À propos du plastique PE

PE polyéthylène

(C2H4)n

PL'éthylène est une résine thermoplastique obtenue par polymérisation de l'éthylène. Dans l'industrie, les copolymères d'éthylène avec de petites quantités d'alpha-oléfines sont également inclus. Polyéthylène inodore, non toxique, toucher cire, avec d'excellentes performances à basse température (température minimale jusqu'à -100 ~ -70°C), stabilité chimique, résistance à la plupart des érosions acido-basiques (intolérance à l'oxydation Nature de l'acide). Insoluble dans les solvants normaux à température ambiante, absorption d'eau, excellente isolation électrique.

Plastique PE

• Polyéthylène haute densité (PEHD)

& quot;Polyéthylène haute densité", appelé"HDPE." Le HDPE est une résine thermoplastique non polaire à haut degré de cristallinité. L'aspect du HDPE original était blanc laiteux.

Le HDPE est une polyoléfine thermoplastique produite par la copolymérisation d'éthylène. Bien que le HDPE ait été introduit en 1956, le plastique n'a pas atteint le niveau de maturité. Ce matériau polyvalent continue de développer ses nouveaux usages et marchés.

Les principales caractéristiques

Le HDPE est une résine thermoplastique non polaire à haute cristallinité. Le HDPE vierge a un aspect blanc laiteux et un aspect quelque peu translucide sur une section mince. Le PE a une excellente résistance à la plupart des produits chimiques industriels et de la vie. Certains types de produits chimiques peuvent provoquer une corrosion chimique, tels que les oxydants corrosifs (acide nitrique concentré), les hydrocarbures aromatiques (xylène) et les hydrocarbures halogénés (tétrachlorure de carbone). Le polymère est non hygroscopique et présente une bonne résistance à la vapeur d'eau pour les applications d'emballage. Le HDPE a de bonnes propriétés électriques, en particulier une rigidité diélectrique élevée, ce qui le rend approprié pour les fils et les câbles. Les grades de poids moléculaire moyen à élevé ont une excellente résistance aux chocs, à la fois à température ambiante et même à faible -40F. Les propriétés uniques du HDPE sont la combinaison appropriée de quatre variables de base :. Les différentes densités, poids moléculaires, distributions de poids moléculaires et additifs sont utilisés pour produire des polymères spéciaux sur mesure. Ces variables se combinent pour produire des qualités de HDPE pour différentes applications ; le meilleur équilibre des performances.

Densité

C'est la principale variable qui détermine les caractéristiques du PEHD, bien que les quatre variables mentionnées s'influencent effectivement les unes les autres. L'éthylène est la principale matière première du polyéthylène. Quelques autres comonomères, tels que le 1-butène, le 1-hexène ou le 1-octène, sont également fréquemment utilisés pour améliorer les propriétés des polymères. Pour le PEHD, la teneur de ces quelques monomères n'est généralement pas supérieure à 1% -2%. L'ajout de comonomère diminue légèrement la cristallinité du polymère. Cette évolution est généralement mesurée par la densité, la densité et la vitesse de cristallisation était linéaire. La classification générale des États-Unis selon les exigences ASTM D1248, densité HDPE 0.940g/. C ou plus ; Gamme de densité de polyéthylène moyenne densité (MDPE) 0,926 ~ 0,940g / CC. D'autres taxonomies classent parfois le MDPE en HDPE ou LLDPE. Les homopolymères ont la densité la plus élevée, la rigidité maximale, une bonne imperméabilité et le point de fusion le plus élevé, mais ont généralement un faible ESCR. ESCR est la capacité du PE à résister à la fissuration causée par des contraintes mécaniques ou chimiques. Des densités plus élevées améliorent généralement la résistance mécanique telle que la résistance à la traction, la rigidité et la dureté ; les propriétés thermiques telles que le point de ramollissement et la température de déformation thermique ; et l'imperméabilité, telle que la perméabilité à l'air ou la perméabilité à la vapeur d'eau. Une densité inférieure améliore sa résistance aux chocs et son E-SCR. La densité du polymère est principalement influencée par l'ajout de comonomère mais dans une moindre mesure par le poids moléculaire. Le pourcentage de poids moléculaire élevé donne une légère diminution de la densité. Par exemple, les homopolymères ont des densités différentes sur une plus large gamme de poids moléculaires.

