Полиолефины. Полиэтилен высокого и низкого давления. Полипропилен. Основные свойства и области применения.

Полиолефины являются одним из крупнотоннажных материалов.

1) Полиэтилен – полимер общей формулы [-СН₂ – СН₂-], представляет собой бесцветный кристаллический полужесткий или достаточно жесткий материал, характеризующийся высокой деформативной способностью (несколько сотен процентов), прочностью (10-30 мПа), хорошей морозостойкостью (-60…-70С). Полиэтилен характеризуется высокой химической стойкостью: не растворяется в кислотах и щелочах, органических растворителях (до 70С), стабилен при контакте с маслами и водой. При температуре выше 70С начинает растворяться в толуоле, ксилоле, бензоле и др., а также в минеральных маслах, но остается устойчивым к действию воды, спирта, ацетона и растительных масел. Полимер не имеет конкретного запаха и вкуса.

Получают ПЭ полимеризацией газообразного ненасыщенного углеводорода – этилена, выделяемого из продуктов термического распада нефти.

Различают два основных вида ПЭ: высокого давления (ПЭВД) и низкого (ПЭНД), отличающейся своей структурой и свойствами. Они построены из линейных цепей и являются термопластами. Одна у ПЭВД цепи более разветвленные, с большим числом боковых цепей. Поэтому ПЭНД в большей степени кристалличен, имеет более высокую плотность. По общим свойствам ПЭВД имеет более низкую молекулярную массу, менее теплостоек, но морозостойкость его немного выше. ПЭНД более прочный на разрыв при растяжении, но уступает по стойкости к многократным деформациям. ПЭНД более жесткий, готовые пленки из него менее эластичны. Вырабатывается ПЭ в виде гранул или порошка.

Переработка ПЭ в готовые формованные изделия, листы и пленки, трубы, волокна и нити осуществляется литьем под давлением и экструзией при температуре 200С, прессованием. ПЭВД перерабатывается при более низкой температуре (180-220 С), чем ПЭНД (220-270 С).

Листы и пленки изготавливают в основном из ПЭВД. Он стоек к химическим реагентам, не выделяет вредных веществ, поэтому его используют для упаковки фармацевтических препаратов и пищевых продуктов, для изготовления товаров домашнего обихода, игрушек, изделия открытой конструкции для пищевых продуктов, так как в изделиях закрытой конструкции длительное время сохраняется запах продуктов окисления ПЭ.

ПЭНД обычно применяется для изготовления технических изделий литьем под давлением, экструзией (трубы, детали конструкций). Используется в качестве защитных покрытий, напыляемых газопламенным методом. ПЭНД не рекомендуется применять для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, и детских игрушек, так как он сильно загрязнен катализаторами.

Полипропилен схож по своему строению и свойствам с ПЭ. Исходным сырьем для него служит газ пропилен. Получается ПП реакцией полимеризации по ионному механизму в условиях, схожих с получением ПЭНД. По внешнему виду и многим другим свойствам ПП сходен с ПЭ, но отличается от него высокой жесткостью. Температура плавления 160-170 С. Высокая степень кристалличности. Вырабатывают ПП в виде белого порошка или окрашенных (в массе) и неокрашенных гранул, перерабатываемых в изделия литьем под давлением, экструзией, горячим прессованием, вакуумным формованием и др. ПП перерабатывают в листы и трубы, которые служат для изготовления пленок. Пленки получаются прочными и прозрачными. Изделия из ПП обладают блестящей поверхностью. ПП считается физиологически безвредным. Из него изготавливают фляги, бутылки, флаконы, посудохозяйственные изделия, отличающиеся высокой прозрачностью и способные стерилизоваться в кипящей воде без признаков деформации.

ПП обладает высокой химической стойкостью, но после 80 С начинает растворяться в ароматических растворителях. Широко используется для производства волокон и нитей, имеющих высокую стойкость к истиранию и изгибам, используются для изготовления нетонущих сетей и канатов, брезентов. Ковров и т. д. Превосходя ПЭ по теплостойкости, он проигрывает по морозостойкости (-5…-15 С).