Wydajność LDPE (polietylen o małej gęstości)

Polietylen o małej gęstości (LDPE) jest tworzywem termoplastycznym otrzymywanym w wyniku polimeryzacji rodnikowej etylenu pod wysokim ciśnieniem. LDPE jest najstarszym członkiem rodziny polietylenów w żywicach i został po raz pierwszy wyprodukowany komercyjnie jako owijanie drutem na początku lat czterdziestych XX wieku. LDPE łączy w sobie kilka dobrych właściwości: przezroczystość, obojętność chemiczną, dobrą zdolność uszczelniania oraz łatwość formowania i przetwarzania. To decyduje o tym, że LDPE jest obecnie jednym z najczęściej stosowanych materiałów w przemyśle polimerowym.
Chemia i właściwości: Etylen jest podstawową jednostką strukturalną wyrobów polietylenowych. Jest to bezbarwny gaz otrzymywany z gazu rafineryjnego, gazu płynnego lub płynnych węglowodorów. Ponieważ jest składnikiem wielu innych chemikaliów przemysłowych i polimerów, istnieje ciągła konkurencja o dostawy etylenu.
Ta konkurencja w pozyskiwaniu etylenu ma dramatyczny wpływ na cenę i efektywną wartość polietylenu. Na przykład w 1990 roku krajowa zdolność produkcyjna etylenu wynosiła około 46,5 miliarda funtów, z czego 51 procent wykorzystano do produkcji polimerów, takich jak polietylen.
Konwencjonalny LDPE można wytwarzać dwoma metodami: metodą rurową lub metodą kotłową. Obie metody obejmują przepuszczanie etylenu o wysokiej czystości do reaktora zawierającego inicjator pod wysokim ciśnieniem (103 do 276 MPa) i wysokiej temperaturze (300 do 500 F). Inicjatorem jest tlen lub nadtlenek organiczny. Zakończenie reakcji uzyskuje się przez dodanie terminatora łańcucha lub połączenie dwóch łańcuchów cząsteczkowych. W przeciwieństwie do struktur liniowych otrzymywanych innymi metodami produkcji polietylenu (HDPE i LLDPE), polimery otrzymywane metodami wysokociśnieniowymi mają struktury rozgałęzione. Ta rozgałęziona struktura zapewnia konwencjonalnemu LDPE doskonałą przezroczystość, elastyczność i łatwą wydajność wytłaczania. Specjalnie zaprojektowany do różnych zastosowań.
Żywicę LDPE uzyskuje się poprzez zrównoważenie i kontrolowanie masy cząsteczkowej, krystaliczności i rozkładu masy cząsteczkowej MWD.
Masa cząsteczkowa reprezentuje średnią długość wszystkich łańcuchów cząsteczkowych tworzących polimer. Dla wygody wskaźnik płynięcia (MI) został wybrany jako miara masy cząsteczkowej przemysłu tworzyw sztucznych. Wskaźnik szybkości płynięcia podaje się w gramach na 10 minut, co jest odwrotnie proporcjonalne do wielkości masy cząsteczkowej. Dla LDPE wskaźnik szybkości płynięcia odzwierciedla sypkość żywicy i właściwości związane z dużą deformacją gotowego produktu. Zmniejszenie MI (zwiększenie masy cząsteczkowej) nie tylko zwiększa większość parametrów wytrzymałościowych, ale także zmniejsza płynność LDPE i zdolność płynięcia żywicy do cienkich ścianek podczas procesu produkcyjnego. Krystaliczność LDPE jest funkcją liczby rozgałęzionych krótkich łańcuchów obecnych w żywicy. W przypadku LDPE normalny zakres fluktuacji krystaliczności wynosi 30-40 procent .
Zwiększenie krystaliczności LDPE zwiększy jego sztywność, odporność na korozję chemiczną, oddychalność, wytrzymałość na rozciąganie i odporność na ciepło; Jednocześnie zmniejsza udarność, wytrzymałość na rozdarcie i odporność na pękanie naprężeniowe LDPE. Rozkład ciężaru cząsteczkowego (MWD) lub rozkład stopni polimeryzacji definiuje się jako stosunek wagowo średniego ciężaru cząsteczkowego do liczbowo średniego ciężaru cząsteczkowego. W przemyśle tworzyw sztucznych uważa się, że żywice o wartościach MWD 3-5 mają wąski rozkład masy cząsteczkowej, wartości MWD wynoszące 6-12 uważa się za umiarkowane, a wartości MWD powyżej 13 uważa się za szerokie masy cząsteczkowe dystrybucja. MWD odzwierciedla głównie wydajność związaną z przepływem. Żywice o równym średnim rozkładzie mas cząsteczkowych wykazują lepszą płynność podczas przetwarzania w porównaniu z żywicami o wąskim rozkładzie mas cząsteczkowych. Firma WD ma pewien wpływ na końcową wydajność użytkowania. Jednak wpływ MWD jest generalnie maskowany przez zmiany masy cząsteczkowej.
