Высокомолекулярный полиэтилен — самый популярный полимерный материал, известный практически каждому человеку во всем мире. Люди часто называют ним множество материалов, которые ничего общего с полиэтиленом не имеют. На самом деле ПЭ — простейший пример полиолефина. Его основными разновидностями являются:
- ПНД или HDPE — полиэтилен низкого давления или высокой плотности.
- ПВД или LDPE — полиэтилен высокого давления или низкой плотности.
ПНД и ПВД получают путем полимеризации этена. Практически все мировые газовые и нефтяные предприятия синтезируют этот полимер тоннами. Некоторые марки выпускают в виде гранул, порошка или листов.
Экскурс в промышленную историю
В 1899 немецкий инженер Ганс Пехманн впервые синтезировал полиэтилен, но не сразу нашел ему применение. Полноценное производство низкомолекулярного парафинового полимера припало на начало 30-х годов. А уже к концу 1936 года научные работники запатентовали установку по производству ПВД. Изначально из него изготавливали кабельные оболочки, немного позже — различную упаковку.
Технологию производства ПНД в конце 20-х годов начал разрабатывать известный ученый и разработчик ионных катализаторов Карл Циглер. Но, полностью описать и запатентовать этот процесс удалось лишь в середине 50-х годов.
Масштабное производство полиэтилена с усовершенствованными качественными характеристиками стартовало гораздо позже. Сегодня полиэтилен листовой купить можно с высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, а еще несколько лет назад это казалось невозможным.
Методы производства полиэтилена
ПВД получают путем реакции полимеризации при повышенном давлении, происходящей в трубчатом реакторе. При этом на первой стадии этен смешивают с активным кислородом или пероксидом, повышают давление до 25-28 МПа и подогревают смесь до 70°С. Во время второй стадии температуру повышают до 300°С, а давление — до 250 МПа.
Смесь находится в реакторе чуть больше минуты. За это время 15-20 % этена превращается в полиэтилен, который охлаждают, гранулируют, сушат и упаковывают. Непрореагировавшую смесь рециркулируют до 100% выхода продукта.
Производить ПНД можно тремя способами полимеризации:
- суспензионным;
- газофазным;
- растворным.
Чаще всего полиэтилен высокой плотности синтезируют из раствора этена в гексане, нагретом до 250°С. При этом давление составляет всего 5 МПа. Полимеризация происходит в течение 15 минут, а чистый ПНД отделяют от раствора методом выпаривания. Готовые гранулы пропаривают, удаляют остатки растворителя и катализаторов, охлаждают и фасуют в мешки, биг-бэги или цистерны. Все виды ПЭ выпускают в прозрачном виде, но при необходимости их можно окрасить в любой цвет.
Разновидности полиэтилена
Кроме основных видов, рассмотренных выше, производятся и активно используются и другие виды полиэтилена, основные из которых:
- полиэтилен средней плотности или MDPE;
- линейный ПЭ низкой плотности или LLDPE;
- метеллоценовый линейный ПЭ высокого давления или MPE;
- высокомолекулярный полимер или HMWPE;
- хлорированный или РЕС;
- сверхвысокомолекулярный или UHMWPE;
- вспенивающийся ПЭ или ЕРЕ.
Кроме этого существует множество сополимеров этена, например, с пропиленом, акриловой кислотой, винилацетатом и метилакрилатом, которые также пользуются спросом. Также на основе этена производят большое количество эластомерных композиций, отличающихся высокими прочностными характеристиками и прочностью на разрыв. Обычно их можно отличить по аббревиатуре РОЕ.
