Polyéthylène - qu'est-ce que c'est ? Application de polyéthylène

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Qu'est-ce que le polyéthylène ? Quelles sont ses caractéristiques ? Comment le polyéthylène est-il produit ? Ce sont des questions très intéressantes qui seront certainement abordées dans cet article.

Informations générales

Le polyéthylène est une substance chimique constituée d'une chaîne d'atomes de carbone, auxquels sont attachés chacun deux molécules d'hydrogène. Malgré la présence de la même composition, il y a encore deux modifications. Ils diffèrent par leur structure et, par conséquent, leurs propriétés. La première est une chaîne linéaire dans laquelle le degré de polymérisation dépasse le chiffre de cinq mille. La deuxième structure est une branche de 4 à 6 atomes de carbone qui sont attachés à la chaîne principale de manière arbitraire. Comment obtient-on généralement le polyéthylène linéaire ? Ceci est réalisé grâce à l'utilisation de catalyseurs spéciaux qui affectent les polyoléfines à température modérée (jusqu'à 150 degrés Celsius) et à pression (jusqu'à 20 atmosphères). Mais que représente-t-il ? On connaît ses propriétés chimiques, mais quelles sont ses propriétés physiques ?

Qu'est-ce que c'est ?

Le polyéthylène est un polymère thermoplastique dans lequel le processus de cristallisationeffectué à des températures inférieures à moins 60 degrés Celsius. Il n'est pas transparent en couche épaisse, n'est pas mouillé par l'eau, les solvants organiques à température ambiante ne l'affectent pas. Si la température dépasse plus 80 degrés Celsius, un gonflement se produit d'abord, puis une décomposition en hydrocarbures aromatiques et dérivés halogénés. Le polyéthylène est une substance qui résiste avec succès aux effets négatifs des solutions d'acides, de sels et d'alcalis. Mais si la température dépasse 60 degrés Celsius, les acides nitrique et sulfurique peuvent rapidement la détruire. Pour coller les produits en polyéthylène, ils peuvent être traités avec des agents oxydants, suivis de l'application des substances nécessaires.

Comment le polyéthylène est-il produit ?

Utiliser pour ceci:

• Méthode haute pression (faible densité). Le polyéthylène est créé à haute pression, qui se situe entre 1 000 et 3 000 atmosphères à une température de 180 degrés Celsius. L'oxygène agit comme un initiateur.
• Méthode basse pression (haute densité). Dans ce cas, le polyéthylène est créé à une pression d'au moins cinq atmosphères et à une température de 80 degrés Celsius à l'aide d'un solvant organique et de catalyseurs Ziegler-Natta.
• Et il y a un cycle de production séparé de polyéthylène linéaire, qui a été mentionné ci-dessus. Il est intermédiaire entre les deuxième et premier points.

Notez que ce ne sont pas les seules technologies utilisées. Alors,L'utilisation de catalyseurs métallocènes est également assez courante. Le sens de cette technologie réside dans le fait qu'elle permet d'obtenir une masse importante de polymère, tout en augmentant la résistance du produit. En fonction de la structure et des propriétés nécessaires lors de l'utilisation d'un monomère, le choix d'une méthode d'obtention se produit. Il peut également être affecté par les exigences de température de fusion, de résistance, de dureté et de densité.

Pourquoi y a-t-il une si grande différence ?

La principale raison de la différence de propriétés est la ramification des macromolécules. Ainsi, plus il est grand, moins il y a de cristallinité et plus l'élasticité du polymère est élevée. Pourquoi c'est important? Le fait est que les propriétés mécaniques du polyéthylène augmentent avec sa densité et son poids moléculaire. Regardons un petit exemple. La feuille de polyéthylène a une rigidité et une opacité importantes. Mais si une méthode à faible densité est utilisée, le matériau résultant aura une flexibilité relativement bonne et une visibilité relative à travers lui. Pourquoi y a-t-il une telle variété de produits ? en raison de conditions de fonctionnement différentes. Ainsi, le polyéthylène résiste bien aux charges de choc. Il tolère également bien le gel. La plage de température de fonctionnement de ce matériau est de -70 à +60 Celsius. Bien que les marques individuelles soient adaptées à un gradient légèrement différent - de -120 à +100. Ceci est affecté par la densité du polyéthylène et sa structure au niveau moléculaire.

Spécifications du matériel

Il convient de noter un inconvénient important - le vieillissement rapide du polyéthylène. Mais cela est réparable. Une augmentation de la durée de vie est obtenue grâce à des additifs antioxydants spéciaux, qui peuvent être du noir de carbone, des phénols ou des amines. Il convient également de noter que le matériau à faible densité est plus visqueux, il peut donc être plus facilement transformé en produits. Sans parler des propriétés électriques. Le polyéthylène, du fait qu'il s'agit d'un polymère non polaire, est un diélectrique haute fréquence de haute qualité. De ce fait, la perméabilité et la tangente de perte changent peu des changements d'humidité, de température (dans la plage de -80 à +100) et de la fréquence du champ électrique. Une caractéristique doit être notée ici. Ainsi, s'il y a des résidus de catalyseur dans le polyéthylène, cela contribue à une augmentation de la tangente de perte diélectrique, ce qui entraîne une certaine détérioration des propriétés isolantes. Eh bien, nous avons maintenant examiné la situation générale. Maintenant, soyons précis.

