Полиэтилен — прозрачный термопластичный материал, обладающий высокой химической стойкостью, плохо проводящий тепло и электричество. Его применяют для изоляции электрических проводов, изготовления прозрачных пленок и бытовых предметов, а также для производства труб различного диаметра.
С начала 1960-х годов полиэтилен (ПЭ) зарекомендовал себя как материал, чьи качественные показатели наилучшим образом отвечают потребностям производства изделий для распределительных трубопроводов. Применение непосредственно ПНД (полиэтилена низкого давления) в производстве труб для водоснабжения и газоснабжения привело к коренным изменениям индустрии строительства трубопроводов по всему миру. В подавляющем количестве стран более 90% вновь вводимых в строй трубопроводных распределительных систем для воды и газа изготовлены из ПНД, и это закономерный результат тех хорошо известных и многочисленных преимуществ, которые предоставляет ПЭ-материал по сравнению с традиционными жесткими материалами.
ПЭ-материалы, используемые для трубопроводных систем в начале 60-х годов, были известны как ПЭ высокой плотности (низкого давления) и в то время считались самыми лучшими полимерными материалами, производимыми для этих целей. Сегодня их относят к ПЭ первого поколения. Значительным событием явилось появление в конце 60-х годов полиэтилена средней плотности, который заметно отличался по своим свойствам от ПЭ высокой плотности и явился первым материалом из ПЭ второго поколения.
Создание ПЭ средней плотности позволило качественно улучшить материалы, относящиеся к ПЭ первого поколения, и с середины 70-х годов внедрить в производство ПЭ высокой плотности второго поколения. Эти материалы отличались более высоким классом минимальной длительной прочности в сочетании с более высоким сопротивлением как медленному, так и быстрому распространению трещин. Если учесть, что ПЭ первого и второго поколения были унимодальными (один пик на кривой молекулярно-массового распределения), то разработка в 80-х и 90-х годах бимодальных ПЭ (два пика на кривой молекулярно-массового распределения) еще больше расширила потенциальные возможности этих материалов, приведя к созданию ПЭ третьего и четвертого поколений.
В зависимости от параметров полимеризации и применяемых катализаторов получают полиэтилен разных типов, существенно отличающихся по своим свойствам.
Впервые промышленная технология производства полиэтилена была разработана в Англии в 1933г. В настоящее время этот вид полимерного материала применяется в мире наиболее широко. В зависимости от технологии производства, различают полиэтилен высокого, среднего и низкого давления (обратите внимание и не путайтесь: полиэтилен низкого давления и полиэтилен высокой плотности – это одно и то же, это два разных определения одного и того же типа полиэтилена; точно так же, как полиэтилен высокого давления — это то же самое, что и полиэтилен низкой плотности).

Упаковка из вспененного полиэтилена — погружение в невесомость.

Воздух и полиэтилен — что может быть проще? Однако если соединить эти два вещества, то мы получим уникальный продукт — пенополиэтилен. Данный материал при рождении получил все самое лучшее от своих : эластичность, упругость, влагонепроницаемость, экологичность, он не подвержен резким перепадам температуры, имеет низкую абразивность. Эти шесть свойств и определяют область его применения.
Существует три типа вспененного полиэтилена: радиационно сшитый (химически сшитый), а для упаковочного рынка в основном применяется физически сшитый (газонаполненный). Для радиационно сшитого пенополиэтилена характерна более высокая кратность вспенивания и широкий диапазон плотностей, для физически сшитого — более низкая кратность, но более широкая номенклатура толщины. Физически сшитый пенополиэтилен изготавливается из гранулята полиэтилена высокого давления с одновременным его вспениванием газом бутаном, который в процессе отлежки выходит через поры в полиэтилене и замещается атмосферным воздухом.
По физико-механическим характеристикам его плотность 30+10 кг/м3, прочность при разрыве (продольное/поперечное направление) 0,20/0,10 Мпа, теплопроводность 0,38 Вт/мС, водопоглощение (% от объема) не более 0,6. Изделия из вспененного полиэтилена предназначены для использования в диапазоне температур от -40о до +70о С и относительной влажности воздуха до 100%.

Область применения упаковки из вспененного полиэтилена.