Production et catalyseur

La méthode la plus courante de production de PE est le traitement en suspension ou en phase gazeuse, et quelques-uns sont produits par traitement en solution. Tous ces procédés sont des réactions exothermiques impliquant des monomères d'éthylène, des monomères d'alpha-oléfine, des systèmes catalytiques (qui peuvent être plus d'un composé) et divers types de diluants hydrocarbonés. L'hydrogène et certains catalyseurs sont utilisés pour contrôler le poids moléculaire. Les réacteurs à suspension sont généralement des réservoirs agités ou un réacteur à grande boucle plus couramment utilisé dans lequel la suspension est mise en circulation et agitée. Lorsque l'éthylène et le comonomère (selon les besoins) entrent en contact avec le catalyseur, des particules de polyéthylène se forment. Après élimination du diluant, les granulés ou granulés de polyéthylène sont séchés et dosés avec des additifs pour produire des granulés. La modernisation d'un grand réacteur avec une extrudeuse à double vis produit 400 000 livres de PE par heure ou plus. Le développement de nouveaux catalyseurs a contribué à améliorer les performances de nouvelles qualités de HDPE. Les deux types de catalyseurs les plus couramment utilisés sont les catalyseurs Phillips à base d'oxyde de chrome et les catalyseurs monoalkylaluminium composé de titane. Le HDPE produit par les catalyseurs de type Philip a une distribution de poids moléculaire de largeur moyenne ; le catalyseur monoalkylaluminium a une distribution de poids moléculaire étroite. Des catalyseurs pour la production de polymères MDW étroits à l'aide de réacteurs composites peuvent également être utilisés pour produire des grades MDW larges. Par exemple, deux réacteurs en tandem produisant des produits de poids moléculaire significativement différents peuvent produire des polymères de poids moléculaire bimodaux avec une distribution de poids moléculaire sur toute la largeur.

Masse moléculaire

Des poids moléculaires plus élevés entraînent des viscosités de polymère plus élevées, bien que la viscosité soit également liée à la température et au taux de cisaillement utilisés pour le test. Le poids moléculaire du matériau est caractérisé par des mesures rhéologiques ou de poids moléculaire. Les grades de PEHD ont généralement une plage de poids moléculaire de 40 000 à 300 000. Le poids moléculaire moyen en poids correspond approximativement à la plage d'indice de fluidité de 100 à 0,029/10 minutes. En général, un MW plus élevé (indice de fusion inférieur MI) améliore la résistance à l'état fondu, une meilleure ténacité et ESCR, mais un MW plus élevé permet .

Traitement

Le processus est plus difficile et nécessite une pression ou une température plus élevée.

Distribution des poids moléculaires (MWD) : La WD du PE varie d'étroite à large en fonction du catalyseur et du procédé utilisé.

L'indice de mesure MWD le plus couramment utilisé est l'indice d'uniformité (HI) qui est égal au poids moléculaire moyen en poids (MW) divisé par le poids moléculaire moyen en nombre (Mn). Cette plage d'indices pour toutes les qualités de PEHD est de 4 à 30. L'étroit MWD fournit un faible gauchissement et un impact élevé pendant le moulage. Le MWD moyen à large offre une aptitude au traitement pour la plupart des processus d'extrusion. Le large MWD améliore également la résistance à la fusion et la résistance au fluage.

Additif

Des antioxydants sont ajoutés pour empêcher la dégradation du polymère pendant le traitement et pour empêcher l'oxydation du produit fini pendant l'utilisation. Des additifs antistatiques sont utilisés dans de nombreuses qualités d'emballage pour réduire l'adhérence des bouteilles ou des emballages à la saleté et à la saleté. Des applications spécifiques nécessitent des formulations d'additifs spéciales, telles que des utilisations de fils et de câbles liées aux inhibiteurs de cuivre. Une excellente résistance aux intempéries et aux UV (ou à la lumière du jour) peut être ajoutée en ajoutant des additifs anti-UV. Sans ajout de PE anti-UV ou noir de carbone, il est recommandé de ne pas continuer à l'utiliser en extérieur. Les pigments de noir de carbone de haute qualité offrent une excellente résistance aux UV et peuvent être souvent utilisés à l'extérieur, comme des fils, des câbles, des goulottes ou des tuyaux.

