ПНД - Полиэтилен низкого давления

Полиэтилен низкого давления (ПНД или ПЭНД) — это полимер с высоким уровнем твердости и жесткости. Его получают путем полимеризации этилена под низким давлением. Используют для производства технических и бытовых изделий.

Главная особенность материала — его плотность выше, чем у других полиэтиленовых веществ. Из-за этой особенности сырье еще называют полиэтиленом высокой плотности (ПВП). Такое преимущество он имеет благодаря особой структуре молекулярной клетки с сильными межмолекулярными связями.

Свойства

По внешнему виду ПНД — это гранулы диаметром 2–5 мм, которые поставляются в мешках или тарах. Вещество физиологически нейтральное, средней прозрачности, без запаха. Обладает пластичностью, не ломается при сгибе.

Для производства сырья используется мономер (низкомолекулярное вещество), который благодаря катализаторам и стабилизаторам приобретает плотную полимерную структуру. Вещество сильно кристаллизуется и становится очень прочным.

Отличить изделия из этого материала от других пластмасс можно по следующим физическим признакам: звонкий звук при ударе обо что-то твердое, более жесткая и матовая поверхность.

Разновидности материала

Свойства материала зависят от технологии изготовления и используемых примесей: продуктов проводимых реакций и остатков сопутствующих веществ.

Для производства сырья применяют следующие технологии полимеризации:

Суспензионную. Это холодная полимеризация этилена, в которой участвуют неагрессивные кислоты, некоторые виды глины, оксиды легких металлов, полимерные спирты.
Растворную. Технология горячей полимеризации, когда раствор этилена в гексане доводят до температуры 160–250 °C. Смесь контактирует с катализатором под высоким давлением. И далее растворитель испаряют.
Газофазную. В этом случае применяют остатки газов и эфирных веществ.

Самым качественным считается суспензионный ПНД: он обладает однородным составом и наибольшей плотностью. Из этого материала изготавливают полиэтилен трубных марок.

Растворный пластик также имеет высокую плотность, но менее однородную структуру. Он подходит для изготовления высококачественных упаковочных пленок.

Газофазный ПЭНД получается сравнительно неоднородным, с менее устойчивыми к износу участками. Двум другим веществам он проигрывает в прочности и жесткости. Используется в основном для производства бытовых товаров.

Достоинства и недостатки ПНД

Характеристики, благодаря которым материал признан одним из лучших среди пластмасс и имеет широкую область применения:

Высокая твердость и прочность на разрыв и сжимание. Полиэтилен низкого давления — самый жесткий вид пластмасс. Он намного устойчивее к механическим повреждениями, чем ПВД (полиэтилен высокого давления) и ЛПНП (линейный полиэтилен).
Почти полная паро- и водонепроницаемость. Достигается благодаря высокой кристаллизации. Это качество обеспечивает герметичность изделий из ПНД.
Химическая стойкость к агрессивным веществам. То есть, к кислотам, щелочам, жирам, маслам, бензину и алкоголю. Материал не расщепляется в растворителях органического происхождения, но может точечно набухать. Благодаря таким свойствам изделия из ПЭНД используют в промышленности, в том числе в химическом производстве.
Высокие электроизоляционные свойства. ПНД не пропускает электричество и идеально подходит для изоляции.
Простой монтаж. Материал склеивается и сваривается при высоком термическом воздействии. Монтаж осуществляют методом газовой сварки с присадочным прутком или без него.
Легкость в обработке. При нагревании выше температуры плавления ПНД принимает любую форму. Режется при помощи специальных инструментов. Отлично поддается повторной обработке, не нуждается в специальной подготовке для этого (например, в сушке).
Устойчивость к температурным перепадам. Высокая температура плавления, благодаря чему изделия из ПЭНД можно стерилизовать паром. Выдерживает холод до –70 °С.
Долговечность. Срок эксплуатации изделий из полиэтилена низкого давления составляет несколько десятков лет.
Безопасность. Материал не выделяет токсичных соединений, разрешен для использования в пищевой промышленности.
Устойчивость к воздействию ультрафиолета. Поддерживается благодаря стабилизаторам: производным бензофенона и саже.
Возможность модификации с помощью добавок. Можно увеличить пластичность и прозрачность сырья, повысить его стойкость к термообработке, растрескиванию, улучшить адгезионные свойства и ударную вязкость.

Есть несколько минусов. При температуре ниже –70 °С он становится хрупким, сохраняет целостность, но легко повреждается от механических воздействий. При использовании не оказывает негативного воздействия на окружающую среду, но после применения нуждается в переработке или утилизации — самостоятельно он разлагается очень медленно. Легко воспламеняется, поэтому используется только в условиях пожаробезопасности.

Способы обработки сырья и применение

Из полиэтилена низкого давления производят различные материалы и изделия для бытового и промышленного использования. Для этого применяют такие технологии обработки:

Экструзия — продавливание расплава сырья через формующее отверстие. Этот метод применяют для изготовления пленок (гладких и пузырьковых), труб инженерных коммуникаций, изоляции электропроводов, телефонных кабелей, листовых и сетчатых материалов, пленочных рукавов для пакетов. Из ПНД благодаря высокой плотности можно изготовить очень тонкую пленку (7 мкм) с хорошей паро- и водонепроницаемостью.
Выдувание — придание формы расплавленному сырью с помощью подачи воздуха под высоким давлением. Используются в производстве канистр, бочек, резервуаров под бытовую химию и различных емкостей для промышленности (для хранения воды, кислот, щелочей и т. д.).
Литье — формовка материала под давлением с помощью пресс-формы. Подходит для создания изделий любых размеров и форм: игрушек, посуды, крышек, бутылочной тары, швейной и мебельной фурнитуры, деталей для техники.
Ротоформовка — изготовление полых изделий во вращающейся форме. Метод используют для производства баков различного литража, масштабных конструкций (игровых площадок, эстакад, колодцев), дорожных блоков. Технология позволяет изготовить изделия с особо тонкими стенками.
Спекание на нагретой форме. Таким образом производят крупногабаритные изделия: ванны, ящики и корзины, лодки.

Также методом вспенивания из полиэтилена низкого давления получают новое сырье — пенополиэтилен для теплоизоляции. Материал обладает превосходными теплоизоляционными свойствами, прост в монтаже, долговечен и экологичен. Устойчив к воздействию влаги, высоких и низких температур.