Rör (för bevattning)

High-density polyethylene, det engelska namnet är "High Density Polyethylene", eller förkortat "HDPE".HDPE är ett mycket kristallint, opolärt termoplastiskt harts.Utseendet på den ursprungliga HDPE är mjölkvit och den tunna delen är genomskinlig till viss del.PE har utmärkt motståndskraft mot de flesta hushålls- och industrikemikalier.Vissa typer av kemikalier kan orsaka kemisk korrosion, såsom frätande oxidanter (koncentrerad salpetersyra), aromatiska kolväten (xylen) och halogenerade kolväten (koltetraklorid).Polymeren är icke-hygroskopisk och har god vattenångresistens och kan användas för förpackningsändamål.HDPE har goda elektriska egenskaper, speciellt den höga dielektriska hållfastheten hos isoleringen, vilket gör den mycket lämplig för ledningar och kablar.Medel till hög molekylvikt kvaliteter har utmärkt slaghållfasthet, även vid rumstemperatur och även vid låga temperaturer på -40F.

HDPE är en termoplastisk polyolefin framställd genom sampolymerisation av eten.Även om HDPE lanserades 1956, har denna plast ännu inte nått en mogen nivå.Detta generella material utvecklar ständigt sina nya användningsområden och marknader.

Huvuddrag

HDPE är ett opolärt termoplastharts med hög kristallinitet.Utseendet på den ursprungliga HDPE är mjölkvit och den tunna delen är genomskinlig till viss del.PE har utmärkt motståndskraft mot de flesta hushålls- och industrikemikalier.Vissa typer av kemikalier kan orsaka kemisk korrosion, såsom frätande oxidanter (koncentrerad salpetersyra), aromatiska kolväten (xylen) och halogenerade kolväten (koltetraklorid).Polymeren är icke-hygroskopisk och har god vattenångresistens och kan användas för förpackningsändamål.HDPE har goda elektriska egenskaper, speciellt den höga dielektriska hållfastheten hos isoleringen, vilket gör den mycket lämplig för ledningar och kablar.Medel till hög molekylvikt kvaliteter har utmärkt slaghållfasthet, även vid rumstemperatur och även vid låga temperaturer på -40F.De unika egenskaperna hos olika kvaliteter av HDPE är den rätta kombinationen av fyra grundläggande variabler: densitet, molekylvikt, molekylviktsfördelning och tillsatser.Olika katalysatorer används för att tillverka kundanpassade polymerer med speciella egenskaper.Kombinationen av dessa variabler ger HDPE-kvaliteter för olika ändamål;uppnå den bästa balansen i prestanda.

densitet

Detta är huvudvariabeln som bestämmer egenskaperna hos HDPE, även om de fyra nämnda variablerna påverkar varandra.Eten är den huvudsakliga råvaran för polyeten.Några andra sammonomerer, såsom 1-buten, 1-hexen eller 1-okten, används också ofta för att förbättra polymerprestanda.För HDPE överstiger halten av ovanstående fåtal monomerer i allmänhet inte 1%-2%.Tillsatsen av sammonomer minskar kristalliniteten hos polymeren något.Denna förändring mäts i allmänhet genom densitet, som har ett linjärt samband med kristallinitet.Den allmänna klassificeringen av USA är i enlighet med ASTM D1248, och densiteten av HDPE är 0,940 g/.Över C;Densitetsintervallet för MDPE är 0,926–0,940 g/CC.Andra klassificeringar klassificerar ibland MDPE som HDPE eller LLDPE.Homopolymerer har den högsta densiteten, den högsta styvheten, god permeabilitet och den högsta smältpunkten, men har generellt dålig beständighet mot miljöspänningssprickning (ESCR).ESCR är PEs förmåga att motstå sprickbildning orsakad av mekanisk eller kemisk stress.Högre densitet förbättrar i allmänhet mekanisk hållfasthet, såsom draghållfasthet, styvhet och hårdhet;termiska egenskaper såsom mjukningspunktstemperatur och värmeförvrängningstemperatur;och impermeabilitet, såsom luftpermeabilitet eller vattenångpermeabilitet.Lägre densitet förbättrar dess slaghållfasthet och E-SCR.Polymerdensiteten påverkas främst av tillsatsen av sammonomerer, men i mindre utsträckning av molekylvikten.Den höga molekylviktsprocenten minskar densiteten något.Till exempel har homopolymerer olika densiteter inom ett brett område av molekylvikter.

