Ống (dùng cho tưới tiêu)

Polyetylen mật độ cao, tên tiếng Anh là "High Density Polyethylene", viết tắt là "HDPE".HDPE là một loại nhựa nhiệt dẻo không phân cực, có độ tinh thể cao.Bề ngoài của nhựa HDPE nguyên bản có màu trắng đục, phần mỏng trong mờ ở một mức độ nhất định.PE có sức đề kháng tuyệt vời với hầu hết các hóa chất trong nước và công nghiệp.Một số loại hóa chất có thể gây ăn mòn hóa học, chẳng hạn như chất oxy hóa ăn mòn (axit nitric đậm đặc), hydrocacbon thơm (xylen) và hydrocacbon halogen hóa (cacbon tetraclorua).Polyme không hút ẩm và có khả năng chống thấm hơi nước tốt, có thể được sử dụng cho mục đích đóng gói.HDPE có đặc tính điện tốt, đặc biệt là độ bền điện môi cao của lớp cách điện nên rất thích hợp cho dây điện và cáp điện.Các loại có trọng lượng phân tử trung bình đến cao có khả năng chống va đập tuyệt vời, ngay cả ở nhiệt độ phòng và thậm chí ở nhiệt độ thấp -40F.

HDPE là một polyolefin nhiệt dẻo được sản xuất bằng cách đồng trùng hợp ethylene.Mặc dù HDPE đã được tung ra thị trường vào năm 1956 nhưng loại nhựa này vẫn chưa đạt đến mức trưởng thành.Vật liệu có mục đích chung này không ngừng phát triển các ứng dụng và thị trường mới.

Những đặc điểm chính

HDPE là loại nhựa nhiệt dẻo không phân cực, có độ kết tinh cao.Bề ngoài của nhựa HDPE nguyên bản có màu trắng đục, phần mỏng trong mờ ở một mức độ nhất định.PE có sức đề kháng tuyệt vời với hầu hết các hóa chất trong nước và công nghiệp.Một số loại hóa chất có thể gây ăn mòn hóa học, chẳng hạn như chất oxy hóa ăn mòn (axit nitric đậm đặc), hydrocacbon thơm (xylen) và hydrocacbon halogen hóa (cacbon tetraclorua).Polyme không hút ẩm và có khả năng chống thấm hơi nước tốt, có thể được sử dụng cho mục đích đóng gói.HDPE có đặc tính điện tốt, đặc biệt là độ bền điện môi cao của lớp cách điện nên rất thích hợp cho dây điện và cáp điện.Các loại có trọng lượng phân tử trung bình đến cao có khả năng chống va đập tuyệt vời, ngay cả ở nhiệt độ phòng và thậm chí ở nhiệt độ thấp -40F.Các đặc điểm độc đáo của các loại nhựa HDPE khác nhau là sự kết hợp phù hợp của bốn biến số cơ bản: mật độ, trọng lượng phân tử, phân bố trọng lượng phân tử và phụ gia.Các chất xúc tác khác nhau được sử dụng để sản xuất các polyme tùy chỉnh với các đặc tính đặc biệt.Sự kết hợp của các biến này tạo ra các loại HDPE cho các mục đích khác nhau;đạt được sự cân bằng tốt nhất trong hiệu suất.

Tỉ trọng

Đây là biến chính quyết định các đặc tính của HDPE, mặc dù bốn biến được đề cập có ảnh hưởng lẫn nhau.Ethylene là nguyên liệu chính của polyetylen.Một số đồng phân khác, chẳng hạn như 1-butene, 1-hexene hoặc 1-octene, cũng thường được sử dụng để cải thiện hiệu suất polyme.Đối với HDPE, hàm lượng của một số monome trên thường không vượt quá 1% -2%.Việc bổ sung comonomer làm giảm nhẹ độ kết tinh của polyme.Sự thay đổi này thường được đo bằng mật độ, có mối quan hệ tuyến tính với độ kết tinh.Phân loại chung của Hoa Kỳ phù hợp với tiêu chuẩn ASTM D1248 và mật độ của HDPE là 0,940g /.Trên C;Phạm vi mật độ của MDPE là 0,926～0,940g/CC.Các phân loại khác đôi khi phân loại MDPE thành HDPE hoặc LLDPE.Homopolyme có mật độ cao nhất, độ cứng cao nhất, tính thấm tốt và điểm nóng chảy cao nhất, nhưng thường có khả năng chống nứt ứng suất môi trường (ESCR) kém.ESCR là khả năng của PE chống nứt do ứng suất cơ học hoặc hóa học.Mật độ cao hơn thường cải thiện độ bền cơ học, chẳng hạn như độ bền kéo, độ cứng và độ cứng;các đặc tính nhiệt như nhiệt độ điểm hóa mềm và nhiệt độ biến dạng nhiệt;và tính không thấm nước, chẳng hạn như tính thấm khí hoặc tính thấm hơi nước.Mật độ thấp hơn cải thiện sức mạnh tác động và E-SCR của nó.Mật độ polymer chủ yếu bị ảnh hưởng bởi việc bổ sung các đồng phân, nhưng ở mức độ thấp hơn bởi trọng lượng phân tử.Tỷ lệ phần trăm trọng lượng phân tử cao làm giảm nhẹ mật độ.Ví dụ, homopolyme có mật độ khác nhau trong một loạt các trọng lượng phân tử.