Méthode de traitement

Le PE peut être fabriqué en utilisant un large éventail de méthodes de traitement différentes. En utilisant l'éthylène comme matière première principale, le propylène, le 1-butène et l'hexène comme interpolymères, le processus de polymérisation en suspension ou en phase gazeuse est effectué sous l'action d'un catalyseur, et le polymère obtenu est flashé, séparé, séché et granulé, etc. obtenir un produit fini uniforme. Y compris comme l'extrusion de feuilles, l'extrusion de films, l'extrusion de tuyaux ou de profilés, le moulage par soufflage, le moulage par injection et le moulage par rotation.

Schéma de structure atomique PE

extrusion :. Les qualités utilisées pour l'extrusion ont généralement un indice de fluidité inférieur à 1 et un MWD large à large. Un faible MI permet d'obtenir une résistance à l'état fondu appropriée pendant le traitement. Les grades MWD sont plus adaptés à l'extrusion car ils ont des vitesses de production plus élevées, une pression de filière plus faible et une tendance réduite à la rupture par fusion.

Le PE a de nombreuses applications d'extrusion telles que les fils, les câbles, les tuyaux, les tubes et les profilés. Les applications de tubes vont des tubes jaunes de petite section pour le gaz naturel aux tubes noirs à paroi épaisse pour les tuyaux de 48 pouces de diamètre pour les applications industrielles et urbaines. Les tuyaux à parois creuses de grand diamètre sont utilisés comme substituts des tuyaux de drainage en béton et d'autres canalisations d'égout pour se développer rapidement.

Feuille et thermoformage : les doublures thermoformées pour de nombreux grands réfrigérateurs de pique-nique sont en PE pour la ténacité, la légèreté et la durabilité. Les autres produits en tôle et thermoformés comprennent les défenses, les revêtements de réservoir, les paniers à casseroles, les boîtes de transport et les bidons. Un grand nombre d'applications de feuilles à croissance rapide sont le paillis ou le fond d'étang qui est basé sur le MDPE pour sa ténacité, sa résistance chimique et son imperméabilité.

▲ Soufflage : HDPE1/3 vendu aux Etats-Unis à des fins de soufflage. Celles-ci vont des bouteilles remplies d'eau de Javel, d'huile à moteur, de détergents, de lait et d'eau distillée aux grands réfrigérateurs, réservoirs de carburant de voiture et cartouches. Les propriétés telles que la résistance à l'état fondu, l'ES-CR et la ténacité sont similaires à celles utilisées pour les applications de tôle et de thermoformage, de sorte que des qualités similaires peuvent être utilisées.

Le moulage par injection-soufflage est souvent utilisé pour fabriquer des contenants plus petits (moins de 16 onces). Un avantage de ce procédé de conditionnement de produits pharmaceutiques, shampoings et cosmétiques est que le flacon est automatiquement ébavuré sans l'habituelle étape de soufflage qui post-habillage. Bien que certaines nuances MWD étroites soient utilisées pour améliorer la finition de surface, les nuances MWD larges à larges sont couramment utilisées.

Injection: Il existe d'innombrables applications du HDPE, allant des gobelets réutilisables à paroi mince aux canettes de 5 GSL, qui consomment 1/5 de la production nationale de HDPE à indice de fusion général de 5 à 10, avec une ténacité. Les grades à faible débit et les grades à haut débit pour la maniabilité comprennent les produits à parois minces pour les nécessités quotidiennes et les emballages alimentaires ; boîtes de conserve et de peinture résistantes et durables; haute résistance aux applications de fissuration sous contrainte environnementale telles que les petits réservoirs de carburant de moteur et la poubelle 90 - Gal's.

▲ Moulage par rotation : les matériaux usinés à l'aide de cette méthode sont généralement broyés en un matériau en poudre qui fond et s'écoule en cyclage thermique. Deux types de PE sont utilisés. Les grades MDPE / HDPE à usage général et réticulables à usage général ont généralement une densité de 0,935 à 0,945 g / cc avec une MWD étroite pour fournir un impact élevé et un gauchissement minimal des produits avec un indice de fusion généralement compris entre 3 et 8. Les grades MI supérieurs ne sont généralement pas appropriés car ils ne possèdent pas la résistance aux chocs et à la fissuration sous contrainte environnementale souhaitée des articles moulés par rotation.