Produktion och katalysator

Den vanligaste produktionsmetoden för PE är genom slurry- eller gasfasbearbetning, och ett fåtal tillverkas genom lösningsfasbearbetning.Alla dessa processer är exoterma reaktioner som involverar etenmonomer, a-olefinmonomer, katalysatorsystem (kan vara mer än en förening) och olika typer av kolvätespädningsmedel.Väte och vissa katalysatorer används för att kontrollera molekylvikten.Uppslamningsreaktorn är vanligtvis en omrörd tank eller en mer allmänt använd storskalig loopreaktor i vilken uppslamningen kan cirkuleras och omröras.När eten och sammonomer (efter behov) kommer i kontakt med katalysatorn, bildas polyetenpartiklar.Efter avlägsnande av spädningsmedlet torkas polyetengranulerna eller pulvergranulerna och tillsatserna tillsätts enligt doseringen för att producera pellets.En modern produktionslinje med stora reaktorer med dubbelskruvextruder kan producera mer än 40 000 pund PE per timme.Utvecklingen av nya katalysatorer bidrar till att förbättra prestandan hos nya kvaliteter av HDPE.De två vanligaste typerna av katalysatorer är Philips kromoxidbaserade katalysatorer och titanföreningar-alkylaluminiumkatalysatorer.HDPE som produceras av Phillips-katalysatorn har en medelbred molekylviktsfördelning;titan-alkylaluminiumkatalysatorn har en snäv molekylviktsfördelning.Katalysatorn som används vid produktion av smala MDW-polymerer i en dubbelreaktor kan också användas för att producera breda MDW-kvaliteter.Till exempel kan två reaktorer i serie som producerar signifikant olika molekylviktsprodukter producera bimodala molekylviktspolymerer som har ett komplett utbud av molekylviktsfördelningar.PE rördelar

Molekylvikt

Högre molekylvikt resulterar i högre polymerviskositet, men viskositeten är också relaterad till temperaturen och skjuvhastigheten som används i testet.Reologi eller molekylviktsmätning används för att karakterisera materialets molekylvikt.HDPE-kvaliteter har i allmänhet ett molekylviktsområde på 40 000 till 300 000, och viktmedelmolekylvikten motsvarar ungefär smältindexområdet, det vill säga från 100 till 0,029/10 min.Generellt sett förbättrar högre MW (lägre smältindex MI) smältstyrkan, bättre seghet och ESCR, men högre MW gör bearbetning

Processen är svårare eller kräver högre tryck eller temperatur.

Molekylviktsfördelning (MWD): WD för PE varierar från smal till bred beroende på vilken katalysator som används och bearbetningsprocessen.

Det vanligaste MWD-mätindexet är ojämnhetsindexet (HI), som är lika med viktmedelmolekylvikten (MW) dividerat med talmedelmolekylvikten (Mn).Detta indexintervall för alla HDPE-kvaliteter är 4-30.Den smala MWD ger låg skevhet och hög slagkraft under gjutningsprocessen.Den medelstora till breda MWD ger bearbetbarhet för de flesta extruderingsprocesser.Bred MWD kan också förbättra smältstyrkan och krypmotståndet.

tillsats

Tillsatsen av antioxidanter kan förhindra nedbrytning av polymeren under bearbetning och förhindra oxidation av den färdiga produkten under användning.Antistatiska tillsatser används i många förpackningskvaliteter för att minska vidhäftningen av flaskor eller förpackningar till damm och smuts.Specifika applikationer kräver speciella tillsatsformuleringar, såsom kopparhämmare relaterade till tråd- och kabelapplikationer.Utmärkt väderbeständighet och anti-ultraviolett (eller solljus) kan uppnås genom att tillsätta anti-UV-tillsatser.Utan tillsats av UV-beständig eller kimrök PE rekommenderas att den inte fortsätter att användas utomhus.Högkvalitativa kimrökspigment ger utmärkt UV-beständighet och används ofta i utomhusapplikationer, såsom ledningar, kablar, tanklager eller rör.

bearbetningsmetoder

PE kan tillverkas i en mängd olika bearbetningsmetoder.Med användning av eten som huvudråvara, propen, 1-buten och hexen som sampolymer, under inverkan av en katalysator, används uppslamningspolymerisations- eller gasfaspolymerisationsprocessen, och den erhållna polymeren flashas, ​​separeras, torkas, granuleras , etc. Process för att erhålla färdiga produkter med enhetliga partiklar.Inklusive extrudering av ark, filmextrudering, rör- eller profilextrudering, formblåsning, formsprutning och rotationsformning.

▲Extrudering: Kvaliteten som används för extruderingstillverkning har i allmänhet ett smältindex som är mindre än 1 och en medelstor till bred MWD.Under bearbetning kan låg MI erhålla lämplig smältstyrka.Bredare MWD-kvaliteter är mer lämpliga för extrudering eftersom de har högre produktionshastigheter, lägre formtryck och minskad tendens till smältbrott.

PE har många extruderingsapplikationer, såsom ledningar, kablar, slangar, rör och profiler.Rörapplikationer sträcker sig från gula rör med små sektioner för naturgas till tjockväggiga svarta rör med en diameter på 48 tum för industriella och urbana rörledningar.Användningen av hålväggsrör med stor diameter som ersättning för regnvattenavloppsrör av betong och andra avloppsrör växer snabbt.

