Boru (Sulama için)

Yüksek yoğunluklu polietilen, İngilizce adı "Yüksek Yoğunluklu Polietilen" veya kısaca "HDPE" dir.HDPE oldukça kristalli, polar olmayan bir termoplastik reçinedir.Orijinal HDPE'nin görünümü süt beyazıdır ve ince kesiti bir dereceye kadar yarı saydamdır.PE, evsel ve endüstriyel kimyasalların çoğuna karşı mükemmel dirence sahiptir.Aşındırıcı oksidanlar (konsantre nitrik asit), aromatik hidrokarbonlar (ksilen) ve halojenli hidrokarbonlar (karbon tetraklorür) gibi belirli kimyasal türleri kimyasal korozyona neden olabilir.Polimer higroskopik değildir ve iyi su buharı direncine sahiptir ve paketleme amacıyla kullanılabilir.HDPE'nin iyi elektriksel özellikleri, özellikle yalıtımın yüksek dielektrik dayanımı, onu teller ve kablolar için çok uygun hale getirir.Orta ila yüksek moleküler ağırlıklı sınıflar, oda sıcaklığında ve hatta -40F gibi düşük sıcaklıklarda bile mükemmel darbe direncine sahiptir.

HDPE, etilenin kopolimerizasyonu ile üretilen termoplastik bir poliolefindir.HDPE 1956 yılında piyasaya sürülmesine rağmen bu plastik henüz olgun bir düzeye ulaşmamıştır.Bu genel amaçlı malzeme sürekli olarak yeni kullanım alanlarını ve pazarlarını geliştirmektedir.

Ana Özellikler

HDPE, yüksek kristalliğe sahip polar olmayan bir termoplastik reçinedir.Orijinal HDPE'nin görünümü süt beyazıdır ve ince kesiti bir dereceye kadar yarı saydamdır.PE, evsel ve endüstriyel kimyasalların çoğuna karşı mükemmel dirence sahiptir.Aşındırıcı oksidanlar (konsantre nitrik asit), aromatik hidrokarbonlar (ksilen) ve halojenli hidrokarbonlar (karbon tetraklorür) gibi belirli kimyasal türleri kimyasal korozyona neden olabilir.Polimer higroskopik değildir ve iyi su buharı direncine sahiptir ve paketleme amacıyla kullanılabilir.HDPE'nin iyi elektriksel özellikleri, özellikle yalıtımın yüksek dielektrik dayanımı, onu teller ve kablolar için çok uygun hale getirir.Orta ila yüksek moleküler ağırlıklı sınıflar, oda sıcaklığında ve hatta -40F gibi düşük sıcaklıklarda bile mükemmel darbe direncine sahiptir.Çeşitli HDPE derecelerinin benzersiz özellikleri, dört temel değişkenin uygun kombinasyonudur: yoğunluk, moleküler ağırlık, moleküler ağırlık dağılımı ve katkı maddeleri.Özel özelliklere sahip özelleştirilmiş polimerler üretmek için farklı katalizörler kullanılır.Bu değişkenlerin kombinasyonu, farklı amaçlar için YYPE kaliteleri üretir;performansta en iyi dengeyi elde etmek.

yoğunluk

Bahsedilen dört değişken birbirini etkilemekle birlikte, YYPE'nin özelliklerini belirleyen ana değişken budur.Etilen, polietilenin ana hammaddesidir.1-büten, 1-heksen veya 1-okten gibi birkaç başka komonomer de genellikle polimer performansını iyileştirmek için kullanılır.HDPE için, yukarıdaki birkaç monomerin içeriği genellikle %1-2'yi geçmez.Komonomer ilavesi, polimerin kristalliğini biraz azaltır.Bu değişiklik genellikle kristallik ile doğrusal bir ilişkisi olan yoğunluk ile ölçülür.Amerika Birleşik Devletleri'nin genel sınıflandırması ASTM D1248'e uygundur ve HDPE'nin yoğunluğu 0,940g/'dir.C'nin üzerinde;MDPE'nin yoğunluk aralığı 0,926~0,940g/CC'dir.Diğer sınıflandırmalar bazen MDPE'yi HDPE veya LLDPE olarak sınıflandırır.Homopolimerler en yüksek yoğunluğa, en yüksek sertliğe, iyi geçirgenliğe ve en yüksek erime noktasına sahiptir, ancak genellikle çevresel stres çatlamasına (ESCR) karşı zayıf bir dirence sahiptir.ESCR, PE'nin mekanik veya kimyasal stresin neden olduğu çatlamaya direnme yeteneğidir.Daha yüksek yoğunluk genellikle gerilme mukavemeti, sağlamlık ve sertlik gibi mekanik mukavemeti geliştirir;yumuşama noktası sıcaklığı ve ısı bozulma sıcaklığı gibi termal özellikler;ve hava geçirgenliği veya su buharı geçirgenliği gibi geçirimsizlik.Daha düşük yoğunluk, darbe dayanımını ve E-SCR'yi geliştirir.Polimer yoğunluğu esas olarak komonomerlerin eklenmesinden etkilenir, ancak daha az ölçüde moleküler ağırlıktan etkilenir.Yüksek moleküler ağırlık yüzdesi, yoğunluğu biraz azaltır.Örneğin, homopolimerler geniş bir moleküler ağırlık aralığında farklı yoğunluklara sahiptir.

