Pipe (para sa Patubig)

High-density polyethylene, ang English na pangalan ay "High Density Polyethylene", o "HDPE" para sa maikli.Ang HDPE ay isang napaka-kristal, non-polar thermoplastic resin.Ang hitsura ng orihinal na HDPE ay gatas na puti, at ang manipis na seksyon ay translucent sa isang tiyak na lawak.Ang PE ay may mahusay na pagtutol sa karamihan ng mga domestic at industriyal na kemikal.Ang ilang uri ng kemikal ay maaaring magdulot ng kemikal na kaagnasan, gaya ng mga corrosive oxidant (concentrated nitric acid), aromatic hydrocarbons (xylene) at halogenated hydrocarbons (carbon tetrachloride).Ang polymer ay hindi hygroscopic at may magandang water vapor resistance, at maaaring gamitin para sa mga layunin ng packaging.Ang HDPE ay may mahusay na mga katangian ng kuryente, lalo na ang mataas na dielectric na lakas ng pagkakabukod, na ginagawa itong napaka-angkop para sa mga wire at cable.Ang mga katamtaman hanggang mataas na molecular weight ay may mahusay na resistensya sa epekto, kahit na sa temperatura ng silid at kahit na sa mababang temperatura na -40F.

Ang HDPE ay isang thermoplastic polyolefin na ginawa ng copolymerization ng ethylene.Kahit na ang HDPE ay inilunsad noong 1956, ang plastik na ito ay hindi pa umabot sa isang mature na antas.Ang materyal na ito para sa pangkalahatang layunin ay patuloy na umuunlad sa mga bagong gamit at merkado nito.

Pangunahing tampok

Ang HDPE ay isang non-polar thermoplastic resin na may mataas na crystallinity.Ang hitsura ng orihinal na HDPE ay gatas na puti, at ang manipis na seksyon ay translucent sa isang tiyak na lawak.Ang PE ay may mahusay na pagtutol sa karamihan ng mga domestic at industriyal na kemikal.Ang ilang uri ng kemikal ay maaaring magdulot ng kemikal na kaagnasan, gaya ng mga corrosive oxidant (concentrated nitric acid), aromatic hydrocarbons (xylene) at halogenated hydrocarbons (carbon tetrachloride).Ang polymer ay hindi hygroscopic at may magandang water vapor resistance, at maaaring gamitin para sa mga layunin ng packaging.Ang HDPE ay may mahusay na mga katangian ng kuryente, lalo na ang mataas na dielectric na lakas ng pagkakabukod, na ginagawa itong napaka-angkop para sa mga wire at cable.Ang mga katamtaman hanggang mataas na molecular weight ay may mahusay na resistensya sa epekto, kahit na sa temperatura ng silid at kahit na sa mababang temperatura na -40F.Ang mga natatanging katangian ng iba't ibang grado ng HDPE ay ang tamang kumbinasyon ng apat na pangunahing variable: density, molecular weight, molecular weight distribution at additives.Ang iba't ibang mga catalyst ay ginagamit upang makabuo ng mga pasadyang polimer na may mga espesyal na katangian.Ang kumbinasyon ng mga variable na ito ay gumagawa ng mga marka ng HDPE para sa iba't ibang layunin;pagkamit ng pinakamahusay na balanse sa pagganap.

density

Ito ang pangunahing variable na tumutukoy sa mga katangian ng HDPE, bagaman ang apat na variable na nabanggit ay nakakaapekto sa isa't isa.Ang ethylene ay ang pangunahing hilaw na materyal ng polyethylene.Ang ilang iba pang mga comonomer, tulad ng 1-butene, 1-hexene o 1-octene, ay madalas ding ginagamit upang mapabuti ang pagganap ng polymer.Para sa HDPE, ang nilalaman ng ilang monomer sa itaas sa pangkalahatan ay hindi lalampas sa 1%-2%.Ang pagdaragdag ng comonomer ay bahagyang binabawasan ang crystallinity ng polimer.Ang pagbabagong ito ay karaniwang sinusukat ng density, na may linear na relasyon sa crystallinity.Ang pangkalahatang pag-uuri ng Estados Unidos ay alinsunod sa ASTM D1248, at ang density ng HDPE ay 0.940g/.Sa itaas ng C;Ang hanay ng density ng MDPE ay 0.926～0.940g/CC.Minsan inuri ng ibang mga klasipikasyon ang MDPE bilang HDPE o LLDPE.Ang mga homopolymer ay may pinakamataas na density, pinakamataas na higpit, mahusay na pagkamatagusin at pinakamataas na punto ng pagkatunaw, ngunit sa pangkalahatan ay may mahinang pagtutol sa environmental stress cracking (ESCR).Ang ESCR ay ang kakayahan ng PE na labanan ang pag-crack na dulot ng mekanikal o kemikal na stress.Ang mas mataas na density sa pangkalahatan ay nagpapabuti ng mekanikal na lakas, tulad ng makunat na lakas, higpit, at tigas;thermal properties tulad ng softening point temperature at heat distortion temperature;at impermeability, tulad ng air permeability o water vapor permeability.Ang mas mababang density ay nagpapabuti sa lakas ng epekto nito at E-SCR.Ang densidad ng polimer ay pangunahing naaapektuhan ng pagdaragdag ng mga comonomer, ngunit sa mas mababang sukat ng bigat ng molekular.Ang mataas na porsyento ng timbang ng molekular ay bahagyang binabawasan ang density.Halimbawa, ang mga homopolymer ay may iba't ibang densidad sa isang malawak na hanay ng mga molecular weight.