Plåt och termoformning: Det termoformande fodret i många stora picknickkylskåp är tillverkat av PE, vilket är tufft, lätt och hållbart.Andra plåt- och termoformade produkter inkluderar stänkskärmar, tankliners, pannskydd, fraktlådor och tankar.Ett stort antal snabbväxande plåtapplikationer är mulch- eller dammbottenbyar, som är baserade på segheten, kemikalieresistensen och ogenomträngligheten hos MDPE.

▲ Formblåsning: Mer än 1/3 av HDPE som säljs i USA används för formblåsning.Dessa sträcker sig från flaskor som innehåller blekmedel, motorolja, rengöringsmedel, mjölk och destillerat vatten till stora kylskåp, bilbränsletankar och dunkar.Egenskaperna hos formblåsningskvaliteter, såsom smälthållfasthet, ES-CR och seghet, liknar de som används för plåt- och termoformningsapplikationer, så liknande kvaliteter kan användas.

Formsprutning används vanligtvis för att tillverka mindre behållare (mindre än 16 oz) för förpackning av läkemedel, schampon och kosmetika.En av fördelarna med denna process är att produktionsflaskorna trimmas automatiskt, utan behov av efterbearbetningssteg som allmän formblåsning.Även om vissa smala MWD-kvaliteter används för att förbättra ytfinishen, används vanligtvis medelstora till breda MWD-kvaliteter.

▲ Formsprutning: HDPE har otaliga tillämpningar, allt från återanvändbara tunnväggiga dryckesmuggar till 5-gsl burkar, som förbrukar 1/5 av inhemsk HDPE.Formsprutningskvaliteter har i allmänhet ett smältindex på 5-10.Det finns kvaliteter med seghet och lägre fluiditet och högre fluiditetsgrader med bearbetbarhet.Användningsområden inkluderar dagliga nödvändigheter och tunnväggiga förpackningar för mat;tuff och hållbar mat- och färgburkar;hög motståndskraft mot miljöpåfrestningstillämpningar, såsom små motorbränsletankar och 90-gal soptunnor.

▲ Rotationsgjutning: Materialen som använder denna bearbetningsmetod krossas vanligtvis till pulvermaterial, som smälts och flyter i den termiska cykeln.Rotomoldning använder två typer av PE: allmänt ändamål och tvärbindningsbar.MDPE/HDPE för allmänt bruk har vanligtvis en densitet som sträcker sig från 0,935 till 0,945 g/CC, med en smal MWD, så att produkten har hög slagkraft och minimal skevhet, och dess smältindex ligger i allmänhet i intervallet 3-8.Högre MI-kvaliteter är i allmänhet inte lämpliga eftersom de inte har den motståndskraft mot slag och miljöpåfrestningar som förväntas av rotomgjutna produkter.

Högpresterande rotationsgjutningsapplikationer utnyttjar de unika egenskaperna hos dess kemiskt tvärbindbara kvaliteter.Dessa kvaliteter har god flytbarhet i den första delen av formningscykeln, och tvärbinder sedan för att bilda deras utmärkta sprickresistens och seghet i miljön.Slitstyrka och väderbeständighet.Tvärbindbar PE är endast lämplig för stora behållare, allt från 500-gal tankar för transport av olika kemikalier till 20 000-gal jordbrukstankar.

▲Film: PE-filmbearbetning använder vanligen vanlig blåst filmbearbetning eller platt strängsprutning.De flesta PE används för film, allmän lågdensitet PE (LDPE) eller linjär lågdensitet PE (LLDPE) är tillgängliga.HDPE-filmkvaliteter används vanligtvis där överlägsen töjbarhet och utmärkt ogenomtränglighet krävs.Till exempel används HDPE-film ofta för varupåsar, matkassar och livsmedelsförpackningar.

Produktprestanda

Högdensitetspolyeten är ogiftig, smaklös och luktfri vita partiklar med en smältpunkt på cirka 130°C och en relativ densitet på 0,941 till 0,960.Den har god värmebeständighet och köldbeständighet, god kemisk stabilitet, hög styvhet och seghet och god mekanisk hållfasthet.Dielektriska egenskaper och motståndskraft mot spänningssprickbildning i miljön är också goda.

Förpackning och förvaring

Håll borta från eld och värmeisolering under lagring.Lagret ska hållas torrt och snyggt.Det är strängt förbjudet att blanda in föroreningar, solljus och regn.Transport bör förvaras i rena, torra, täckta vagnar eller hytter, och det bör inte finnas några vassa föremål som järnspik.Blandad transport med brandfarliga aromatiska kolväten, halogenerade kolväten och andra organiska lösningsmedel är strängt förbjudet.

återvinna och återanvända

HDPE är den snabbast växande delen av plaståtervinningsmarknaden.Detta beror främst på dess enkla upparbetning, minimala nedbrytningsegenskaper och dess stora antal applikationer för förpackningsändamål.Den huvudsakliga återvinningen är att bearbeta 25 % av återvunnet material, såsom post-consumer recyclables (PCR), med ren HDPE för att göra flaskor som inte är i kontakt med livsmedel.

PE-rör för vattenförsörjning är ersättningsprodukter för traditionella stålrör och PVC-dricksvattenrör.