Расширенное руководство по полимерам. Свойства термопластов. Полиолефины. Полиэтилены. Часть 4. Полиэтилены высокой плотности

Полиэтилен низкого давления имеет хороший баланс химической стойкости, ударопрочности при низких температурах, малый вес, низкую стоимость и технологичность. Другие составы HDPE включают HDPE с высокой текучестью, который подходит для литья под давлением тонкостенных изделий, таких как контейнеры для пищевых продуктов, чашки для напитков и крышки. Эти смолы, разработанные различными европейскими и американскими производителями, имеют плотность 0,956 г/см3 и более высокую жесткость, чем у большинства традиционных высокопрочных HDPE. Его модуль изгиба составляет 1170 МПа (в североамериканских мерах: 170 000 фунтов на квадратный дюйм).

Также указывается, что жесткость и температура кристаллизации выше, чем обычно, обеспечивают более короткие циклы формования. Кроме того, ПНД имеет более низкий коэффициент трения, что облегчает изготовление деталей и их эксплуатацию, а более быстрое восстановление достигается за счет меньшего проскальзывания. Несмотря на то, что они имеют более низкий показатель плотности, чем типичные HDPE с высоким расходом, скорость спирального потока этих полиэтиленов аналогична, что указывает на сопоставимые характеристики впрыска.

Полиэтилены со сверхвысокой молекулярной массой (UHMWPE или СВМПЭ) имеют молекулярную массу как минимум в 10 раз большую, чем у обычных полиэтиленов Процесс полимеризации приводит к так называемым линейным молекулам, связанным с ПЭ высокой плотности (высокой кристалличности), хотя их плотности (от 0,926 до 0,940 г / см 3) соответствуют обычному диапазону средней кристалличности MDPE. Молекулярная масса должна вызывать настолько высокую степень физического связывания, что выше температуры плавления (+130 °C или +266 °F) материал ведет себя как каучук, а не как жидкость, вызывая значительные технологические трудности. Его выдающиеся свойства позволяют классифицировать сверхвысокомолекулярный полиэтилен как инженерный пластик.

Его химическая инертность дополняется устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды и устойчивостью к пище и различным биологическим жидкостям. Очень важным и выдающимся свойством является износостойкость и долговечность. Это связано с химической инертностью, очень низким коэффициентом трения, отличной ударопрочностью (ударной вязкостью) и усталостной стойкостью. Эти свойства и умеренная стоимость объясняют растущее использование СВМПЭ в крупногабаритном погрузочно-разгрузочном оборудовании (химическом, горнодобывающем, подводном и т. д.), выдувных барабанах, а также во многих специализированных применениях (зубчатые колеса, шкивы, наконечники, протезы), различные поверхности и т. д.) с использованием традиционных методов обработки.

Из-за высокой вязкости расплава сверхвысокомолекулярный полиэтилен не имеет полезного индекса текучести расплава. Обычные шнековые пластификаторы для экструзии и литья под давлением не могут их обрабатывать. Используемые методы обработки: литье под давлением, плунжерная экструзия, инжекционные способы и горячее формование экструдированных кусков из порошкового пластика. В свою очередь многие компоненты изготавливаются из «полуфабрикатов». Далее можно было бы поговорить о сшитом полиэтилене PEX (или XLPE), однако сшитый полиэтилен — это не термопласт, а реактопласт, поэтому он будет рассмотрен позже.

В завершение этой главы рассмотрим такой материал, как полиэтиленовый парафин. Полиэтилены с молекулярной массой в диапазоне от 2000 до 4000 обладают свойствами высокомолекулярного углеводородного парафина. Они имеют удельный вес от 0,91 до 0,96, в зависимости от условий эксплуатации. Индекс расплава близок к 3,5, предел прочности при растяжении около 6,9 МПа (или 1500 фунтов на квадратный дюйм), температура плавления от +99 °С до +100 °С, а тест на прокалывание при +25 °С составляет от 1 до 10. Чуть более 10% ПВД, произведенного в мире, находят применение в таких приложениях, как бумажные покрытия и напольные покрытия. Основное применение полиэтиленового «воска» — покрытие картонных коробок для молока.