В первую очередь, пенополиэтилен — это защитная транспортная упаковка. Здесь он применяется и как оберточный, и как прокладочный материал, конкурируя с обычной пленкой, гофрокартоном и воздушно-пузырьковой пленкой. Вспененный полиэтилен легко гасит многократные ударные нагрузки, не разрушаясь при этом. Одно из примечательных свойств пенополиэтилена — его способность за счет мелкопузырьковой структуры, мягкости и эластичности вбирать различный технический мусор, остающийся на поверхности материала при погрузке, исключая его дальнейший контакт с поверхностью. Широкий спектр толщин от 0,5 до 20 мм позволяет выбирать оптимальную толщину упаковки, исходя из индивидуальных особенностей товара, а также условий хранения и транспортировки.

Разновидности вспененной полиэтиленовой упаковки:

Основу упаковочного рынка вспененного полиэтилена составляют рулонные материалы: упаковка аудио/видеоаппаратуры, различный прокладочный материал для печатных плат, мебели и т. д. Из листов большой толщины посредством вырубки изготавливаются разнообразные вкладыши в упаковку. Рулонные материалы производятся с толщиной полотна от 0,5 мм и выше, причем возможна градация толщин в 0,5 мм. Существуют варианты в виде профилей: различные угловые и п-образные профили для защиты углов и торцов. В Корее, Израиле и России выпускается пенополиэтилен в виде мягкой эластичной сети с толщиной волокна от 2 до 5 мм. Наибольшее распространение пенополиэтиленовая сетка получила в качестве упаковки штучной продукции, размер и количество которой в упаковке может меняться: виноводочные изделия, различные сувенирные, а также хрупкие и нестандартные, изделия.

Рынки вспененных полиэфиров.

В настоящее время на долю вспененных полиолефинов (полиэтилен и полипропилен) приходится около 2,1% западноевропейского и американского рынков вспененных полимеров. Рынок вспененного полиэтилена сравнительно невелик, однако играет важную роль в экономике. За последние пять лет среднегодовой прирост рынка вспененных полиолефинов в Западной Европе и Америке составил примерно 3,7%. Это связано с увеличившимся спросом в области упаковки и изоляции. Наиболее динамично развивающимися являются азиатские рынки, где и находится наибольшее количество патентов в данной области. Одним из крупнейших производителей вспененных полимеров является компания Alveo, входящая в японский концерн Sekisui Chemical Сo., Ltd. На отечественном упаковочном рынке вспененный полиэтилен появился совсем недавно — в декабре 2001 г. на выставке , где он был представлен компамнией , а на выставке было уже представлено два отечественных производителя, к присоединилась Екатеринбургская фирма «Урал пластик».
Радужные перспективы
Материалы из вспененных полимеров имеют хорошие перспективы на российском упаковочном рынке, что, в первую очередь, связано с широкой областью применения, низкой стоимостью, экологичностью, утилизацией и развитием отраслей потребителей, таких, как мебельная, стекольная и др., а также возрастающим вниманием к сохранности внешнего вида продукции.