Sản xuất và chất xúc tác

Phương pháp sản xuất PE phổ biến nhất là thông qua quá trình xử lý pha bùn hoặc khí, và một số ít được sản xuất bằng cách xử lý pha dung dịch.Tất cả các quá trình này đều là phản ứng tỏa nhiệt liên quan đến monome etylen, monome a-olefin, hệ chất xúc tác (có thể nhiều hơn một hợp chất) và các loại chất pha loãng hydrocacbon khác nhau.Hydrogen và một số chất xúc tác được sử dụng để kiểm soát trọng lượng phân tử.Lò phản ứng bùn thường là bể khuấy hoặc lò phản ứng vòng quy mô lớn thường được sử dụng hơn, trong đó bùn có thể được tuần hoàn và khuấy.Khi ethylene và comonomer (khi cần thiết) tiếp xúc với chất xúc tác, các hạt polyetylen được hình thành.Sau khi loại bỏ chất pha loãng, các hạt polyetylen hoặc hạt bột được sấy khô và các chất phụ gia được thêm vào theo liều lượng để sản xuất bột viên.Một dây chuyền sản xuất hiện đại với các lò phản ứng lớn với máy đùn trục vít đôi có thể sản xuất hơn 40.000 pound PE mỗi giờ.Việc phát triển các chất xúc tác mới góp phần nâng cao tính năng của các loại HDPE mới.Hai loại chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất là chất xúc tác dựa trên oxit crom của Philips và chất xúc tác hợp chất titan-alkyl nhôm.HDPE được sản xuất bởi chất xúc tác Phillips có phân bố trọng lượng phân tử theo chiều rộng trung bình;chất xúc tác titan-alkyl nhôm có phân bố trọng lượng phân tử hẹp.Chất xúc tác được sử dụng trong sản xuất polyme MDW hẹp trong lò phản ứng kép cũng có thể được sử dụng để sản xuất các loại MDW rộng.Ví dụ, hai lò phản ứng nối tiếp tạo ra các sản phẩm có trọng lượng phân tử khác nhau đáng kể có thể tạo ra các polyme có trọng lượng phân tử lưỡng kim có đầy đủ các phân bố trọng lượng phân tử.phụ kiện đường ống PE

trọng lượng phân tử

Trọng lượng phân tử cao hơn dẫn đến độ nhớt polyme cao hơn, nhưng độ nhớt cũng liên quan đến nhiệt độ và tốc độ cắt được sử dụng trong thử nghiệm.Phép đo lưu biến hoặc trọng lượng phân tử được sử dụng để mô tả trọng lượng phân tử của vật liệu.Các loại nhựa HDPE thường có phạm vi trọng lượng phân tử từ 40 000 đến 300 000 và trọng lượng phân tử trung bình trọng lượng gần tương ứng với phạm vi chỉ số tan chảy, nghĩa là từ 100 đến 0,029/10 phút.Nói chung, MW cao hơn (chỉ số nóng chảy MI thấp hơn) giúp tăng cường độ nóng chảy, độ dẻo dai và ESCR tốt hơn, nhưng MW cao hơn khiến quá trình xử lý

Quá trình này khó khăn hơn hoặc đòi hỏi áp suất hoặc nhiệt độ cao hơn.

Phân bố trọng lượng phân tử (MWD): WD của PE thay đổi từ hẹp đến rộng tùy thuộc vào chất xúc tác được sử dụng và quá trình xử lý.