Üretim ve katalizör

PE'nin en yaygın üretim yöntemi bulamaç veya gaz fazı işlemedir ve birkaçı çözelti fazı işleme ile üretilir.Tüm bu işlemler, etilen monomeri, a-olefin monomeri, katalizör sistemi (birden fazla bileşik olabilir) ve çeşitli tipte hidrokarbon seyrelticileri içeren ekzotermik reaksiyonlardır.Molekül ağırlığını kontrol etmek için hidrojen ve bazı katalizörler kullanılır.Bulamaç reaktörü genellikle karıştırılan bir tank veya daha yaygın olarak kullanılan, içinde bulamacın sirküle edilebildiği ve karıştırılabildiği büyük ölçekli döngülü bir reaktördür.Etilen ve komonomer (gerektiği kadar) katalizörle temas ettiğinde polietilen parçacıkları oluşur.Seyreltici uzaklaştırıldıktan sonra polietilen granüller veya toz granüller kurutulur ve pelet üretmek için dozaja göre katkı maddeleri eklenir.Çift vidalı ekstrüderli büyük reaktörlere sahip modern bir üretim hattı, saatte 40.000 libreden fazla PE üretebilir.Yeni katalizörlerin geliştirilmesi, yeni HDPE kalitelerinin performansının iyileştirilmesine katkıda bulunur.En yaygın olarak kullanılan iki katalizör türü, Philips'in krom oksit bazlı katalizörleri ve titanyum bileşik-alkil alüminyum katalizörleridir.Phillips katalizörü tarafından üretilen HDPE, orta genişlikte bir moleküler ağırlık dağılımına sahiptir;titanyum-alkil alüminyum katalizörü, dar bir moleküler ağırlık dağılımına sahiptir.Çift reaktörde dar MDW polimerlerinin üretiminde kullanılan katalizör, geniş MDW kaliteleri üretmek için de kullanılabilir.Örneğin, önemli ölçüde farklı molekül ağırlıklı ürünler üreten seri bağlı iki reaktör, tam bir moleküler ağırlık dağılımı aralığına sahip olan çift modlu moleküler ağırlıklı polimerler üretebilir.PE boru bağlantı parçaları

Moleküler ağırlık

Daha yüksek moleküler ağırlık, daha yüksek polimer viskozitesi ile sonuçlanır, ancak viskozite ayrıca testte kullanılan sıcaklık ve kesme hızı ile de ilişkilidir.Malzemenin moleküler ağırlığını karakterize etmek için reoloji veya moleküler ağırlık ölçümü kullanılır.HDPE dereceleri genellikle 40 000 ila 300 000 arasında bir moleküler ağırlık aralığına sahiptir ve ağırlık ortalamalı moleküler ağırlık kabaca erime indeksi aralığına, yani 100 ila 0.029/10dk'ya karşılık gelir.Genel olarak, daha yüksek MW (düşük erime indeksi MI) erime mukavemetini, daha iyi tokluğu ve ESCR'yi artırır, ancak daha yüksek MW, işlemeyi kolaylaştırır

İşlem daha zordur veya daha yüksek basınç veya sıcaklık gerektirir.

Moleküler ağırlık dağılımı (MWD): PE'nin WD'si, kullanılan katalizöre ve işleme sürecine bağlı olarak dardan genişe değişir.