Системы полиэтиленовых трубопроводов с каждым годом увеличивают свое значение в организации систем отопления, водоснабжения, канализации и холодоснабжения. Почему? Во-первых, все больше и больше проектных и монтажных организаций отдают предпочтение этим системам из-за их высокой надежности и большому сроку службы без ремонта и обслуживания. Во-вторых, увеличение объемов и скорости строительства требуют внедрение систем быстрого, простого и технологичного монтажа. В-третьих, появление новых материалов и новых технологий в строительстве потребовало, в свою очередь, внедрение новых материалов и технологий в инженерных сетях. В этой статье речь пойдет о сшитом полиэтилене, как материале, отвечающем всем требованиям современной строительной индустрии, что подтверждается высокими темпами увеличения объемов использования сшитого полиэтилена в мире.
Полиэтилен образуется путем полимеризации этилена — газообразного нефтепродукта, состоящего из атомов углерода и водорода, в результате получается частично кристаллизованный материал, т.е. в нем имеются зоны, в которых молекулы выпрямлены и поэтому обладают высокой плотностью, и зоны с беспорядочной структурой. В таком виде полиэтилен сохраняет прочность до температур 110-130?С.
Острая необходимость использования полиэтилена при более высоких температурах и давлении (для систем отопления и горячего водоснабжения), привела к разработке способов получения полиэтилена с большим молекулярным весом. Это было достигнуто с помощью образования дополнительных поперечных связей полимера под высоким давлением. Этот процесс получил название СШИВКА, а полиэтилен, полученный таким способом — СШИТЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН (или РЕХ). Под сшивкой полиэтилена понимается процесс связки звеньев молекул в широкоячеистую трехмерную сетку за счет образования поперечных связей.
При сшивке в молекулярных цепочках, содержащих атомы углерода и водорода, под воздействием определенных факторов у звеньев молекул полиэтилена отрываются отдельные атомы водорода. Образовавшаяся свободная связь используется для соединения отдельных цепочек между собой.
В зависимости от используемого воздействия различают физическую и химическую сшивки полиэтилена.
При физической сшивке труба из полиэтилена облучается жесткими рентгеновскими лучами. Данный процесс очень производителен, его скорость составляет 80 м/мин. Однако сшивка материала неравномерна по толщине трубы. У наружной поверхности наблюдается самый большой процент сшивки молекул. У внутренней — самый низкий. Соответственно, и свойства в объеме полиэтилена различны. Средний процент сшивки составляет 78%. Полиэтилен получаемый в результате физической сшивки обозначать РEХ-C. При химической сшивке атомы водорода в молекулах полиэтилена замещаются под воздействием химических веществ. Одним из таких веществ является силан. Поэтому такую химическую сшивку называют силановой. Труба из полиэтилена на выходе из экструдера проходит через силановую ванну, процесс сшивки идет от двух поверхностей — наружной и внутренней вглубь стенки трубы. В этом случае у обеих поверхностей наблюдается высокий процент сшивки, а в середине толщины трубы самый маленький.
Средний процент сшивки составляет приблизительно 75%. Такой материал принято обозначать РEХ-B.
Второй способ химической сшивки — сшивка азотными радикалами. Полиэтилен, сшитый этим способом, обозначается РEХ-D. Этот способ сейчас практически не применяется из-за низкой технологичности.
Третий способ химической сшивки — сшивка пероксидами. Особенности этого способа в том, что полиэтилен и инициатор сшивки — пероксид — предварительно равномерно перемешиваются. Сшивка производится под высоким давлением в расплавленном состоянии.
При таком способе достигается высокий процент сшивки равный в среднем 85%. При этом свойства материала одинаковы в каждой точке материала независимо от толщины. Данный полиэтилен принято обозначать РEХ-A.
Трубы из РEХ-B и РEХ-C применяются для отопления и водоснабжения, но из-за неоднородности структуры материала имеют ряд ограничений, связанных с пластичностью и долговечной прочностью этого материала.
Трубы из РEХ-A обладают оптимальными прочностными и теплофизическими свойствами, которые сохраняются в диапазоне температур от -100?С до +100?С. Высокий процент сшивки обеспечивает уникальное сочетание свойств:
• высокая усталостная прочность даже при повышенной температуре (до 110?С);
• стабильность формы и трещиноустойчивость;
• высокая ударопрочность и ударная вязкость при температурах ниже -50?С;
• оптимальное соотношение гибкости и прочности.
PEX-A обладает уникальным свойством, называемым памятью формы. Оно заключается в том, что при механической деформации, связи между молекулами не нарушаются. После приложения нагрузки материал стремится восстановить первоначальную форму.
Трубы из полиэтилена PEX-A производит фирма REHAU, предлагая потребителю практически полный спектр материалов, инструмента и оборудования, необходимых для производства санитарно-технических работ на любом объекте. Комплексная система трубопроводов и фасонных частей для систем отопления, водоснабжения и канализации может использоваться как при монтаже новых сетей, так и при ремонте и реконструкции старых. Для транспортировки питьевой воды (холодной и горячей) в жилых, общественных и производственных зданиях используется система RAUHIS, включающая в себя трубопроводы из толстостенных труб и латунные фасонные части. Эта система предназначена для эксплуатации при следующих параметрах:
• рабочем давлении 20 атм при температуре 20?С (для холодной воды);
• рабочем давлении 10 атм при температуре 70?С (для горячей воды).
Фасонные и соединительные части системы разводки внутренней водопроводной сети изготовлены из латуни MS63 (стойкой к вымыванию цинка), которая была специально разработана для транспортировки питьевой воды.
Отопительные трубы REHAU серии RAUPINK имеют очень широкую область применения. Их можно использовать как для индивидуального, так и для промышленного и гражданского строительства, для поэтажной радиаторной разводки и для систем напольного отопления с температурой теплоносителя до 90?С и давлением до 10 бар. Эти трубы покрыты бесшовным кислородозащитным слоем из этиленвинилалкоголя.
Ассортимент полиэтиленовых труб PEX-A, производимых REHAU по диаметрам весьма широк — от 20 мм до 110 мм. Вся система оснащена полным набором фасонных частей, включая переходники на резьбу и под пайку, которые позволяют решать любые поставленные монтажные задачи.