Материал hdpe что за материал
Новости
ПНД (HDPE) — что это за материал
Большая часть выпускаемой продукции ЗТИ производится методом выдувного формования из полиэтилена низкого давления, который обозначают как ПНД или HDPE.
Давайте разбираться, что это за материал.
Полиэтилен низкого давления (ПНД) или как его еще обозначают — полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) имеет маркировку 02 и международную классификацию HDPE (High Density Polyethylene). Отличается высокими прочностными характеристиками и химической стойкостью.
ПНД имеет кристаллическую структуру и является легким эластичным термопластичным материалом. Устойчив к действию воды, не реагирует с щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже с концентрированной серной кислотой.
Применяется для производства бутылок для напитков и бытовой химии, «шуршащих» пакетов, пленки, крышек от пластиковых бутылок, канистр для широкого спектра веществ, а также бочек, баков и бидонов.
Историческая справка
Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году.
История полиэтилена высокой плотности (ПНД) развивалась с 1920-х годов, когда Карл Циглер начал работы по созданию катализаторов для ионно-координационной полимеризации. В 1954 году технология была в целом освоена, и был получен патент. Позже было начато промышленное производство ПНД.
Начиная с 50-х годов полиэтилен стал активно использоваться в пищевой промышленности как упаковка.
Экологичность
ПНД — экологичный материал, т.к. его отходы поддаются ресайклингу во вторичную гранулу, которые широко используется при изготовлении новых полимерных изделий. Кроме того, изделия из ПНД пригодны для многократного использования, что в значительной степени выделяет его на фоне многих других материалов. Также важно отметить низкие энергозатраты на производство. Низкие энергозатраты = меньше выбросов в атмосферу при производстве энергоресурсов.
По горючести ПНД, также как полипропилен, отнесен, согласно стандарту DIN 4102, к классу В: В1 — трудно возгораемые и В2 — нормально возгораемые. Температура самовоспламенения около 350°С.
По существу в химическом составе полиэтилена содержится только углерод и водород. Поэтому практически единственными веществами, выделяющимися при его горении, являются углекислый газ, монооксид углерода (угарный газ), вода и незначительное количество сажи.
Урок 3: маркировка пластика и утилизация опасных отходов
«Десять шагов к осознанному потреблению» — совместный курс РБК Тренды и проекта «Осока Высокая».
Из прошлого урока мы узнали, что не любой пластик можно сдать со спокойной душой в пункт раздельного сбора и быть уверенным, что он не окажется на полигоне или мусоросжигательном заводе. В этом уроке мы научимся отличать перерабатываемый пластик от неперерабатываемого, узнаем, чем опасен этот материал, и заодно разберемся, что делать с совсем уж опасными отходами.
Список ниже вы также можете сохранить себе как памятку (.pdf).
Виды пластика и маркировка
Пластик, который принимают на переработку везде, где есть раздельный сбор отходов:
1 — PET (E) или ПЭТ — полиэтилентерфталат
Чаще всего мы встречаемся именно с ним.
В него упакованы, например, прохладительные и молочные напитки, готовые соусы, косметика, порошки. ПЭТ легко узнать по выпуклой точке на дне бутылки.
Внимание: бутылки из-под растительного масла тоже делают из «единички», но принимают их редко (масло проникает в пластик и затрудняет переработку).
Использовать такие емкости можно только один раз: при повторном использовании материал выделяет фталат — токсичное вещество, негативно влияющее на печень, почки, репродуктивные органы, эндокринную и нервную систему.
2 — PEHD (HDPE) или ПЭВП — полиэтилен высокой плотности
Этот пластик встречается в твердом виде или в форме пленки.
Из него делают, например, шуршащие пакетики, флаконы для косметики, ведра, детские игрушки. Изделия из этого вида пластика легко узнать по характерному продольному шву на дне.
Использовать такие емкости можно несколько раз, но материал может выделять формальдегид — бесцветный газ, негативно влияющий на органы дыхания, кожный покров и нервную систему.
На переработку принимают, но не везде:
4 — LDPE или PEBD — полиэтилен низкой плотности
Из него делают почти все пакеты, включая мусорные, пищевую пленку, часть упаковки для бытовой техники.
Материал почти безвреден, но при нагревании и в процессе разложения он выделяет формальдегид.
