Polietylen

 

W zależności od metody otrzymywania rozróżnia się dwa podstawowe typy polietylenu:

 

1. małej gęstości (wysokociśnieniowy)
2. dużej gęstości (niskociśnieniowy)

 

Polietylen wysokociśnieniowy jest otrzymywany z etylenu w fazie gazowej pod ciśnieniem 180-250 MPa i w temperaturze 200-250oC. W wyniku polimeryzacji, której katalizatorami są nadtlenki lub wodoronadtlenki organiczne, otrzymuje się produkt o konsystencji miodu. Po przejściu przez zbiornik redukujący ciśnienie, polietylen wychodzący w postaci wstęgi chłodzi się na walcach wodą, a następnie granuluje.

 

Polietylen niskociśnieniowy, jego produkcję przemysłową uruchomiono w połowie lat pięćdziesiątych dzięki zastosowaniu tzw. Katalizatorów Zieglera - Natty. Umożliwiają one prowadzenie reakcji polimeryzacji w fazie ciekłej, w temperaturze 50-70oC pod ciśnieniem normalnym lub nieco podwyższonym (0,3-0,5MPa). Metoda niskociśnieniowa nie wymaga stosowania skomplikowanej aparatury, co stanowi jej zaletę w porównaniu z procesem wysokociśnieniowym. Jednak prowadzenie procesu przy użyciu dużych ilości rozpuszczalnika oraz konieczność stosowania katalizatora, który później trzeba usuwać przez wymycie z polimeru (katalizator pozostawiony w tworzywie pogarsza właściwości elektryczne) powodują, ze sam proces otrzymywania polietylenu tą metoda jest bardzo kłopotliwy i dość kosztowny. Produkt polimeryzacji wydziela się w postaci zawiesiny, którą filtruje się na filtrze obrotowym. Polimer otrzymany w postaci proszku miesza się ze środkami pomocniczymi i formuje w postać granulek. Polietylen niskociśnieniowy ma lepsze właściwości mechaniczne i cieplne od wysokociśnieniowego, lecz jednocześnie gorsze właściwości elektryczne wynikające z pozostałości katalizatora metaloorganicznego w polimerze. Przetwórstwo i zastosowanie obu typów polietylenu są podobne.
Polietylen jest tworzywem o bardzo dużej udarności, która zmniejsza się w niskich temperaturach. W temperaturze - 120oC tworzywo to przechodzi w stan szklisty i wtedy udarność jego gwałtownie maleje.

 

Właściwości polietylenów
Właściwość LDPE LLDPE HDPE
Gęstość, 230oC, g/cm3 =<0,920 0,918-0,935 =<0,954
Wskaźnik szybkości płynięcia (190oC / 2,16 kg), g/10min 25-0,5 23-0,5 17-0,35
Temp. topnienia fazy krystalicznej, oC 105-110 122-124 130-135
Wytrzymałość na rozciąganie na granicy plastyczności, MPa - - -
Wydłużenie przy zerwaniu, % - - -
Udarność z karbem wg Charpiy'ego, kJ/m2 nie pęka nie pęka 6
Stabilność termiczna bez zmian właśc. mechanicznych, oC ,w krótkim okresie 80-90 90-115 90-120
Stabilność termiczna bez zmian właśc. mechanicznych, oC ,w dłuższym okresie 60-75 70-95 70-80
Temp. mięknienia wg Vicata (met. B), oC 40 115(A) 60-65
Rezystywność skrośna, om cm >1016 >1016 >1016
Wytrzymałość na przebicie, kV/cm >700 >700 >700
Rezystywność powierzchniowa, om 1013 1013 1013
Chłonność wody (24h), % - 0,01 -

 

Polish