступныя паказчыкі:

1. Вызначце тып PE і патрабаванні да прымянення.

LDPE/LLDPE: мяккі і празрысты, прыдатны для плёнак (напрыклад, поліэтыленавых пакетаў і сельскагаспадарчай плёнкі).

HDPE: вельмі цвёрды і хімічна ўстойлівы, падыходзіць для лістоў, труб, кантэйнераў і іншага.

Выберыце адпаведны тып у залежнасці ад мэтавага прадукту (напрыклад, лісты/стрыжні часта складаюцца з ПНД).

2. Тэставанне ключавых паказчыкаў эфектыўнасці

Фізічныя ўласцівасці:

Шчыльнасць: шчыльнасць ПНД складае прыкладна 0,941-0,965 г/см³, шчыльнасць ПВД складае прыкладна 0,910-0,925 г/см³. Адхіленні павінны адпавядаць нацыянальным стандартам (напрыклад, GB/T 11115-2009).

Хуткасць цякучасці расплаву (MFR): Гэта адлюстроўвае цякучасць апрацоўкі. Лісты HDPE звычайна маюць MFR 0,1-1,0 г/10 мін (больш высокая малекулярная маса, лепшая трываласць); плёнкі звычайна маюць MFR 1-5 г/10 мін (лепшая цякучасць).

Механічныя ўласцівасці: трываласць на расцяжэнне (HDPE ≥ 20 МПа), адноснае падаўжэнне пры разрыве (LDPE ≥ 500%), ударная трываласць (нізкатэмпературная глейкасць).

Малекулярная маса і размеркаванне: Шырокае размеркаванне MWD паляпшае перапрацоўку, а вузкае размеркаванне MWD павялічвае трываласць (выбар залежыць ад патрабаванняў да прадукту).

3. Знешні выгляд і кантроль прымешак

Высакаякасныя гранулы ПЭ павінны мець аднастайны колер (звычайна малочна-белы або напаўпразрысты), без жаўцізны, чорных плям і металічных прымешак (прымешкі могуць выклікаць дэфекты апрацоўкі або пагаршэнне прадукцыйнасці).

Выбарачна правярайце гранулы на аднастайнасць, каб пазбегнуць зліпання або празмернай паломкі (якая можа быць выклікана няправільным захоўваннем або вялікай доляй перапрацаванага матэрыялу).

4. Спецыфікацыі хімічных рэчываў і бяспекі

Утрыманне попелу: ≤0,05% (адлюстроўвае ўзровень неарганічных прымешак; высокае ўтрыманне попелу можа лёгка прывесці да далікатнасці прадуктаў).

Вільготнасць: ≤0,1% (ПЭ мае нізкую гіграскапічнасць, але вільготныя гранулы могуць выклікаць адукацыю бурбалак пры экструзіі).

Павінны адпавядаць стандартам аховы навакольнага асяроддзя (напрыклад, не таксічны, без шкодных дабавак; сертыфікат харчовага класа павінен быць сертыфікаваны FDA або GB 4806).

5. Праверка вытворцы і кваліфікацыі

Выбірайце аўтарытэтных пастаўшчыкоў і запытвайце справаздачы аб інспекцыі завода.

Ⅳ. Як захоўваць ПЭ сыравіну?

Хоць ПЭ ўстойлівы да старэння, няправільнае працяглае захоўванне можа прывесці да дэградацыі з-за акіслення, паглынання вільгаці або забруджвання. Варта адзначыць наступныя моманты:

1. Экалагічны кантроль

Тэмпература: захоўваць у прахалодным цёмным месцы пры тэмпературы ≤30°C (высокія тэмпературы паскараюць акісляльную дэградацыю).

Вільготнасць: адносная вільготнасць ≤60% (ПЭ мае нізкую гіграскапічнасць, але вільготнае асяроддзе можа выклікаць кандэнсат на паверхні гранул).

Святло: пазбягайце прамых сонечных прамянёў (ультрафіялетавыя прамяні могуць выклікаць фотаакісленне; упакоўваць трэба ў тканыя мяшкі або кардонныя скрынкі, якія блакуюць святло).

2. Герметызацыя і ізаляцыя

Нераскрытае сыравіну неабходна захоўваць у арыгінальнай ўпакоўцы (вільгаценепранікальныя пакеты або пакеты). Пасля адкрыцця выкарыстоўваць як мага хутчэй. Астатняе сыравіну трэба запячатаць у вільгаценепранікальны кантэйнер, каб прадухіліць трапленне пылу і старонніх рэчываў.

3. Класіфікацыя і маркіроўка

Захоўваеце сыравіну розных відаў і партый асобна, каб пазбегнуць блытаніны.

Адзначце дату вырабу і тэрмін прыдатнасці (тыповы тэрмін прыдатнасці сыравіны з ПЭ складае 1-2 гады; пасля заканчэння тэрміну прыдатнасці паўторна праверце MFR, трываласць на разрыў і г.д.).