Produksyon at katalista

Ang pinakakaraniwang paraan ng produksyon ng PE ay sa pamamagitan ng slurry o gas phase processing, at ang ilan ay ginawa sa pamamagitan ng solution phase processing.Ang lahat ng mga prosesong ito ay mga exothermic na reaksyon na kinasasangkutan ng ethylene monomer, a-olefin monomer, catalyst system (maaaring higit sa isang compound) at iba't ibang uri ng hydrocarbon diluent.Ang hydrogen at ilang mga catalyst ay ginagamit upang kontrolin ang molekular na timbang.Ang slurry reactor ay karaniwang isang stirred tank o isang mas karaniwang ginagamit na large-scale loop reactor kung saan ang slurry ay maaaring i-circulate at ihalo.Kapag ang ethylene at comonomer (kung kinakailangan) ay nakipag-ugnayan sa catalyst, ang mga polyethylene particle ay nabuo.Pagkatapos alisin ang diluent, ang polyethylene granules o powder granules ay tuyo at ang mga additives ay idinagdag ayon sa dosis upang makagawa ng mga pellets.Ang isang modernong linya ng produksyon na may malalaking reactor na may twin screw extruder ay maaaring makagawa ng higit sa 40,000 pounds ng PE kada oras.Ang pagbuo ng mga bagong catalyst ay nakakatulong sa pagpapabuti ng pagganap ng mga bagong grado ng HDPE.Ang dalawang pinakakaraniwang ginagamit na uri ng mga catalyst ay ang Philips' chromium oxide-based catalysts at titanium compound-alkyl aluminum catalysts.Ang HDPE na ginawa ng Phillips catalyst ay may medium-width molecular weight distribution;ang titanium-alkyl aluminum catalyst ay may makitid na molecular weight distribution.Ang katalista na ginamit sa paggawa ng makitid na MDW polymers sa isang dual reactor ay maaari ding gamitin upang makagawa ng malawak na mga marka ng MDW.Halimbawa, ang dalawang reactor sa serye na gumagawa ng makabuluhang magkaibang mga produkto ng molecular weight ay maaaring makabuo ng bimodal molecular weight polymers na mayroong buong hanay ng mga molecular weight distribution.Mga kabit ng PE pipe

Molekular na timbang

Ang mas mataas na molecular weight ay nagreresulta sa mas mataas na polymer viscosity, ngunit ang lagkit ay nauugnay din sa temperatura at shear rate na ginamit sa pagsubok.Ang rheology o pagsukat ng molecular weight ay ginagamit upang makilala ang molekular na timbang ng materyal.Ang mga grado ng HDPE sa pangkalahatan ay may molecular weight range na 40 000 hanggang 300 000, at ang average na timbang na molekular na timbang ay halos tumutugma sa hanay ng melt index, iyon ay, mula 100 hanggang 0. 029/10min.Sa pangkalahatan, ang mas mataas na MW (lower melt index MI) ay nagpapahusay ng lakas ng pagkatunaw, mas mahusay na tibay at ESCR, ngunit ang mas mataas na MW ay gumagawa ng pagproseso

Ang proseso ay mas mahirap o nangangailangan ng mas mataas na presyon o temperatura.

Molecular weight distribution (MWD): Ang WD ng PE ay nag-iiba mula sa makitid hanggang sa lapad depende sa catalyst na ginamit at sa proseso ng pagproseso.