En sık kullanılan MWD ölçüm indeksi, ağırlık ortalamalı moleküler ağırlığın (MW) sayı ortalamalı moleküler ağırlığa (Mn) bölünmesine eşit olan pürüzlülük endeksidir (HI).Tüm YYPE kaliteleri için bu endeks aralığı 4-30'dur.Dar MWD, kalıplama işlemi sırasında düşük eğrilik ve yüksek etki sağlar.Orta ila geniş MWD, çoğu ekstrüzyon işlemi için işlenebilirlik sağlar.Geniş MWD ayrıca erime mukavemetini ve sürünme direncini artırabilir.

katkı

Antioksidanların eklenmesi, işleme sırasında polimerin bozulmasını önleyebilir ve kullanım sırasında bitmiş ürünün oksidasyonunu önleyebilir.Şişelerin veya ambalajların toza ve kire yapışmasını azaltmak için birçok ambalaj sınıfında antistatik katkı maddeleri kullanılır.Özel uygulamalar, tel ve kablo uygulamalarıyla ilgili bakır inhibitörleri gibi özel katkı formülasyonları gerektirir.Mükemmel hava direnci ve anti-ultraviyole (veya güneş ışığı) anti-UV katkı maddeleri eklenerek elde edilebilir.UV dayanımlı veya karbon siyahı PE ilavesi yapılmadan dış mekanlarda kullanılmaya devam edilmemesi tavsiye edilir.Yüksek dereceli karbon siyahı pigmentleri mükemmel UV direnci sağlar ve genellikle teller, kablolar, tank katmanları veya borular gibi dış mekan uygulamalarında kullanılır.

işleme yöntemleri

PE, çok çeşitli farklı işleme yöntemleriyle üretilebilir.Ana hammadde olarak etilen, kopolimer olarak propilen, 1-büten ve heksen kullanılarak, bir katalizörün etkisi altında, bulamaç polimerizasyon veya gaz fazı polimerizasyon işlemi benimsenir ve elde edilen polimer parlatılır, ayrılır, kurutulur, granüle edilir , vb. Tekdüze parçacıklara sahip bitmiş ürünler elde etme işlemi.Levha ekstrüzyonu, film ekstrüzyonu, boru veya profil ekstrüzyonu, üflemeli kalıplama, enjeksiyonlu kalıplama ve döner kalıplama gibi.

▲Ekstrüzyon: Ekstrüzyon üretimi için kullanılan kalite genellikle 1'den küçük bir erime indeksine ve orta ila geniş bir MWD'ye sahiptir.İşleme sırasında düşük MI, uygun erime mukavemeti elde edebilir.Daha geniş MWD kaliteleri, daha yüksek üretim hızlarına, daha düşük kalıp basınçlarına ve düşük eriyik kırılma eğilimine sahip oldukları için ekstrüzyon için daha uygundur.

PE, teller, kablolar, hortumlar, borular ve profiller gibi birçok ekstrüzyon uygulamasına sahiptir.Boru uygulamaları, doğal gaz için küçük kesitli sarı borulardan endüstriyel ve kentsel boru hatları için 48 inç çapında kalın duvarlı siyah borulara kadar uzanır.Beton ve diğer kanalizasyon borularından yapılmış yağmur suyu drenaj borularının yerine büyük çaplı içi boş duvar borularının kullanımı hızla artmaktadır.

Levha ve ısıyla şekillendirme: Birçok büyük piknik buzdolabının ısıyla şekillendirilen astarı sert, hafif ve dayanıklı olan PE'den yapılmıştır.Diğer sac ve ısıl şekillendirilmiş ürünler arasında çamurluklar, tank gömlekleri, pan koruyucular, nakliye kutuları ve tanklar bulunur.Hızlı büyüyen çok sayıda levha uygulaması, MDPE'nin tokluğuna, kimyasal direncine ve geçirimsizliğine dayanan malç veya gölet dip köyleridir.

▲Şişirme: Amerika Birleşik Devletleri'nde satılan HDPE'nin 1/3'ünden fazlası şişirme için kullanılır.Bunlar, çamaşır suyu, motor yağı, deterjan, süt ve damıtılmış su içeren şişelerden büyük buzdolaplarına, araba yakıt depolarına ve bidonlarına kadar uzanır.Eriyik mukavemeti, ES-CR ve tokluk gibi üflemeli kalıplama kalitelerinin özellikleri sac ve termoform uygulamalarında kullanılanlara benzerdir, dolayısıyla benzer kaliteler kullanılabilir.

Enjeksiyon-üflemeli kalıplama genellikle ilaç, şampuan ve kozmetik ambalajları için daha küçük kaplar (16 oz'dan az) yapmak için kullanılır.Bu işlemin avantajlarından biri, üretim şişelerinin genel şişirme gibi son işlem adımlarına gerek kalmadan otomatik olarak kesilmesidir.Yüzey kalitesini iyileştirmek için bazı dar MWD kaliteleri kullanılsa da, genellikle orta ila geniş MWD kaliteleri kullanılır.

