Полиэтилен (ПЭ) был впервые случайно синтезирован немецким химиком Гансом фон Пехманом в ходе экспериментального процесса, что ознаменовало начало новой области в синтезе полимеров. Полиэтилен имеет множество разновидностей, которые обычно классифицируются по плотности: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) и другие продукты со специальными свойствами.
1.1 Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП)
Полиэтилен низкой плотности является первым промышленно освоенным типом полиэтилена и также известен как полиэтилен низкой плотности, получаемый под высоким давлением. Полученный полиэтилен продемонстрировал отличную прозрачность и гибкость, что стало первым крупным историческим прорывом в технологии полимеризации этилена.
ПЭНП имеет низкую плотность и демонстрирует хорошую ударопрочность и морозостойкость. Он также обладает отличными текучестью и электроизоляционными свойствами, низкой паропроницаемостью и стабильными химическими свойствами. За исключением сильных окисляющих кислот, ПЭНП обычно устойчив к воздействию кислот, щелочей и солей. ПЭНП широко используется в производстве упаковочных пленок, сельскохозяйственных пленок и других изделий. Его первым коммерческим применением было изоляционное покрытие для электрических проводов. Однако ПЭНП обычно имеет относительно низкую кристалличность, слабую механическую прочность и ограниченную термостойкость.
ПЭНП используется в производстве изделий литьевого формования, упаковочных материалов для фармацевтики и пищевых продуктов, выдувных полых изделий и медицинского оборудования. Однако его основное применение — пленочные изделия, такие как сельскохозяйственные и упаковочные пленки.
1.2 Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП)
Полиэтилен высокой плотности — это высококристаллическая неполярная термопластичная смола. Обычно его получают полимеризацией с использованием катализаторов Циглера-Натта. Процесс проводится в трубчатых или реакторах с мешалкой под низким давлением, с использованием этилена в качестве сырья и кислорода или органических пероксидов в качестве инициаторов для ускорения реакции полимеризации.
В нормальных условиях ПЭВП представляет собой белый порошок или гранулированный продукт. Он нетоксичен и не имеет запаха, плотность составляет от 0,940 до 0,976 г/см³, а кристалличность — 80–90%. Рабочая температура может достигать 100°C. По сравнению с ПЭНП, ПЭВП обладает превосходной твердостью, прочностью на разрыв и устойчивостью к ползучести. Он также демонстрирует отличную износостойкость, электроизоляционные свойства, ударную вязкость и морозостойкость. ПЭВП обладает хорошей химической стабильностью; при комнатной температуре он нерастворим в органических растворителях и устойчив к воздействию кислот, щелочей и различных солей. Пленки из ПЭВП имеют низкую проницаемость для водяного пара и воздуха, а также низкое водопоглощение.
Различные марки ПЭВП производятся путем соответствующей регулировки четырех переменных: плотности, относительной молекулярной массы, молекулярно-массового распределения и добавок, что позволяет материалу достигать различных эксплуатационных характеристик для разных применений. Благодаря своим уникальным свойствам ПЭВП широко используется в промышленности и повседневной жизни. Он обладает высокой диэлектрической прочностью, что делает его пригодным для электрических проводов и кабелей, и сохраняет отличную ударопрочность даже при низких температурах.
1.3 Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП)
Линейный полиэтилен низкой плотности получают сополимеризацией этилена с сомономерами, такими как 1-бутен и 1-гексен, в условиях полимеризации с использованием высокоэффективных катализаторов Циглера–Натта. Плотность ЛПЭНП обычно составляет от 0,915 до 0,940 г/см³.
Продукты ЛПЭНП нетоксичны, не имеют запаха и представляют собой гранулы молочно-белого цвета. По сравнению с ПЭВД, ЛПЭНП обладает более высокой прочностью, большей жёсткостью, улучшенной ударной вязкостью, лучшей устойчивостью к холоду и теплу, а также отличной стойкостью к раздиру и растрескиванию под воздействием окружающей среды. Он также устойчив к кислотам, щелочам и органическим растворителям.
ЛПЭНП демонстрирует отличные механические свойства, химическую стабильность и перерабатываемость. Плёнки из ЛПЭНП обладают высокой прочностью на раздир, высокой устойчивостью к растрескиванию, отличной ударной прочностью, стойкостью к раздиру и оптическими свойствами. Поэтому ЛПЭНП может использоваться в качестве защитного слоя для кабелей.
В настоящее время ЛПЭНП занимает значительную долю традиционного рынка полиэтилена. Его применение включает трубы, литьевые изделия, кабели и плёнки, причём особенно сильные преимущества наблюдаются в области упаковочных плёнок.
