Полиэтилен (ПЭ) легко изменяет агрегатное состояние при нагревании, относится к классу термопластичных полимеров. Температура плавления ПЭ около 200 градусов, начинает размягчаться при 80 градусах. В расплавленном состоянии представляет воскообразную массу дымчато-белого цвета, при охлаждении принимает любую форму, наиболее востребован в форме ПЭ-пленок.
ПЭ впервые получен лабораторным путем в 1899 и стал первым синтезированным органическим полимером, промышленное производство начато в 20-х годах прошлого века. Скелет молекулы образует цепочка из звеньев метиловой (CH3) и этиленовой (CH2) группы. Полиэтилен является самым массовым полимером, объемы мирового производства приближаются к 100 млн тонн в год, доля российских производителей составляет 3%.
Химическая промышленность производит первичный ПЭ в виде порошка или гранул белого цвета. Различают несколько десятков товарных марок, основное различие заключается в количестве метиловых и этиленовых групп, образующих молекулу полимера. Влияние молекулярной структуры на потребительские свойства настолько существенно, что различают два класса ПЭ:
- высокой плотности (ПЭВП, HDPE – международное обозначение), имеет разветвленные молекулы, состоящие из звеньев этиленовой и метиловой группы, такая структура более плотная,
- низкой плотности (ПЭНП, LDPE – международное), структура полимера линейная, состоит из «длинных» молекул, преобладают звенья этиленовой группы.
Общие свойства ПЭ всех типов: не взаимодействует с окружающей средой, устойчив к низким температурам, экологичен, легко окрашивается. Хранится насыпью, фасуется в бумажные мешки. В качестве недостатка отмечается деструкция под действием солнечного ультрафиолета.
ПЭ высокой плотности
Технология производства ПЭВП малозатратная, полимеризация происходит в присутствии катализаторов при температуре 80 градусов и давлении 5 атмосфер. Полимер имеет жесткую кристаллическую структуру, отличается твердостью и хрупкостью, устойчив к растяжению и сжатию.
Из ПЭВП производят:
- Пленки бытового назначения;
- Тару, бочки и дачную мебель;
- Трубы и сантехническую арматуру;
- Строительные настилы, решетки, сетки и ограждения;
- Используют в качестве покрытия с антикоррозионными свойствами.
ПЭ низкой плотности
Технология производства ПЭНП более затратная и энергоемкая, полимеризация происходит при температуре 180 градусов и давлении до 3000 атмосфер. От полиэтилена высокой плотности отличается меньшей степенью кристаллизации, более упругий и гибкий, стойкий к разрывам и растяжением, слабо деформируется, после растягивания легко принимает первоначальную форму.
Из ПЭНП производят:
- Высококачественные пленки различного назначения,
- Строительные мембраны – прочное водонепроницаемое покрытие,
- Агропленку,
- Кабель и электроизоляционные материалы,
- Разовую посуду и упаковку для продуктов.
Полиэтилен высокой и низкой плотности являются граничными формами, отрасль производит ряд промежуточных структур, названых ПЭ средней плотности. Различия заключаются видом используемого сырья и особенностями организации технологических процессов. Последней разработкой стал полимер, состоящий из сверхдлинных молекул, и получивший название «линейный полиэтилен» – LLDPE.