Ang pinakakaraniwang ginagamit na index ng pagsukat ng MWD ay ang unevenness index (HI), na katumbas ng weight average molecular weight (MW) na hinati sa bilang ng average na molecular weight (Mn).Ang hanay ng index na ito para sa lahat ng mga marka ng HDPE ay 4-30.Ang makitid na MWD ay nagbibigay ng mababang warpage at mataas na epekto sa panahon ng proseso ng paghubog.Ang daluyan hanggang malawak na MWD ay nagbibigay ng kakayahang maproseso para sa karamihan ng mga proseso ng pagpilit.Mapapabuti rin ng malawak na MWD ang lakas ng pagkatunaw at resistensya ng kilabot.

pandagdag

Ang pagdaragdag ng mga antioxidant ay maaaring maiwasan ang pagkasira ng polimer sa panahon ng pagproseso at maiwasan ang oksihenasyon ng tapos na produkto habang ginagamit.Ang mga antistatic additives ay ginagamit sa maraming mga marka ng packaging upang mabawasan ang pagdirikit ng mga bote o packaging sa alikabok at dumi.Ang mga partikular na application ay nangangailangan ng mga espesyal na additive formulation, tulad ng mga copper inhibitor na nauugnay sa wire at cable application.Ang mahusay na paglaban sa panahon at anti-ultraviolet (o sikat ng araw) ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga anti-UV additives.Nang walang pagdaragdag ng UV-resistant o carbon black PE, inirerekumenda na huwag ipagpatuloy ang paggamit nito sa labas.Ang mga high-grade na carbon black pigment ay nagbibigay ng mahusay na UV resistance at kadalasang ginagamit sa mga panlabas na aplikasyon, tulad ng mga wire, cable, tank layer o pipe.

pamamaraan ng pagproseso

Maaaring gawin ang PE sa isang malawak na hanay ng iba't ibang paraan ng pagproseso.Gamit ang ethylene bilang pangunahing hilaw na materyal, propylene, 1-butene, at hexene bilang copolymer, sa ilalim ng pagkilos ng isang katalista, ang slurry polymerization o gas phase polymerization na proseso ay pinagtibay, at ang nakuha na polimer ay pina-flash, pinaghihiwalay, pinatuyo, granulated. , atbp. Proseso upang makakuha ng mga natapos na produkto na may pare-parehong mga particle.Kabilang ang tulad ng sheet extrusion, film extrusion, pipe o profile extrusion, blow molding, injection molding at rotational molding.

▲Extrusion: Ang grado na ginagamit para sa paggawa ng extrusion sa pangkalahatan ay may melt index na mas mababa sa 1 at isang medium-to-wide MWD.Sa panahon ng pagproseso, ang mababang MI ay maaaring makakuha ng angkop na lakas ng pagkatunaw.Ang mas malawak na mga marka ng MWD ay mas angkop para sa extrusion dahil mayroon silang mas mataas na bilis ng produksyon, mas mababang mga presyon ng mamatay at nabawasan ang pagkatunaw ng pagkabali.

Ang PE ay may maraming mga extrusion application, tulad ng mga wire, cable, hose, pipe at profile.Ang mga aplikasyon ng tubo ay mula sa maliliit na seksyon na mga dilaw na tubo para sa natural na gas hanggang sa mga itim na tubo na may makapal na pader na may diameter na 48in para sa mga pipeline ng industriya at lungsod.Mabilis na lumalaki ang paggamit ng malalaking diyametro na hollow-wall pipe bilang kapalit ng mga tubo ng drainage ng tubig-ulan na gawa sa kongkreto at iba pang mga tubo ng alkantarilya.

Sheet at thermoforming: Ang thermoforming lining ng maraming malalaking picnic refrigerator ay gawa sa PE, na matigas, magaan at matibay.Kabilang sa iba pang mga sheet at thermoformed na produkto ang mga mudguard, tank liners, pan guard, shipping box at tank.Ang isang malaking bilang ng mabilis na lumalagong mga aplikasyon ng sheet ay mulch o pond bottom village, na batay sa tibay, paglaban sa kemikal at impermeability ng MDPE.

▲Blow molding: Higit sa 1/3 ng HDPE na ibinebenta sa United States ay ginagamit para sa blow molding.Ang mga ito ay mula sa mga bote na naglalaman ng bleach, langis ng motor, detergent, gatas at distilled water hanggang sa malalaking refrigerator, mga tangke ng gasolina ng kotse at mga canister.Ang mga katangian ng mga grado ng blow molding, tulad ng lakas ng pagkatunaw, ES-CR at katigasan, ay katulad ng mga ginagamit para sa mga application ng sheet at thermoforming, kaya maaaring magamit ang mga katulad na grado.

Ang injection-blow molding ay kadalasang ginagamit upang gumawa ng mas maliliit na lalagyan (mas mababa sa 16oz) para sa mga gamot sa packaging, shampoo at kosmetiko.Isa sa mga bentahe ng prosesong ito ay ang mga bote ng produksyon ay awtomatikong pinuputol, nang hindi nangangailangan ng mga hakbang pagkatapos ng pagtatapos tulad ng pangkalahatang blow molding.Bagama't ang ilang makitid na marka ng MWD ay ginagamit upang pahusayin ang surface finish, ang katamtaman hanggang malawak na mga marka ng MWD ay karaniwang ginagamit.

