Властивості поліетилену

Високомолекулярний поліетилен - напівпрозора біла тверда речовина. На тонких зрізах він майже повністю прозорий. При звичайних температурах він міцний і гнучкий, має відносно м’яку поверхню, яку можна подряпати нігтем. Зі збільшенням температури тверда речовина стає м'якшим і, нарешті, плавиться приблизно при 110 ° C, перетворюючись на прозору рідину. Якщо температура знижується нижче норми, тверда речовина стає твердішою і жорсткішою, і досягається температура, при якій зразок не може зігнутися, не зламавшись.

Рідкий поліетилен

Рух рідкого поліетилену неньютонівський. Швидкість зменшується із збільшенням тиску, а разом із ним і швидкості проходження. Через чутливість в'язкості розплаву до молекулярної маси та завдяки тому, що поліетилен, як правило, обробляється в розплавленому стані при екструзії, формуванні або литті, різні полімери на ринку характеризуються в'язкістю розплавлений продукт.

У діапазоні молекулярних ваг 20000-30000 збільшення молекулярної маси на 10% приблизно подвоює в'язкість розплаву.

В'язкість розплавленого поліетилену зменшується із збільшенням температури; зменшується приблизно наполовину на підвищення температури на 25 ° C.

Інші властивості рідини:

Подвійне заломлення струму

Коли він протікає через отвір, наприклад, під час екструзії або формування, спостерігається помітна орієнтація молекул, які переходять у неорієнтований стан, якщо матеріал утримується в рідкому стані, але залишаються орієнтованими у твердому, якщо, як є нормальним у виробництві, розплавлений матеріал швидко охолоджується. Ступінь цієї орієнтації є функцією середньої довжини ланцюга та ступеня розгалуження.

Поліетилени з високою молекулярною масою виявляють більшу орієнтацію, ніж низькомолекулярні матеріали, і орієнтація зменшується в міру підвищення температури.

Твердий поліетилен: Наступна таблиця показує деякі типові властивості твердого поліетилену.

Фізико-механічні властивості

Ці властивості стосуються продукту з приблизною молекулярною масою 25000. Деякі властивості відносно нечутливі до молекулярної маси, включаючи щільність, температуру плавлення, питому теплоємність, твердість та модуль Юнга; інші, такі як міцність на розрив, ударна в'язкість, міцність на розрив, подовження при розриві та гнучкість при низьких температурах, чутливі до молекулярної маси. Вибір молекулярної маси, необхідної для різних цілей, як правило, означає компроміс між поліпшеними механічними властивостями високомолекулярного матеріалу та більшою простотою виготовлення виробів з матеріалом з меншою молекулярною масою.

Напруга в точці руйнування залежить від молекулярної маси; але для матеріалу з молекулярною масою 25000 це може бути вдвічі більшим напруженням на межі текучості. Форма загальної кривої напруження-деформація залежить від температури та швидкості прикладання напруги. Зі збільшенням температури межа плинності падає; тоді як збільшення швидкості, з якою застосовується тяга, призводить до збільшення межі текучості та кінцевої міцності, а також до досконалості орієнтації холоднотянутого зразка. Оскільки температура опускається нижче звичайної температури, подовження при розриві зменшується і досягається температура, при якій не відбувається холодного витягування, зразок різко розривається лише з 10% подовженням. Ця температура приблизно дорівнює тій, при якій зразок не може бути зігнутий більш ніж у дуже обмеженому ступені, не розбившись, ніби це крихкий матеріал.

Досить надзвичайною властивістю поліетилену з молекулярною масою менше 20000 є його чутливість до розтріскування під впливом напружень при контакті з певними рідинами, особливо з полярними органічними рідинами. Молекулярні ознаки, що регулюють цю властивість, подібні до властивостей, що регулюють гнучкість при низьких температурах, і якщо необхідна стійкість до цієї форми атаки, слід використовувати високомолекулярний поліетилен.

Всі механічні властивості поліетилену чутливі до термічної історії зразка. Якщо матеріал швидко охолоджується з розплавленого стану, тверда речовина має меншу щільність і кристалічність; тому він м'якший і гнучкіший, і, принаймні спочатку, він більш стійкий до розтріскування при низьких температурах і розтріскування в присутності органічних рідин. З іншого боку, це, швидше за все, міститиме більше внутрішньої напруженості. Повільне охолодження, починаючи з розплавленого стану або відпалу зразка, наприклад, обробкою в окропі, дає більш кристалічний, твердий і дещо більш крихкий продукт; але тверде тіло може зазнавати менших напружень, і повільні зміни розмірів менш вірогідні, оскільки температура пізніше зростає.

Твердий поліетилен зазнає холодного ковзання, як і багато інших полімерів; але в силу своєї кристалічної природи цей зсув дуже малий при звичайних температурах, за винятком навантажень, що наближаються до межі текучості. Однак при більш високих температурах помітний холодний занос. Коли зразок зазнає натягу, зсуву або стиску, він спочатку швидко деформується; але швидкість зміни розмірів зменшується з плином часу; протягом щонайменше певного часу деформація є приблизно лінійною функцією логарифму часу застосування. При більш високих температурах та при більш високих напруженнях відбувається постійна деформація зразка.