Qu'est-ce que le PEBD ?

Il s'agit d'un matériau élastique, léger et cristallisant avec une résistance à la chaleur allant de -80 à +100 degrés Celsius. A une surface brillante. La transition vitreuse commence à -20. Et la fusion est dans la gamme de 120-135. Il se caractérise par une bonne résistance aux chocs et à la chaleur. La densité du polyéthylène affecte de manière significative les propriétés obtenues. Ainsi, avec lui, la force, la rigidité, la dureté et la résistance chimique augmentent. Mais en même temps, la tendance à l'étirement et à la perméabilité diminue.pour vapeurs et gaz. Il est impossible de ne pas noter le fluage que l'on observe lors d'un chargement prolongé. Un tel polyéthylène est biologiquement inerte et peut être facilement recyclé. Ce qui est très utile dans les conditions modernes. Parlant de l'utilisation du polyéthylène, il convient de noter qu'il est utilisé pour la fabrication d'emballages et de contenants. Ainsi, environ un tiers de la production sert à créer des conteneurs de moulage par soufflage utilisés dans l'industrie alimentaire, la cosmétique, l'automobile, la maison, l'énergie et les films. Mais vous pouvez également le rencontrer lors de la création de tuyaux et de pièces de pipeline. Un avantage important de ce matériau est sa durabilité, son faible coût et sa facilité de soudage.

HDPE

Il s'agit d'un matériau élastique, léger et cristallisant avec une résistance à la chaleur (sans charge) allant de -120 à +90 degrés Celsius. Les propriétés dépendent également fortement de la densité du matériau résultant. Il en résulte une augmentation de la résistance, de la dureté, de la rigidité et de la résistance chimique. Dans le même temps, l'épaisseur du polyéthylène affecte négativement la résistance aux chocs, l'allongement, la résistance aux fissures et la perméabilité aux vapeurs et aux gaz. De plus, il n'est pas dimensionnellement stable et a un effet négatif notable à des charges relativement faibles. Il convient de noter la résistance chimique très élevée et les excellentes caractéristiques diélectriques. Du négatif - ce polyéthylène est gravement affecté par les graisses, les huiles et les rayons ultraviolets. Biologiquement inerte, facilement recyclable. Il est également possibleà caractériser et comme résistant aux radiations. L'utilisation du polyéthylène haute densité est la plus courante dans la création de films techniques, alimentaires et agricoles. Bien sûr, ce n'est pas la seule option.

Polyéthylène linéaire

C'est un matériau cristallisant élastique. Peut résister à des températures allant jusqu'à 118 degrés Celsius. Un autre avantage important de ce matériau est sa résistance à la fissuration, sa résistance à la chaleur et sa résistance aux chocs. Elle s'applique à la production d'emballages, de capacités et de contenants. Que propose ce polyéthylène ? Les caractéristiques de ce matériau sont très élevées par rapport à l'analogue obtenu par la méthode à basse pression. Par conséquent, il a de très bonnes propriétés. Mais toujours, en règle générale, il ne peut pas être égal au HDPE.

Comment le matériel peut-il être présenté ?

Donc, nous avons déjà considéré les principaux types de polyéthylène. Sous quelle forme est-il créé ? Les plus populaires sont les feuilles et les films en polyéthylène. Ces moules peuvent être fabriqués à partir de n'importe quelle densité de matériau. Bien qu'il existe encore certaines préférences. Ainsi, l'approche basse pression est largement utilisée pour obtenir des films élastiques et minces. La largeur du matériau résultant atteint généralement 1400 millimètres et la longueur est de 300 mètres. Les polyéthylènes linéaires et haute densité sont plus rigides, ils sont donc utilisés pour des structures qui ne doivent pas être affectées: les mêmes tôles, tuyaux, produits moulés et moulés, etc.

Conclusion

Et enfin, on ne peut manquer de mentionner les documents réglementaires, selon lesquels le polyéthylène est produit. GOST 16338-85 est responsable des produits créés à basse pression. Il fonctionne depuis 1985. GOST 16337-77 réglemente les problèmes liés au polyéthylène haute pression. Il est encore plus ancien et date de 1977. Ces documents réglementaires contiennent des informations sur les exigences relatives aux matériaux à partir desquels les films, les emballages et divers autres produits sont fabriqués. De plus, il convient de noter un large éventail d'applications des produits résultants et sa diversité d'espèces. Ainsi, par exemple, les films de polyéthylène renforcé sont très courants. Leur particularité est que, avec la même épaisseur, ils sont un cran au-dessus dans leurs propriétés que les échantillons de produits ordinaires. Nappes, sacs et bien d'autres objets utiles sont fabriqués à partir des mêmes films de polyéthylène renforcé. Et leurs propriétés sont obtenues grâce à l'introduction de fils spéciaux à partir de fibres naturelles ou synthétiques.