Les applications de rotomoulage hautes performances utilisent les propriétés uniques de leurs grades chimiquement réticulables. Ces nuances sont fluides dans la première étape du cycle de moulage puis réticulent pour former leur excellente résistance à la fissuration sous contrainte environnementale et à la ténacité. Résistance à l'abrasion et aux intempéries. Le PE réticulable est particulièrement adapté aux grands conteneurs allant de 500 gallons de réservoirs de stockage de produits chimiques à 20 000 gallons de réservoirs de stockage agricole.

Film: Le traitement du film PE est généralement utilisé pour le traitement du film soufflé ordinaire ou le traitement par extrusion de la plupart du PE pour le film, le PE général à basse densité (LDPE) ou le PE linéaire à basse densité (LLDPE) sont disponibles. La qualité du film HDPE est généralement utilisée pour supérieur L'extensibilité et l'excellente imperméabilité de l'endroit. Par exemple, le film HDPE est couramment utilisé dans les sacs de produits de base, les sacs d'épicerie et les emballages alimentaires.

Performances du produit

Le polyéthylène haute densité est constitué de particules blanches non toxiques, insipides et inodores, le point de fusion est d'environ 130 , la densité relative de 0,941 ~ 0,960. Il a une bonne résistance à la chaleur et au froid, une stabilité chimique, mais a également une rigidité et une ténacité élevées, une bonne résistance mécanique. Les propriétés diélectriques, la résistance à la fissuration sous contrainte environnementale sont également meilleures.

Emballage et stockage

Le stockage doit être éloigné du feu, l'isolation thermique, l'entrepôt doit être maintenu au sec, propre, sans mélange d'impuretés, sans soleil, sans pluie. Le transport doit être stocké dans des cabines propres, sèches et couvertes ou des cabines sans objets pointus tels que des clous. Hydrocarbures aromatiques ininflammables, hydrocarbures halogénés et autres solvants organiques en fonctionnement mixte.

recycler et réutiliser

Le HDPE est la partie qui connaît la croissance la plus rapide sur le marché du recyclage des plastiques. Ceci est principalement dû à sa facilité de retraitement, à sa dégradation minimale et à son utilisation intensive dans les applications d'emballage. Le recyclage principal est l'utilisation de 25 % de matériaux recyclés, tels que les consommables post-consommation (PCR), avec du HDPE vierge pour le retraitement afin de fabriquer des bouteilles sans contact alimentaire.

Polyéthylène basse densité (PEBD)

Un matériau plastique qui convient à une variété de procédés de moulage en thermoformage. Capacité de mise en forme, telle que le moulage par injection, l'extrusion, le moulage par soufflage, le moulage rotatif, le revêtement, la technologie de la mousse, le thermoformage, le soudage à l'air chaud, le soudage thermique.

L'objectif principal

Le LDPE est destiné aux produits en film, convient aux films, aux films d'emballage, aux matériaux d'isolation de câbles, au moulage par injection et aux produits en mousse.

Tels que le film agricole, le film de paillage, les bâches en plastique, le film de serre végétale; film d'emballage tel que bonbons, légumes, emballages d'aliments surgelés; film soufflé d'emballage liquide (lait, sauce soja, jus, tofu, lait de soja) Sacs, Film d'emballage rétractable, Film élastique, Film doublé; Film architectural, film d'emballage industriel général et sacs alimentaires. Le LDPE est également utilisé dans les produits moulés par injection, tels que les petits récipients, les couvercles, les produits ménagers, les fleurs en plastique, un étirage-soufflage d'un récipient en plastique. Matériel médical, produits pharmaceutiques et matériaux d'emballage alimentaire, tuyaux extrudés, feuilles, revêtement de fils et câbles, profilés, thermoformage et autres produits ; moulage par soufflage de produits de moulage creux, tels que des conteneurs alimentaires avec des produits laitiers et de la confiture, des médicaments, des cosmétiques, des produits chimiques Conteneurs de produits, des réservoirs et plus encore.

Méthode de production

Le polyéthylène basse densité par la méthode de polymérisation peut être divisé en méthode haute pression et méthode basse pression. Selon le type de réacteur peut être divisé en méthode de réservoir et de tube. L'éthylène en tant que matière première, dans le réacteur, sous l'action de l'initiateur de la réaction de polymérisation par compression à haute pression, le matériau du réacteur, après avoir éliminé l'éthylène n'ayant pas réagi par le séparateur, la granulation par extrusion à l'état fondu, le séchage, mélangé ensemble, envoyé à l'emballage .