Деякі властивості ПВД та ПНД

Розчинність та набухання: При температурах нижче 60 ° C поліетилен, за винятком зразків з дуже низькою молекулярною масою, дуже погано розчиняється у розчинниках, але при більш високих температурах він легко розчиняється у вуглеводнях та галогенованих вуглеводнях, хоча залишається дуже незначним розчинний у більш полярних рідинах, таких як спирти, кислоти, складні ефіри, аміни, феноли та нітросполуки. Швидкість, з якою розчинність змінюється в залежності від температури, часто настільки велика, що створює вигляд майже критичної температури, нижче якої полімер не розчиняється і вище якої він легко розчиняється. Розчинність поліетилену певною мірою залежить від молекулярної маси; найбільш розчинні сорти - це сорти з найменшою молекулярною масою; але при температурах нижче 110 ° С ступінь розгалуження ланцюга і, отже, здатність твердого полімеру кристалізуватися також дуже важлива. З двох полімерів з однаковою молекулярною масою, але з різним ступенем розгалуження, чим більше розчинний тим розгалуженіший.

Коли твердий поліетилен контактує з розчинником, відбувається помітне поглинання рідини твердим полімером і помітне набухання твердого речовини навіть при температурах, при яких не відбувається помітного розчинення полімеру. Зі збільшенням температури збільшується кількість і швидкість поглинання. На поглинання рідини впливає молекулярна маса та молекулярна структура, і вона зменшується із збільшенням молекулярної маси, а полімер має більш кристалічну та менш розгалужену структуру.

Поліетилен не розчиняється у воді і поглинає воду лише в дуже обмеженій мірі. Поглинання води збільшується з підвищенням температури.

Проникність: Важливою властивістю поліетилену є низька проникність для водяної пари. З іншого боку, поліетилен має високу проникність для органічних парів та кисню. Проникність зростає з підвищенням температури.

Електричні властивості: Як і слід було очікувати від його хімічного складу, поліетилен має низьку електропровідність, низьку діелектричну проникність, низький коефіцієнт потужності (9,15) та високу діелектричну міцність. Електричні властивості не особливо чутливі до вологості через дуже незначне поглинання води поліетиленом; але коефіцієнт потужності, ймовірно, збільшиться, якщо поліетилен піддається окисленню.

Хімічні властивості: Поліетилен є одним з найбільш стабільних та інертних полімерів, як можна було очікувати від його суттєво парафінової структури. Однак у нього є деякі реакції, які обмежують його застосування та вимагають певних запобіжних заходів під час лікування.

При повній відсутності кисню поліетилен стабільний до 290 ° С. При температурі від 290 до 350 ° C він розкладається до полімерів з меншою молекулярною масою, які зазвичай є термопластами або воском, але етилену утворюється мало. При температурі вище 350 ºC газоподібні продукти утворюються у все більшій кількості, але основним продуктом є не етилен, а бутилен. У цьому відношенні поліетилен відрізняється від полістиролу та метилметилакрилату, які дають мономер як основний продукт піролізу. У присутності кисню поліетилен набагато менш стійкий. Спостерігались зміни у фізичних та хімічних властивостях, що свідчать про окислення та розкладання молекул полімеру при 50 ºC, а розпад відбувається навіть за звичайних температур у присутності світла.

термічне окислення Поліетилен важливий у розплавленому стані, оскільки він впливає на поведінку в процесах обробки, а у твердому стані, оскільки встановлює межі певного використання. Основними ефектами окислення поліетилену є варіації молекулярної маси, які спочатку проявляються зміною в'язкості, а коли вони більш інтенсивні, погіршенням механічного опору, зміною електричних властивостей (особливо збільшення коефіцієнта потужності), розвитком згірклого запаху та зміна кольору на жовтий, коричневий і, в крайньому випадку, чорний . Інтенсивне окислення, особливо при високих температурах, призводить до деградації ланцюга та втрати летких продуктів: окису вуглецю, води та жирних кислот, а продукт стає крихким та воскоподібним.

Процес окислення є автокаталітичним; швидкість окислення зростає зі збільшенням кількості поглиненого кисню. Швидкість окислення варіюється від зразка до зразка і вища, коли розгалуження ланцюга велике, а також якщо початковий вміст кисневмісних груп великий.

термічне окислення поліетилен можна відновити або усунути протягом деякого часу, включаючи антиоксиданти; це, як правило, ті самі типи, що використовуються для каучуку, і багато з них - це феноли або аміни. При виборі антиоксиданту увагу буде приділено таким моментам, як відсутність кольору та запаху та низька летючість, щоб уникнути втрат під час обробки при високих температурах.

фотокаталізоване окислення поліетилену, що потрапляє під сонячне світло, є більш серйозною проблемою, оскільки захист не досягається так легко, як у випадку з термічне окислення. Звичайні антиоксиданти мало корисні, і найбільш задовільний захист забезпечується введенням приблизно 2% сажі, добре диспергованої в полімері. Тут також існує автокаталітична реакція, як у випадку з термічне окислення. фотоокислення він виробляє забарвлення, погіршення фізичних властивостей та втрату механічної міцності, що призводить до розтріскування та розриву зразків під напругою. Слід підкреслити, що незахищений поліетилен не підходить для використання, в якому він буде піддаватися сонячному світлу.

• ГОРІХ МАКАДАМІЇ походження, властивості, переваги та багато іншого
• 6 видів оцту найбільш важливі характеристики та властивості
• Ферментовані продукти мають цілющі властивості - Via Orgánica
• Харчування La Feijoa (дивовижні властивості) Навчальні напрямки
• Pregon Agropecuario Чому слід приймати кропиву та користуватися її властивостями - Комплекс