Chỉ số đo MWD được sử dụng phổ biến nhất là chỉ số không đồng đều (HI), bằng trọng lượng phân tử trung bình trọng lượng (MW) chia cho số trọng lượng phân tử trung bình (Mn).Phạm vi chỉ số này cho tất cả các loại HDPE là 4-30.MWD hẹp cung cấp độ vênh thấp và tác động cao trong quá trình đúc.MWD trung bình đến rộng cung cấp khả năng xử lý cho hầu hết các quy trình ép đùn.MWD rộng cũng có thể cải thiện độ bền nóng chảy và khả năng chống rão.

phụ gia

Việc bổ sung các chất chống oxy hóa có thể ngăn chặn sự xuống cấp của polyme trong quá trình xử lý và ngăn chặn quá trình oxy hóa thành phẩm trong quá trình sử dụng.Phụ gia chống tĩnh điện được sử dụng trong nhiều loại bao bì để giảm độ bám dính của chai hoặc bao bì với bụi bẩn.Các ứng dụng cụ thể yêu cầu các công thức phụ gia đặc biệt, chẳng hạn như chất ức chế đồng liên quan đến các ứng dụng dây và cáp.Có thể đạt được khả năng chống thời tiết tuyệt vời và chống tia cực tím (hoặc ánh sáng mặt trời) bằng cách thêm các chất phụ gia chống tia cực tím.Nếu không bổ sung PE chống tia cực tím hoặc carbon đen, không nên tiếp tục sử dụng ngoài trời.Các sắc tố đen carbon cao cấp cung cấp khả năng chống tia cực tím tuyệt vời và thường được sử dụng trong các ứng dụng ngoài trời, chẳng hạn như dây điện, dây cáp, lớp bể chứa hoặc đường ống.

phương pháp xử lí

PE có thể được sản xuất theo nhiều phương pháp xử lý khác nhau.Sử dụng ethylene làm nguyên liệu chính, propylene, 1-butene và hexene làm chất đồng trùng hợp, dưới tác dụng của chất xúc tác, quá trình trùng hợp bùn hoặc trùng hợp pha khí được áp dụng, và polymer thu được được tách, tách, sấy khô, tạo hạt , v.v... Quy trình để thu được thành phẩm có hạt đồng nhất.Bao gồm như ép đùn tấm, ép đùn màng, ép đùn ống hoặc hồ sơ, đúc thổi, ép phun và đúc quay.

▲ Đùn: Loại được sử dụng để sản xuất ép đùn thường có chỉ số tan chảy nhỏ hơn 1 và MWD từ trung bình đến rộng.Trong quá trình xử lý, MI thấp có thể đạt được cường độ nóng chảy phù hợp.Các loại MWD rộng hơn phù hợp hơn cho ép đùn vì chúng có tốc độ sản xuất cao hơn, áp suất khuôn thấp hơn và giảm xu hướng đứt gãy do tan chảy.

PE có nhiều ứng dụng ép đùn, chẳng hạn như dây điện, dây cáp, ống mềm, đường ống và cấu hình.Các ứng dụng ống bao gồm từ ống màu vàng tiết diện nhỏ cho khí tự nhiên đến ống màu đen có thành dày với đường kính 48 inch cho đường ống công nghiệp và đô thị.Việc sử dụng ống vách rỗng đường kính lớn thay thế cho ống thoát nước mưa bằng bê tông và các loại ống cống khác đang tăng lên nhanh chóng.

Tấm và định hình nhiệt: Lớp lót định hình nhiệt của nhiều tủ lạnh dã ngoại lớn được làm bằng PE, dai, nhẹ và bền.Các sản phẩm dạng tấm và ép nhiệt khác bao gồm tấm chắn bùn, tấm lót thùng, tấm chắn chảo, hộp vận chuyển và thùng chứa.Một số lượng lớn các ứng dụng tấm phát triển nhanh là lớp phủ hoặc làng đáy ao, dựa trên độ bền, kháng hóa chất và không thấm nước của MDPE.

▲Đúc thổi: Hơn 1/3 lượng HDPE được bán ở Hoa Kỳ được sử dụng để đúc thổi.Những thứ này bao gồm từ chai chứa thuốc tẩy, dầu máy, chất tẩy rửa, sữa và nước cất cho đến tủ lạnh lớn, bình nhiên liệu ô tô và hộp.Các đặc tính của cấp độ đúc thổi, chẳng hạn như độ bền nóng chảy, ES-CR và độ dẻo dai, tương tự như các đặc tính được sử dụng cho các ứng dụng tạo hình dạng tấm và ép nóng, vì vậy các loại tương tự có thể được sử dụng.

Đúc phun-thổi thường được sử dụng để làm các hộp đựng nhỏ hơn (dưới 16oz) để đóng gói thuốc, dầu gội đầu và mỹ phẩm.Một trong những ưu điểm của quy trình này là các chai sản xuất được cắt tự động mà không cần các bước sau khi hoàn thiện như đúc thổi thông thường.Mặc dù một số loại MWD hẹp được sử dụng để cải thiện độ hoàn thiện bề mặt, nhưng các loại MWD trung bình đến rộng thường được sử dụng.

