Полиэтилен низкой плотностиОсновные физико-химические свойства Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – ПЭ со сравнительно сильно разветвленной макромолекулой и низкой плотностью (0,916–0,935 г/см³). Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается так же, как полиэтилен высокого давления (ПЭВД). Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n1000) 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, приведены в таблице. Таблица. Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена | Показатель | ПЭВД | ПЭНД | Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 21,6 | 5 | Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 4,5 | 2 | Этильные ответвления | 14,4 | 1 | Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода | 0,4—0,6 | 0,4—0,7 | в том числе: | | | винильных двойных связей (R-CH=CH2), % | 17 | 43 | винилиденовых двойных связей ( ), % | 71 | 32 | транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R'), % | 12 | 25 | Степень кристалличности, % | 50-65 | 75-85 | Плотность, г/см3 | 0,91-0,93 | 0,95-0,96 |
Структура молекулы ПЭНП влияет на свойства иначе, чем на плотность. Одно из важнейших свойств полимеров - кристалличность. Большая длина полимерных цепей приводит к образованию некоторого количества переплетений, что препятствует формированию плотных кристаллических образований при охлаждении, и таким образом между кристаллитами возникают неупорядоченные области. Участки, где цепи параллельны и плотно упакованы, в значительной степени кристалличны, в то время как неупорядоченные области являются аморфными. Кристаллические области известны как кристаллиты. Когда расплав полимера медленно охлаждают, кристаллиты могут образовывать сферолиты, состоящие из сферически симметричных образований кристаллитов и аморфного полимера. Молекулы укладываются одна на другую параллельно с образованием ламелей. Кристаллизация распространяется, когда другие молекулы выстраиваются в том же порядке и складываются. Сферолиты, упомянутые ранее, образуются из-за нерегулярностей в структуре молекулы, которые ведут к росту кристаллитов в нескольких направлениях. Наличие боковых ответвлений приводит к уменьшению возможности упорядоченного расположения и, таким образом, снижает кристалличность. Кристалличность ПЭНП обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭВП). Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Тот факт, что цепи не могут приблизиться плотно друг к другу, означает, что силы притяжения между ними ослабевают и тепловая энергия, необходимая для их перемещения относительно друг друга, т. е. течения, уменьшаются. Точка размягчения ПЭНП немного ниже точки кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации. Таблица. Физико-химические свойства ПЭВД при 20° | Параметр | Значение | Плотность, г/см2 | 0,918-0,930 | 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 |
Области применения ПЭВД. ПЭВД по объему производства и применения занимает ведущее место в мире. ПЭВД был впервые использован в электротехнической промышленности, главным образом в качестве изоляционного материала для подводных кабелей и позднее - для радаров. Кристалличность ПЭВД обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭНД). Сферами применения ПВД являются: - экструзия пленок; - производство кабеля; - литье пластмасс под давлением; - производство выдувных изделий. |
![](\"http://ru.wikipedia.org/wiki/Ð?зображение:Винилдиеновые_двойные_ÑвÑзи.png\"){kind=link}