Przetwarzanie: poziom LDPE może spełniać wymagania większości technologii przetwarzania formowania termoplastycznego. W tym: rozdmuchiwanie folii, odlewanie folii, spajanie ekstruzyjne, spajanie drutów i kabli, formowanie wtryskowe, formowanie z rozdmuchem.
Zastosowanie: LDPE można stosować samodzielnie lub mieszać z innymi członkami rodziny polietylenów. Szeroko stosowany w opakowaniach. Budownictwo, rolnictwo, przemysł i rynki konsumenckie. Wytnij folię. Największym rynkiem dla LDPE jest produkcja cienkich folii (<12 millihours). Single and composite LD produced by blow molding or die-casting processes
Folia PE stanowi ponad 55 procent całkowitego krajowego zużycia LDPE. Folie LDPE charakteryzują się dobrymi właściwościami optycznymi, wytrzymałością, elastycznością, szczelnością, powolną dyfuzją zapachów oraz stabilnością chemiczną. LDPE jest używany do pakowania chleba, produktów rolnych, fast foodów, tekstyliów, trwałych towarów konsumpcyjnych i niektórych produktów przemysłowych. LDPE może być również stosowany jako folia nie opakowaniowa, taka jak pieluchy jednorazowe, folia rolnicza i folia termokurczliwa.
Klej do wyciskania: To kolejny ważny rynek dla LDPE. Ze względu na właściwości strukturalne cząsteczek LDPE jest to jedyna żywica z rodziny żywic polietylenowych, która może sprostać wymaganiom technologii przetwarzania kleju ekstruzyjnego. Klejenie zapewnia warstwę ochronną, która pomaga uszczelnić opakowanie gotowego produktu, o zasadniczo doskonałych właściwościach rozciągania, długotrwałym pokryciu i niskiej dyfuzji zapachów. Typowy zakres wskaźnika płynięcia wynosi 3-15 gramów na 10 minut. Klej LDPE można nakładać na wiele podłoży, takich jak papier, tektura, tkanina i inne materiały polimerowe. Klej LDPE jest ekonomicznym i skutecznym środkiem zapewniającym szczelność termiczną i odporność na wilgoć podłoża. Rynki, na których stosuje się klej LDPE, obejmują pojemniki na mleko, opakowania sterylne i konserwujące oraz opakowania do żywności. Wyroby z taśmy i papieru.
Wytłaczanie kompozytu LDPE jest szeroko stosowane jako składnik wysokobarierowych laminatów kompozytowych. Ważnymi wymaganiami są odporność na wilgoć i szczelność. Spełnienie różnych wymagań skutkuje różnymi właściwościami żywicy. Może być stosowany do pakowania aseptycznego, pakowania leków i artykułów codziennego użytku.
Formowanie: W konkurencji z rodziny żywic polietylenowych stosowanie konwencjonalnego LDPE do formowania z rozdmuchem i formowania wtryskowego stało się stosunkowo stabilne. Żywica LDPE jest używana do formowania ze względu na jej elastyczność przy zginaniu i właściwości przetwórcze. Zakres wskaźnika płynięcia żywicy wynosi {{0}}.5-2.{4}} gramów na 10 minut, a zakres zmian gęstości wynosi 0,918-0,922 gramów na sześcienny centymetr. Formowanie LDPE powinno być stosowane do produkcji butelek medycznych i codziennych konsumentów oraz elementów uszczelniających, które wymagają wydajności wytłaczania.
Drut i kabel: LDPE był pierwotnie używany jako materiał do owijania drutów i kabli. LDPE wykazuje doskonałe właściwości elektryczne i odporność na zużycie, które są ściśle wymagane na rynku. Zakres wskaźnika płynięcia żywicy wynosi {{0}}.25-2.{4}} gramów na 10 minut, a gęstość wynosi 0,918-0,932 gramów na centymetr sześcienny. Obecnie żywicę LDPE stosuje się jako osłonę kabli telekomunikacyjnych.