▲Enjeksiyon kalıplama: HDPE'nin, yeniden kullanılabilir ince cidarlı içecek bardaklarından yerli HDPE'nin 1/5'ini tüketen 5 gsl kutulara kadar sayısız uygulaması vardır.Enjeksiyon kalıplama dereceleri genellikle 5-10'luk bir erime indeksine sahiptir.Tokluk ve daha düşük akışkanlığa sahip kaliteler ve işlenebilirliğe sahip daha yüksek akışkanlık kaliteleri vardır.Kullanımlar arasında günlük ihtiyaçlar ve gıda ince cidarlı ambalajlar;sert ve dayanıklı yiyecek ve boya kutuları;Küçük motor yakıt depoları ve 90 galonluk çöp kutuları gibi çevresel gerilim kırma uygulamalarına karşı yüksek direnç.

▲Dönerek kalıplama: Bu işleme yöntemini kullanan malzemeler genellikle termal döngüde eritilen ve akan toz malzemelere ezilir.Rotomolding iki tür PE kullanır: genel amaçlı ve çapraz bağlanabilir.Genel amaçlı MDPE/HDPE, genellikle 0,935 ila 0,945 g/CC arasında bir yoğunluğa sahiptir ve dar bir MWD'ye sahiptir, böylece ürün yüksek darbeye ve minimum bükülmeye sahiptir ve erime indeksi genellikle 3-8 aralığındadır.Daha yüksek MI dereceleri, döndürülerek kalıplanan ürünlerden beklenen darbe ve çevresel stres çatlama direncine sahip olmadıkları için genellikle uygun değildir.

Yüksek performanslı rotasyonel kalıplama uygulamaları, kimyasal olarak çapraz bağlanabilir kalitelerinin benzersiz özelliklerini kullanır.Bu kaliteler, kalıplama döngüsünün ilk bölümünde iyi bir akışkanlığa sahiptir ve ardından mükemmel çevresel stres çatlama direncini ve tokluğunu oluşturmak için çapraz bağlanır.Aşınma direnci ve hava direnci.Çapraz bağlanabilir PE, yalnızca çeşitli kimyasalları taşımak için 500 galonluk tanklardan 20.000 galonluk tarımsal tanklara kadar değişen büyük kaplar için uygundur.

▲Film: PE film işleme genellikle sıradan üflemeli film işleme veya düz ekstrüzyon işleme kullanır.Çoğu PE film için kullanılır, genel düşük yoğunluklu PE (LDPE) veya doğrusal düşük yoğunluklu PE (LLDPE) mevcuttur.HDPE film sınıfları genellikle üstün gerilebilirlik ve mükemmel geçirimsizliğin gerekli olduğu yerlerde kullanılır.Örneğin, HDPE film genellikle ticari eşya poşetleri, market poşetleri ve gıda ambalajları için kullanılır.

Ürün performansı

Yüksek yoğunluklu polietilen, erime noktası yaklaşık 130°C ve bağıl yoğunluğu 0,941 ila 0,960 olan toksik olmayan, tatsız ve kokusuz beyaz parçacıklardır.İyi ısı direnci ve soğuk direnci, iyi kimyasal stabilite, yüksek sertlik ve tokluk ve iyi mekanik mukavemete sahiptir.Dielektrik özellikler ve çevresel stres çatlama direnci de iyidir.

Paketleme ve depolama

Depolama sırasında ateşten ve ısı yalıtımından uzak tutunuz.Depo kuru ve düzenli tutulmalıdır.Herhangi bir kirlilik, güneş ışığı ve yağmur ile karıştırılması kesinlikle yasaktır.Nakliye, temiz, kuru, üstü kapalı araba veya kabinlerde saklanmalı ve demir çivi gibi keskin nesneler olmamalıdır.Yanıcı aromatik hidrokarbonlar, halojenli hidrokarbonlar ve diğer organik solventler ile karışık nakliye kesinlikle yasaktır.

geri dönüşüm ve yeniden kullanım

HDPE, plastik geri dönüşüm pazarının en hızlı büyüyen parçasıdır.Bunun başlıca nedeni, kolay yeniden işlenmesi, minimum bozunma özellikleri ve paketleme amaçlı çok sayıda uygulamasıdır.Ana geri dönüşüm, tüketici sonrası geri dönüştürülebilir malzemeler (PCR) gibi geri dönüştürülmüş malzemelerin %25'inin gıda ile temas etmeyen şişeler yapmak için saf HDPE ile yeniden işlenmesidir.

Su temini için PE borular, geleneksel çelik boruların ve PVC içme suyu borularının yerine geçen ürünlerdir.