5 — PP — полипропилен
Из него делают стаканчики для йогуртов, пакеты для хлеба и круп, детские соски, упаковку для детского питания, подгузники, пищевые контейнеры, трубочки для напитков, баночки для таблеток, шприцы, детские игрушки.
Материал почти безвреден, но при нагревании и в процессе разложения выделяет формальдегид.
Из него делают, например, вспененные подложки для нарезок, овощей и фруктов, упаковку для яиц, пенопласт, аудиокассеты и коробки для CD, детские игрушки.
Рекомендуется использовать только один раз: при повторном использовании, нагревании или в контакте с некоторыми продуктами выделяет стирол, который отрицательно влияет на функцию печени и почек, на кровеносную, нервную системы.
На переработку не принимают:
3 — PVC или ПВХ — поливинилхлорид
Из него делают, например, контейнеры для еды и пищевую пленку, детские игрушки, пластиковые окна, натяжные потолки, детали для мебели, трубы, скатерти и занавески для ванной, линолеум и искусственную кожу, тару для технических жидкостей.
Противопоказан для пищевых продуктов, но все-таки используется. В других целях можно использовать многократно.
Невидимое зло: бисфенол А, винилхлорид, фталаты, и, возможно, кадмий. При сжигании выделяет диоксин — высокотоксичное вещество, негативно влияющее на репродуктивную и иммунную системы, вызывает гормональные нарушения и раковые заболевания.
7 — O или OTHER — все остальное
Из него делают, например, детские бутылочки и игрушки, прозрачные одноразовые приборы, многоразовые бутылки для воды и бутыли для кулера, CD и DVD, комбинированную упаковку.
После частого мытья или при нагревании выделяет бисфенол А или луорен-9-бисфенол (BHPF), который отрицательно влияет на мозг, репродуктивную и эндокринную системы.
Как видите, маркировка пластика — это целая наука. Усложняется все еще и тем, что:
Утилизация опасных бытовых отходов
К таким отходам относятся:
Ближайший пункт раздельного сбора повседневных и опасных бытовых отходов вы найдете на карте RecycleMap.
Задания
1. Какой из этих материалов считается наименее вредным?
2. Какие из этих предметов представляют собой опасные бытовые отходы?
3. Выберите верные утверждения:
4. Укажите маркировку материала (цифрой), который можно узнать по характерной выпускной точке на дне.
5. Укажите маркировку материала (цифрой), который можно узнать по характерному шву на дне.
Больше информации и новостей о том, как «зеленеет» бизнес, право и общество в нашем Telegram-канале. Подписывайтесь.
Полиэтилен высокой плотности (НDPE, ПЭНД)
Полиэтилен высокой плотности (НDPE, ПЭНД, полиэтилен низкого давления)
Основные физико-химические свойства
Полиэтилен (ПЭ) [–CH2–CH2–]n существует в двух модификациях, отличающихся по структуре, а значит, и по свойствам. Обе модификации получаются из этилена CH2=CH2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи с СП обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4–6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150° С) и давлениях (до 20 атм).
Молекула полиэтилена представляет из себя не что иное, как длинную цепь из атомов углерода, к каждому из которых присоединено по два атома водорода. В зависимости от метода изготовления получаются макромалекулы с различной степенью разветвления и различной плотностью. Поэтому ПЭ подразделяется на две основные группы:
1. Полиэтилен низкой плотности
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – ПЭ с сравнительно сильно разветвленной макромолекулой и низкой плотностью (0,916–0,935 г/см³). Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается так же, как полиэтилен высокого давления (ПЭВД).
2. Полиэтилен высокой плотности
Полиэтилен высокой плотности (НDPE) – ПЭ с линейной макромолекулой и относительно высокой плотностью (0,960 г/см³). Это полиэтилен, называемый также полиэтиленом низкого давления (ПЭНД), его получают полимеризацией со специальными катализаторными системами.
Линейные полиэтилены образуют области кристалличности, которые сильно влияют на физические свойства образцов. Этот тип полиэтилена обычно называют полиэтиленом высокой плотности; он представляет собой очень твердый, прочный и жесткий термопласт, широко применяемый для литьевого и выдувного формования емкостей, используемых в домашнем хозяйстве и промышленности. Полиэтилен высокой плотности прочнее полиэтилена низкой плотности.