Performances du produit

Le polyéthylène basse densité est constitué de particules nacrées blanc laiteux. Fini mat non toxique, insipide, inodore. Densité de 0,916 ~ 0,930 g / centimètre cube. Les propriétés sont plus douces, avec une bonne extensibilité, une isolation électrique, une stabilité chimique, une aptitude au traitement et une résistance aux basses températures (résistant à -70 ), mais la résistance mécanique, la barrière contre l'humidité, la barrière aux gaz et une mauvaise résistance aux solvants. La structure moléculaire n'est pas régulière, le degré de cristallinité (55% ~ 65%) est faible, le point de fusion du cristal (108 ~ 126 ℃) est également bas.

Emballage et stockage

Le produit est emballé dans un sac de film de réemballage en polyéthylène, qui peut être emballé avec un sac tissé en polypropylène selon les exigences de l'utilisateur's. Le produit doit être stocké dans un entrepôt propre et sec, qui peut être transporté par train, voiture et bateau. Le stockage et le transport doivent prêter attention à la prévention du feu, de l'eau, du soleil, de la poussière et de la pollution. Les moyens de transport doivent être maintenus propres et secs. Il ne doit pas y avoir d'objets pointus tels que des ongles,

• LLDPE

(LLDPE) est une polymérisation à haute ou basse pression d'éthylène avec une petite quantité d'alpha-oléfines supérieures (telles que le butène-1, l'hexène-1, l'octène-1, le tétraméthylpentène-1, etc.) sous l'action de un catalyseur Densité à 0,915 ~ 0,940 g/centimètre cube. Cependant, selon la norme ASTM D-1248-84, la plage de densité de 0,926 ~ 0,940 g / cm3 correspond au polyéthylène de densité moyenne (MDPE). La nouvelle génération de LLDPE étend sa densité aux plastomères (0,890 à 0,915 g/cm3) et aux élastomères (& lt;0,890 g/cm3). Cependant, le SPI et APC n'ont nommé que la gamme LLDPE's de Union Carbide et Dow Chemical Company pour leurs ventes antérieures de plastomères et d'élastomères en tant que polyéthylène à très basse densité (VLDPE) et polyéthylène à ultra basse densité (hors élastomère) ULDPE ) résines.

La structure moléculaire du LLDPE conventionnel est caractérisée par son squelette linéaire, avec peu ou pas de branches longues, mais avec quelques branches courtes. Aucune ramification à longue chaîne ne rend les polymères plus cristallins.

En général, les résines LLDPE sont caractérisées par leur densité et leur indice de fluidité. La densité est déterminée par la concentration du comonomère dans la chaîne polymère. La concentration du comonomère détermine la quantité de ramifications courtes dans le polymère. La longueur des ramifications à chaîne courte dépend du type de comonomère. Plus la concentration en comonomère est élevée, plus la densité de la résine est faible. De plus, l'indice de fluidité reflète le poids moléculaire moyen de la résine et est principalement déterminé par la température de réaction (méthode en solution) et l'ajout d'un agent de transfert de chaîne (méthode en phase gazeuse). Le poids moléculaire moyen n'a rien à voir avec la distribution du poids moléculaire, qui est principalement influencée par le type de catalyseur.

L'industrialisation du LLDPE par Union Carbide dans les années 1970 a représenté une révolution majeure dans les catalyseurs de polyéthylène et la technologie des procédés, entraînant une expansion significative de la gamme de produits en polyéthylène. LLDPE a remplacé l'initiateur de radicaux libres par un catalyseur de coordination et a été modifié avec un coût de la polymérisation en phase gazeuse basse pression au lieu du réacteur haute pression haute pression, dans un laps de temps relativement court, avec ses excellentes performances et son coût inférieur, a remplacé le LDPE dans de nombreux domaines. À l'heure actuelle, le LLDPE pénètre presque tous les marchés traditionnels du polyéthylène, y compris les films, les moulages, les tuyaux, les fils et les câbles.

Produits LLDPE non toxiques, insipides, inodores, particules blanches laiteuses. Comparé au LDPE, il présente les avantages d'une résistance élevée, d'une bonne ténacité, d'une forte rigidité, d'une résistance à la chaleur et d'une résistance au froid. Il présente également une bonne résistance à la fissuration sous contrainte environnementale, à la résistance à la déchirure et à d'autres propriétés, ainsi qu'aux solvants acides, alcalins et organiques.