Ліст поліэтылену высокай шчыльнасці AHD

Ⅴ. Як вырабіць высакаякасныя ПЭ лісты і стрыжні?

ПЭ лісты і стрыжні часта вырабляюцца з дапамогай працэсу экструзіі. Асноўныя фактары ўключаюць папярэднюю апрацоўку сыравіны, увод у эксплуатацыю абсталявання і кантроль параметраў працэсу.

1. Папярэдняя апрацоўка сыравіны

Калі сыравіну захоўваюць у вільготным асяроддзі (напрыклад, у сезон дажджоў на поўдні Кітая), патрабуецца сушка: прымусовая сушка на паветры пры тэмпературы 80°C на працягу 2-4 гадзін (ПЭ мае нізкую гіграскапічнасць, таму пры звычайным захоўванні яе можна не рабіць).

Перапрацаваны матэрыял павінен быць дададзены ў колькасці ≤ 20%, каб пазбегнуць страты малекулярнай масы і пагаршэння трываласці з-за паўторнай апрацоўкі.

2. Выбар і ўвод у эксплуатацыю абсталявання

Экструдар: одношнековый экструдар (адносіны даўжыні да дыяметра L/D = 25-30, падыходзіць для лістоў HDPE і стрыжня HDPE) або двухшнековый экструдар (выдатна змешвае, падыходзіць для мадыфікаванага ПЭ з напаўняльнікамі).

Цвіль:

Шчыліна штампа: раўнамерная (адхіленне таўшчыні ліста ≤ ±0,1 мм). Адрэгулюйце ў адпаведнасці з зададзенай таўшчынёй (напрыклад, для ліста таўшчынёй 10 мм зазор у плашцы павінен быць прыблізна 10,5-11 мм, каб кампенсаваць усаджванне пры астуджэнні). Адстойнік: выкарыстоўвайце вакуумнае або вадзяное астуджэнне, каб забяспечыць стабільнасць памераў (тэмпература астуджальнай вады для ПНД складае 15-25°C; для ПВД крыху вышэй).

3. Кантроль параметраў працэсу

тэмпература:

HDPE: тэмпература ствала 180-220 °C (задняя частка 160-180 °C, пярэдняя частка 200-220 °C), галоўка 210-230 °C (пазбягайце нізкіх тэмператур, якія прыводзяць да дрэннай пластыфікацыі, або высокіх тэмператур, якія прыводзяць да дэградацыі).

LDPE: Тэмпература ствала 160-200°C (нізкая тэмпература плаўлення для прадухілення перагрэву і раскладання).

Хуткасць шнека: 5-20 абаротаў у хвіліну (нізкая хуткасць забяспечвае дастатковую пластыфікацыю і пазбягае перагрэву зруху).

Супрацьціск: 0,5-2 МПа (павышэнне супрацьціску паляпшае аднастайнасць расплаву і памяншае бурбалкі).

4. Выцягванне і пост-апрацоўка

Хуткасць выцягвання: адпавядайце хуткасці экструзіі (занадта хуткае выцягванне прыводзіць да памяншэння таўшчыні, у той час як занадта павольнае выцягванне можа выклікаць аб'ём) і падтрымлівайце пастаянную хуткасць (адхіленне ≤ ±0,5%).

Астуджэнне: пасля фарміравання астудзіце натуральным шляхам або прапусціце праз астуджальныя ролікі, каб пазбегнуць унутранага напружання, выкліканага хуткім астуджэннем.

Рэзка і абрэзка: выразайце пілой або лазерам і абразайце, каб выдаліць задзірыны (празмерныя задзірыны паўплываюць на дакладнасць памераў).

5. Кантроль якасці

Знешні выгляд: гладкая паверхня, без драпін і бурбалак, без расслаення на папярочным разрэзе.

Памеры: допуск па таўшчыні ≤ ±0,2 мм (ліст), допуск па дыяметры ≤ ±0,3 мм (стрыжань).

Прадукцыйнасць: трываласць на расцяжэнне і тэмпература размякчэння па Віка правяраюцца выпадковым чынам, каб пераканацца ў адпаведнасці патрабаванням прымянення.

Высакаякасная ПЭ-сыравіна павінна быць праверана на аснове тыпу, паказчыкаў эфектыўнасці і пратаколаў выпрабаванняў. Прыярытэты захоўвання ўключаюць сухасць, абарону ад святла і герметызацыю. Перапрацоўка лістоў і стрыжняў залежыць ад кантролю тэмпературы экструзіі, дакладнасці формы і хуткасці выцягвання, а таксама ўзмацнення кантролю якасці працэсу. Дзякуючы комплекснаму кіраванню тэхналагічным працэсам магчымая стабільная вытворчасць высокапрадукцыйных поліэтыленавых лістоў і стрыжняў.