▲ Ép phun: HDPE có vô số ứng dụng, từ cốc nước giải khát thành mỏng có thể tái sử dụng đến lon 5 gsl, tiêu thụ 1/5 lượng HDPE trong nước.Các loại ép phun thường có chỉ số nóng chảy từ 5-10.Có các loại có độ dẻo dai và tính lưu động thấp hơn và các loại có tính lưu động cao hơn với khả năng xử lý.Công dụng bao gồm nhu yếu phẩm hàng ngày và bao bì thực phẩm có thành mỏng;hộp đựng thực phẩm và sơn dẻo dai, bền bỉ;khả năng chống chịu cao đối với các ứng dụng nứt ứng suất môi trường, chẳng hạn như thùng nhiên liệu động cơ nhỏ và thùng rác 90 gal.

▲Đúc quay: Các vật liệu sử dụng phương pháp xử lý này thường được nghiền thành vật liệu dạng bột, được nấu chảy và chảy trong chu trình nhiệt.Rotomolding sử dụng hai loại PE: mục đích chung và có thể liên kết chéo.MDPE/HDPE đa năng thường có tỷ trọng dao động từ 0,935 đến 0,945g/CC, với MWD hẹp, do đó sản phẩm có độ va đập cao và độ cong vênh tối thiểu, đồng thời chỉ số nóng chảy của nó thường nằm trong khoảng 3-8.Các loại MI cao hơn thường không phù hợp vì chúng không có tác động và khả năng chống nứt ứng suất môi trường như các sản phẩm đúc quay.

Các ứng dụng đúc quay hiệu suất cao sử dụng các đặc tính độc đáo của các lớp liên kết ngang về mặt hóa học của nó.Các loại này có tính lưu động tốt trong phần đầu tiên của chu kỳ đúc, sau đó liên kết chéo để tạo thành khả năng chống nứt và độ bền chống nứt ứng suất môi trường tuyệt vời của chúng.Chống mài mòn và chống chịu thời tiết.PE có khả năng liên kết ngang chỉ thích hợp cho các thùng chứa lớn, từ thùng chứa 500 gal để vận chuyển các loại hóa chất khác nhau đến thùng chứa nông nghiệp 20.000 gal.

▲Phim: Quá trình xử lý màng PE thường sử dụng quy trình xử lý phim thổi thông thường hoặc quy trình ép đùn phẳng.Hầu hết PE được sử dụng cho phim, PE mật độ thấp nói chung (LDPE) hoặc PE mật độ thấp tuyến tính (LLDPE) đều có sẵn.Các loại màng HDPE thường được sử dụng ở những nơi yêu cầu khả năng co giãn vượt trội và khả năng chống thấm tuyệt vời.Ví dụ, màng HDPE thường được sử dụng cho các loại túi đựng hàng hóa, túi đựng hàng tạp hóa và bao bì thực phẩm.

Hiệu suất sản phẩm

Polyetylen mật độ cao là các hạt màu trắng không độc hại, không vị và không mùi với nhiệt độ nóng chảy khoảng 130°C và mật độ tương đối từ 0,941 đến 0,960.Nó có khả năng chịu nhiệt và chịu lạnh tốt, ổn định hóa học tốt, độ cứng và độ bền cao, độ bền cơ học tốt.Tính chất điện môi và khả năng chống nứt ứng suất môi trường cũng tốt.

Đóng gói và bảo quản

Tránh xa lửa và cách nhiệt trong quá trình bảo quản.Nhà kho nên được giữ khô ráo và gọn gàng.Nghiêm cấm trộn lẫn bất kỳ tạp chất nào, ánh nắng và mưa.Phương tiện vận chuyển phải được bảo quản trong các toa hoặc cabin sạch sẽ, khô ráo, có mái che và không được có các vật sắc nhọn như đinh sắt.Nghiêm cấm vận chuyển hỗn hợp với hydrocacbon thơm dễ cháy, hydrocacbon halogen hóa và các dung môi hữu cơ khác.

tái chế và tái sử dụng

HDPE là phần phát triển nhanh nhất của thị trường tái chế nhựa.Điều này chủ yếu là do quá trình tái xử lý dễ dàng, các đặc tính phân hủy tối thiểu và số lượng lớn các ứng dụng của nó cho mục đích đóng gói.Hoạt động tái chế chính là tái xử lý 25% vật liệu tái chế, chẳng hạn như rác tái chế sau tiêu dùng (PCR), bằng nhựa HDPE nguyên chất để tạo ra chai lọ không tiếp xúc với thực phẩm.

Ống PE cấp nước là sản phẩm thay thế ống thép truyền thống và ống nhựa PVC cấp nước uống.