Таблица. Свойства полиэтилена высокой плотности
| СП | от 1000 до 50 000 |
| Т пл | 129–135° С |
| Т ст | ок. –60° С |
| Плотность | 0,95–0,96 г/см3 |
| Кристалличность | высокая |
| Растворимость | растворим в ароматических углеводородах только при температурах выше 120° С |
Пленки на основе ПЭВП более жесткие, прочные, менее воскообразные на ощупь по сравнению с пленками на основе ПЭНП. Они могут быть получены методом экструзии с раздувом или через плоскую щель (с поливом на охлаждаемый валок или водяным охлаждением). При экструзии с раздувом, однако, получают более мутную, полупрозрачную пленку.
Температура размягчения ПЭВП (121 °С) выше, чем у ПЭНП, поэтому он выдерживает стерилизацию паром. Морозостойкость примерно такая же, как у ПЭНП.
Прочность при растяжении и сжатии выше, чем у ПЭНП, а сопротивление удару и раздиру ниже. Из-за линейной структуры молекулы ПЭВП стремятся ориентироваться в направлении те чения, и сопротивление раздиру в продольном направлении пленок значительно ниже. Различия сопротивлений раздиру в продольном и поперечном направлениях могут быть увеличены при ориентации, и пленке будут присущи свойства ленточек, работающих на раздир.
Проницаемость ПЭВП ниже, чем у ПЭНП, примерно в 5-6 раз, и он является прекрасной преградой влаге.
Среди обычных пленок ПЭВП по влагопроницаемости уступает только пленкам на основе сополимеров винилхлорида и винил-иденхлорида.
По химической стойкости ПЭВП также превосходит ПЭНП, особенно по стойкости к маслам и жирам.
С увеличением плотности растворимость в органических растворителях уменьшается, как и проницаемость по отношению к растворителям.
ПЭВП подвержен растрескиванию под действием среды, как и ПЭНП, но этот эффект может быть уменьшен благодаря использованию высокомолекулярных марок ПЭ, у которых этот недостаток отсутствует.
СВОЙСТВА ПНД ТРУБНЫХ КОМПОЗИЦИЙ
Удельное объемное электрическое сопротивление = 1•1016-1•1017 Ом•см (ГОСТ 6433.2-71).
Существенные свойства всех типов полиэтилена (HDPE, LDPE, LLDPE):
— малая плотность (легче воды);
— очень хорошая химическая стойкость;
— очень незначительное водопоглощение;
— непроницаемость для водяного пара;
— высокая вязкость, гибкость, растяжимость и эластичность в интервале температур от –70 до +100 °С;
— хорошая прозрачность;
— легкая перерабатываемость всеми пригодными для термопластов методами;
— очень хорошая свариваемость.
А вот относительно высокая проницаемость полиэтилена для кислорода, двуокиси углерода, ароматических веществ, а также проблемы при контакте с определенными средами (например, растворами смачивающих веществ), феномен так называемого образования трещин вследствие внутренних напряжений, в особенности у HDPE, сужают область его применения. Различные свойства HDPE по сравнению с LDPE обусловлены его высокой плотностью. При одинаковой толщине изделия из HDPE жестче и их поверхность тверже. Температура плавления на 20 °С выше, и вследствие более плотной структуры молекулы непроницаемость для водяного пара, кислорода, углекислого газа и ароматических веществ, а также химическая стойкость лучше, чем у LDPE. Высокая температура плавления дает возможность изготовления упаковок с более высокой теплостойкостью (кратковременно до 100 °С).
Удачное и редкое сочетание в полиэтилене химической стойкости, механической прочности, морозостойкости, хороших диэлектрических свойств, стойкости к радиоактивным излучениям, чрезвычайно низкие газопроницаемость и влагопоглощение, легкость и безвредность делают полиэтилен незаменимым в целом ряде областей применения.
ПЭНД перерабатывается практически всеми базовыми способами, используемыми при работе с термопластами – экструзия, выдув, литье под давлением, ротоформование.
Таблица. Области применения ПЭНД
На сегодняшний день различные виды пластика являются одними из самых распространённых материалов, которым люди пользуются в быту и на производстве. Маркировка пластиков (LDPE, ПВХ, HDPE, РР, PS) многим знакома, но не все точно знают, о чём она говорит. Сегодня мы рассмотрим все варианты обозначений, которые можно увидеть на изделиях из этого материала.
