Знай свои материалы:полиэтилен (PE)

Полиэтилен (ПЭ) представляет собой термопласт с переменной кристаллической структурой, хорошо известный своей универсальностью. Немецкий химик Ганс фон Пехман случайно открыл полиэтилен в 1898 году, когда пытался создать более стабильную версию диазометана. Эрик Фосетт и Реджинальд Гибсон впервые синтезировали полиэтилен для промышленного использования в 1933 году, а спустя шесть лет началось крупномасштабное производство полиэтилена низкой плотности. В 1950-х годах были обнаружены катализаторы, которые улучшили полимеризационный аспект производства полиэтилена, что дало толчок производству полиэтилена высокой плотности на следующие двадцать лет и далее.

Сегодня полиэтилен является одним из основных продуктов обрабатывающей промышленности, и ежегодно производится более 100 миллионов тонн полиэтилена. Здесь есть все, что вам нужно знать о полиэтилене, от того, как он производится, до наиболее подходящих областей применения.

Как производят полиэтилен?

Полиэтилен производится в процессе полимеризации. Углеводородное топливо перегоняется в более легкие группы, называемые мономерами, которые затем вступают в контакт с катализатором, чтобы начать процесс полимеризации. Координационная полимеризация, в которой участвуют хлориды и оксиды металлов, наиболее распространена, но полиэтилен можно также производить с использованием процесса радикальной полимеризации.

Полиэтилен доступен во многих типах, сортах и ​​составах с различными свойствами. Наиболее распространенные типы полиэтилена можно разделить на разветвленные версии, линейные версии и сшитые полиэтилены. Популярные разветвленные версии включают полиэтилен низкой плотности (LDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE), а популярные линейные версии включают полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UHMWPE).

ПЭНП

Этот полужесткий гибкий термопластик обладает хорошей атмосферостойкостью, высокой ударной вязкостью и отличными электроизоляционными свойствами. Уникальные свойства текучести LDPE делают его идеальным для изготовления пакетов для покупок и пластиковой пленки. Несмотря на то, что полиэтилен низкой плотности обладает высокой пластичностью, он имеет очень низкую прочность на растяжение, о чем свидетельствует его эластичность. Как и ПЭВП, этот материал обладает плохой термостойкостью — на самом деле, он легко воспламеняется, — что ограничивает его использование в высокотемпературных приложениях.

ЛПЭНП

Этот тип полиэтилена является гибким с хорошей устойчивостью к нагрузкам, трещинам, ударам и химическим веществам. Он также имеет высокую ударную вязкость. LLDPE структурно подобен LDPE и может даже заменить его в некоторых приложениях, но у LLDPE есть несколько ключевых преимуществ. Свойства LLDPE можно изменить, изменив формулу полимера, и его производство менее трудоемко, чем LDPE. Этот полиэтилен в основном используется для изготовления различных видов пленки.

ПНД

В отличие от LDPE и LLDPE, полиэтилен высокой плотности имеет линейную структуру и практически не имеет разветвлений. Он гибкий, но все же жесткий, устойчивый к атмосферным воздействиям и выдерживает низкие температуры. HDPE обладает хорошей устойчивостью к ультрафиолетовому излучению и иногда используется в уличной мебели. Он также имеет более высокую прочность на растяжение, чем другие формы полиэтилена. HDPE часто используется в пластиковых упаковках для молока, мусорных баках, разделочных досках и даже в бутылках для стирального порошка. Однако он склонен к растрескиванию под напряжением и имеет плохую термостойкость.

СВМПЭ

Это чрезвычайно плотный тип полиэтилена — даже более плотный, чем HDPE. Этот материал можно сплести в нити прочнее стали, и он часто используется для создания пуленепробиваемых жилетов и другого высокопроизводительного оборудования. Он обладает отличными механическими свойствами и в основном инертен, что делает его пригодным для использования в самых агрессивных средах.

XLPE

Сшитый полиэтилен высокой плотности (XLPE) представляет собой сшитый полиэтилен, разработанный специально для критических применений, таких как системы трубопроводов для хранения химикатов и изоляция для высоковольтных электрических кабелей. Он устойчив к гидролизу и одобрен для использования в питьевой воде, обладает превосходной стойкостью к истиранию и электрическими свойствами.

Свойства полиэтилена и механические характеристики

Как правило, полиэтилены обладают отличной химической и ударной стойкостью, хорошими электрическими свойствами и низким коэффициентом трения. Они также доступны по цене, легки и хорошо поддаются механической обработке. Механические свойства полиэтилена зависят от его типа. Например, механические характеристики полиэтилена низкой плотности следующие:

• Прочность на растяжение при 72 °F:1 400 фунтов на квадратный дюйм.
• Модуль растяжения:57 000
• Удлинение при растяжении при разрыве:100%
• Модуль изгиба:29 000 фунтов на квадратный дюйм
• Твердость по Шору (D):D45

Командам разработчиков следует знать, что полиэтилен токсичен в жидкой форме. Это может быть очень вредно при вдыхании или попадании на кожу. Другие недостатки полиэтилена в первую очередь экологические, так как это не самый экологичный материал на рынке. Например, LDPE и HDPE плохо поддаются биологическому разложению, а поскольку они производятся из углеводородов и ископаемого топлива, они не экологичны.

Почему выбирают полиэтилен?

Инженеры и команды разработчиков из различных отраслей промышленности выбирают полиэтилен, когда им нужен невероятно универсальный и полезный товарный пластик. Он доступен по цене, прост в обработке и совместим с проверенными и надежными производственными процессами, такими как литье под давлением и обработка на станках с ЧПУ.

Полиэтилен также превосходит другие пластики, такие как полиуретан, когда дело доходит до применения. От пленки до контейнеров и пластиковых игрушек полиэтилен можно найти в большинстве потребительских товаров, которые вы используете сегодня. Другими популярными приложениями являются искусственные соединения в производстве медицинского оборудования, автомобильные топливные баки, все виды упаковки, а также трубы и фитинги.

Начало работы с полиэтиленом

Со всеми различными видами полиэтилена, представленными на рынке, вы можете быть уверены, что найдется тип полиэтилена, идеально подходящий для вас. Тем не менее, есть много вариантов на выбор, и таблицы материалов только помогают вам сделать выбор. Как убедиться, что вы принимаете правильное решение? Опытный партнер-производитель может пролить столь необходимый свет на процесс выбора материала.

Когда вы сотрудничаете с Fast Radius, вы сотрудничаете с производственной командой, которая будет сопровождать вас на протяжении всего производственного процесса, начиная с выбора материала. Мы поможем вам определить, какой тип полиэтилена лучше всего подходит для вашей детали, и предоставим экспертные знания, чтобы вывести вашу деталь на новый уровень. Готовы начать? Свяжитесь с нами сегодня.

Для получения подробных руководств по выбору материала для литья под давлением, биопластиков PLA, лучших коррозионно-стойких материалов и т. д. посетите наш ресурсный центр.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату