Полиэтиленовая пленка высокой плотности. Пакеты ПВД и ПНД: Отличия полиэтилена высокого и низкого давления

Коротко – из полиэтилена.

Чуть длиннее – из полиэтилена высокой плотности HDPE. (High Density Polyethylene)

Еще длиннее – из полиэтилена высокой плотности HDPE низкого давления, ПЭНД в русской классификации (Поли Этилен Низкого Давления)

Длинно - из полиэтилена высокой плотности низкого давления стабилизированного.

Полностью – из полиэтилена высокой плотности низкого давления стабилизированного к ультрафиолетовому излучению.

Вывод в конце статьи и, раз уж вы на нашем сайте, именно этот материал HDPE лучше всего подходит для изготовления пластиковых сеток.

Почему? Давайте разбираться.

Итак, какие свойства материала нам нужны для, например, забора из сетки. Желательно, чтобы он был прочный, но легкий; жесткий, но эластичный, оставался самим собой в жару и в холод, не боялся влаги и не выделял вредных веществ; противостоял пыли, грязи, легким щелочам, кислотам, выхлопным газам; мало стоил и служил долго.

В природе такой материал найти трудно, поэтому обратимся к синтетическими материалам, с которыми через игрушки плотно общаемся с детства - пластикам.

Пластики (пластмассы) - это полимеры, которые способны изменять свою форму при нагревании или при деформации и сохранять её после охлаждения или снятия усилия.

Полимеры в свою очередь - это вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев

Ниже приведена условное разделение на группы полимеров - термопластов, который при нагревании размягчаются и которым можно придавать желаемую форму (для нас форму сетки).

В аббревиатурах разобраться непросто, хотя в быту мы наверняка встречали PVC (ПВХ поливинилхлорид), PP (ПП полипропилен), PE (ПЭ полиэтилен). А пластиковые бутылки из PET (ПЭТ полиэтилентерефталат) видим каждый день в любом магазине с прохладительными напитками.

Более подробно о свойствах можно посмотреть в таблице .

На рисунке "Термопласты" видны несколько групп, вертикальная линия делит весь спектр на две больших группы: аморфные и полукристаллические термопласты.

Аморфные пластики нам меньше подходят, из-за их текучестью под нагрузкой при повышении температуры, Для забора, ограждения способность держать форму (быть в меру жесткими) играет не последнюю роль. Сочетание жесткости с гибкостью не помешает и защитным сеткам. Один из представителей этой группы PVC запрещен для пищевого применения.

Сложнее с правой половинкой пирамиды. Конечно круто иметь забор, который не теряет свойств при высокой температуре и по прочности не уступает бронежилету. Но что то нам подсказывает, что цены на экзотику всегда повыше и стрелять из пушки по воробьям неразумно. Тем более внутри группы из правого нижнего угла пирамиды столько разновидностей PP и PE, что наверняка можно подобрать материал с хорошим соотношением цена / качество:

Возвращаясь к пирамиде термопластов следует отметить, что чем выше температура плавления полимера тем дороже процесс изготовления изделий прежде всего по причине большего расхода энергии для соблюдения технологического процесса.

Не менее важной может оказаться подсказка из опыта использования пластиков для изготовления труб:

Область применения	Используемый материал
Внешний водопровод - для холодной воды - для горячей воды	HDPE, PVC, PP-R, PB, PEX, C-PVC
Канализация (внешняя, внутренняя)	PVC, HDPE, PP-B,
Внешний газопровод	HDPE, MDPE
Внутренний водопровод - для холодной воды - для горячей воды	PP-R, PP-B, PP-H, LDPE, HDPE, PEX, PB PP-R, PEX, PB, C-PVC
Отопление - для пола - центральное	PP-R, PP-B, PEX, PB PEX, PB, PP-R, C-PVC
Паропровод до 140°С
Трубопровод для производства - химического - пищевого	PVC, HDPE, PP-H, PP-B, PP-R, PVDF, PP-H, PP-B, PP-R, PVDF, PVC. HDPE
Система орошения в земледелии	LDPE, HDPE

Из таблицы видно, что полипропилен чаще используется для более тяжелых режимов эксплуатации, но трубы для внешнего газопровода чаще делают из HDPE. При незначительной разнице с полиэтиленом в цене полипропелен мог бы захватить пальму первенства для нашего случая. Но вмешались сугубо производственные факторы, связанные с переработкой вторичного сырья, качеством вторичного сырья и качества готовой продукции. Сетки из полиэтилена получаются эстетически более привлекательными, процесс изготовления более стабилен, процент брака низок.

Теперь о видах полиэтилена и почему его надо стабилизировать для сеток.

Из школы мы знаем, что этилен - это газ CH2=CH2. Условно это выглядит так:

Из газа пластиковый забор не построишь, поэтому мы благодарны всем, кто придумал и усовершенствовал процесс получения из газа замечательного продукта - полиэтилена.
Под воздействием температуры (до 150° С - 320° С) , давления (до 20 атм) и обязательно в присутствии катализатора происходит разрыв одной из связей между атомами углерода внутри молекулы и соединение с атомом углерода из другой молекулы.

Если все идет идеально, то получается длиннющая молекула из цепи [–CH2–CH2–]n , где n может достигать 5000 и более.
То есть молекула полиэтилена представляет из себя не что иное, как длинную цепь из атомов углерода, к каждому из которых присоединено по два атома водорода.

Но идеального ничего нет. В процессе полимеризации наблюдается эффект ветвления - несколько углеродных атомов присоединяются к основной цепи случайным образом, иначе говоря вместо связи атомов углерод - водород внутри цепочки возникает связь атома углерода основной цепочки с атом углерода другой цепочки (ответвление).

Собственно от таких ответвлений, их количества и длины каждого из ответвлений значительно зависит свойство готового материала полиэтилена. Чем меньше ответвлений, тем прочнее и жестче полиэтилен. Чем больше ответвлений и чем длиннее цепочки "веточек" тем эластичнее и мягче материал.
Деление довольно условное, в русском языке привязанное к технологии получения (давлению), в английском к плотности. Во многих источниках все полиэтилены делят только на LDPE и HDPE. Мы рассмотрим 4 классических.

1. Начнем с LDPE (Low-density polyethylene)

Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – ПЭ со сравнительно сильно разветвленной макромолекулой и низкой плотностью (0,916–0,926 г/см³). Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается еще как полиэтилен высокого давления (ПЭВД).

Значительное количество коротких ответвлений в полиэтилене LLDPE Linear low-density polyethylene или Линейный полиэтилен высокого давления (ЛПВД).
Ключевое слово коротких. Изготавливают при более низких значениях температуры и давления по сравнению с LDPE. Плотность 0,95 г/см ³.

3. Теперь MDPE

Это полиэтилен с плотностью 0,926-0,940г/см³, получают при использовании катализаторов на основе хрома / оксида кремния или катализаторов Циглера-Натта.



4. Наконец HDPE (

High-density polyethylene)

Или

Полиэтилен высокой плотности (НDPE) – ПЭ с линейной макромолекулой и относительно высокой плотностью (0,960 г/см³), называемый также полиэтиленом низкого давления (ПЭНД), получают полимеризацией со специальными катализаторными системами.
Линейное строение с малым количеством коротких боковых цепей образует области кристалличности, что предопределяет HDPE как твердый, прочный и жесткий термопласт. Из разных источников температура плавления у него 120-132°С, максимальная постоянная рабочая температура до 80°С, кратковременная 100°С, выдерживает чистку паром, эластичность в диапазоне температур от –70 до +100 °С.

Заключение.
По схематичным рисункам видно, что границы между группами LDPE, LLDPE, MDPE и HDPE весьма условны, их свойства очень похожи

Малая плотность (легче воды);
- очень хорошая химическая стойкость;
- 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.

Но тем не менее, объективно каждая из групп имеет свой диапазон плотности, свой предельный диапазон тех или иных качеств и HDPE практически везде отличается в лучшую сторону. Например, полиэтиленовые пакеты знают все, но именно из HDPE делают пакеты-майки, которые на ощупь менее жирные, чем пакеты из иных полиэтиленов, они "шуршат" и выдерживают значительно более высокие нагрузки.

Области применения ПЭНД или HDPE

Экструзия
	Фасовочный пакет, пакет "майка", пакет с вырубной ручкой, барьерный слой многослойных упаковочных материалов (ламинаты и коэкструзионные пленки), воздушно-пузырьковая пленка, мусорные пакеты
	Газоснабжение, холодное водоснабжение, защита электросетей, дренаж, внешняя канализация, внутренняя канализация, обсадные трубы для скважин
Кабельная изоляция	Изоляция кабелей высокого напряжения
Листы, мембраны, мягкие ленты	Листы: гидроизоляция, формование деталей изделий для машиностроения.Мембраны: гидроизоляционные работы. Ленты: конвейерные ленты, геоячейки
Сетки	Бытовые, сельскохозяйственные, сетки для армирования дорожных покрытий, сетки для проведения строительных работ, сетки для ограждения зданий и сооружений
Выдув
	Фасовочный пакет, пакет "майка", пакет с вырубной ручкой, мусорные пакеты
	Флаконы для косметики, парфюмерии, бытовой химии, канистры, бочки, баки, цистерны
Литье под давлением
Товары народного потребления	Изделия для цветоводства, изделия для ванной комнаты, изделия для кухни, предметы домашнего обихода, детские товары, садово-огородный инвентарь
	Двухсоставные и односоставные крышки для ПЭТ бутылок, укупорочные изделия для парфюмерии, косметики, бытовой химии, автохими
	Тарные ящики
Мебельная фурнитура	Лицевая, декоративная, крепежная, опорные элементы, прочие комплектующие
Автокомплектующие	Около 400 наименований изделий для автомобиля
Другая продукция	Не будучи приоритетным видом сырья ПЭНД используется при произодстве другой литьевой продукции: мебели, тарных ведер, детских игрушек, фитингов
Ротоформование
	Баки, мусорные баки, бочки,
Мобильные туалеты	Передвижные туалеты
Детские площадки	Детские игровые комплексы (горки, горки-тоннель, городки)
Дорожные огрждения	Дорожные блоки, конусы, буферы
	Колодцы, септики, мусоросборы
Эстакады	Эстакады для мойки колес, установки оборотного вод

Существует специальная маркировка для пластиков, которая присутствует как правило на самом изделии. Например, если перевернув флакона с чем либо вы увидите на дне знак

то этот флакон сделан из полиэтилена высокой плотности HDPE.

Другие пластики имеют другую цифру в треугольнике, как это показано на рисунке:

Мы так увлеклись, что забыли об одном из слов в названии материала сеток, или зачем необходимо стабилизировать полиэтилен.

Если посмотреть на схемы всех полиэтиленов, то в них присутствуют двойные связи между атомами углерода. Под воздействием прямых солнечных лучей или других воздействий происходит образование дополнительных двойных связей (по сути деполимеризация), что приводит к увеличению прочности, твердости материала (и это хорошо). Но с другой стороны это влечет за собой увеличение хрупкости и при наличии механических напряжений ведет к растрескиванию. Для придания ПЭНД стойкости к ультрафиалетовому излучению в его состав вводят специальные стабилизаторы. Как ни странно, одним из стабилизаторов может служить сажа, поэтому сетки черного цвета лучше противостоят прямому солнечному излучению.

Теперь загадок не осталось - сетки пластиковые сделаны из полиэтилена высокой плотности низкого давления, стабилизированного к ультрафиолетовому излучению.

В чем разница между ПНД и ПВД, как их отличить? Какой материал лучше выбрать для Ваших фирменных пакетов? Мы постарались ответить просто и доступно.

ПВД - полиэтилен высокого давления

Гладкий, блестящий, эластичный, тянущийся.

Второй тип гранул, используемых для производства пленки –гранулы Полиэтилена Низкого Давления ПНД . Здесь полимеризация этилена происходит в условиях более низкго давления (всего 1-5 кг/см2). Плотность получаемого вещества выше (0,945 г/см3). Полимерные цепи длинные, гранула более кристаллична и, как следствие, менее прозрачна. Плавится при температуре плавления на 20-30°С выше, нежели ПВД. Как следствие, энергозатраты при плавлении более высокие, но зато и при эксплуатации такая пленка способна выдерживать, не разрушаясь, более высокую температуру. Структура ПНД позволяет экструдировать (выдувать) пленку намного меньшей толщины. Основное отличие – шуршит при сминании.

Обозначения, аббревиатуры

В обозначениях часто используется зарубежный стандарт аббревиатуры, отличный от российского по своей сути. Для иностранцев главный критерий - не давление, при котором изготавливается гранула, а плотность конечного продукта. Такая разница в подходах к наименованию, увы, иногда ведет к некоторой путанице. Судите сами:

Российские гранулы, пленки и пакеты ПВД (полиэтилена высокого давления) соответствуют зарубежному аналогу LDPE (Low Density PolyEthylene – полиэтилен низкой плотности)

Российские гранулы, пленки и пакеты ПНД (полиэтилена низкого давления) соответствуют зарубежному аналогу HDPE (High Density PolyEthylene – полиэтилен высокой плотности).