▲Injection molding: Ang HDPE ay may hindi mabilang na mga application, mula sa magagamit muli na thin-walled beverage cups hanggang sa 5-gsl cans, na kumokonsumo ng 1/5 ng domestic HDPE.Ang mga marka ng paghubog ng iniksyon ay karaniwang may melt index na 5-10.May mga grado na may katigasan at mas mababang pagkalikido at mas mataas na mga grado ng pagkalikido na may kakayahang maproseso.Kasama sa mga gamit ang mga pang-araw-araw na pangangailangan at pagkain na manipis ang pader na packaging;matigas at matibay na pagkain at mga lata ng pintura;mataas na pagtutol sa mga application sa pag-crack ng stress sa kapaligiran, tulad ng mga maliliit na tangke ng gasolina at 90-gal na basurahan.

▲Rotational molding: Ang mga materyales na gumagamit ng ganitong paraan ng pagproseso ay karaniwang dinudurog sa mga materyales na pulbos, na natutunaw at dumadaloy sa thermal cycle.Gumagamit ang Rotomolding ng dalawang uri ng PE: general-purpose at cross-linkable.Pangkalahatang-purpose MDPE/HDPE ay karaniwang may density mula 0.935 hanggang 0.945g/CC, na may makitid na MWD, upang ang produkto ay may mataas na epekto at minimal na warpage, at ang melt index nito ay karaniwang nasa hanay na 3-8.Ang mga matataas na marka ng MI ay karaniwang hindi angkop dahil wala silang epekto at paglaban sa crack ng stress sa kapaligiran na inaasahan ng mga produktong rotomolded.

Ang mga application na rotational molding na may mataas na pagganap ay gumagamit ng mga natatanging katangian ng mga chemically cross-linkable na grado nito.Ang mga gradong ito ay may mahusay na pagkalikido sa unang bahagi ng ikot ng paghuhulma, at pagkatapos ay i-crosslink upang mabuo ang kanilang mahusay na paglaban sa pag-crack ng stress sa kapaligiran at katigasan.Magsuot ng panlaban at paglaban sa panahon.Ang cross-linkable PE ay angkop lamang para sa malalaking lalagyan, mula sa 500-gal na tangke para sa pagdadala ng iba't ibang kemikal hanggang sa 20,000-gal na tangke ng agrikultura.

▲Pelikula: Ang pagpoproseso ng PE film sa pangkalahatan ay gumagamit ng ordinaryong blown film processing o flat extrusion processing.Karamihan sa PE ay ginagamit para sa pelikula, pangkalahatang low-density PE (LDPE) o linear low-density PE (LLDPE) ay available.Karaniwang ginagamit ang mga grado ng HDPE film kung saan kinakailangan ang superior stretchability at mahusay na impermeability.Halimbawa, ang HDPE film ay kadalasang ginagamit para sa mga commodity bag, grocery bag at food packaging.

Pagganap ng produkto

Ang high-density polyethylene ay hindi nakakalason, walang lasa, at walang amoy na puting particle na may temperatura ng pagkatunaw na humigit-kumulang 130°C at may relatibong density na 0.941 hanggang 0.960.Ito ay may mahusay na paglaban sa init at malamig na paglaban, mahusay na katatagan ng kemikal, mataas na tigas at tigas, at mahusay na mekanikal na lakas.Ang mga katangian ng dielectric at paglaban sa pag-crack ng stress sa kapaligiran ay mabuti din.

Packaging at imbakan

Ilayo sa apoy at init na pagkakabukod sa panahon ng pag-iimbak.Ang bodega ay dapat panatilihing tuyo at malinis.Mahigpit na ipinagbabawal ang paghaluin sa anumang mga dumi, sikat ng araw at ulan.Ang transportasyon ay dapat na naka-imbak sa malinis, tuyo, natatakpan na mga karwahe o cabin, at dapat walang matutulis na bagay tulad ng mga bakal na pako.Mahigpit na ipinagbabawal ang pinaghalong transportasyon na may nasusunog na aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons at iba pang mga organikong solvent.

i-recycle at muling gamitin

Ang HDPE ay ang pinakamabilis na lumalagong bahagi ng plastic recycling market.Ito ay higit sa lahat dahil sa kanyang madaling muling pagproseso, minimal na mga katangian ng pagkasira at ang malaking bilang ng mga aplikasyon para sa mga layunin ng packaging.Ang pangunahing pag-recycle ay upang muling iproseso ang 25% ng mga recycled na materyales, tulad ng mga post-consumer recyclables (PCR), na may purong HDPE upang makagawa ng mga bote na walang kontak sa pagkain.

Ang mga PE pipe para sa supply ng tubig ay ang mga kapalit na produkto ng tradisyonal na mga tubo ng bakal at mga tubo ng tubig na inuming PVC.