Bahan mentah plastik PE

Bahan mentah PE: plastik sejagat dengan ciri, pengeluaran, dan aplikasi yang pelbagai

PE (polietilena) ialah resin termoplastik yang dipolimerkan daripada monomer etilena. Sebagai plastik kegunaan umum terbesar di dunia, ia telah menembusi pelbagai bidang pengeluaran dan kehidupan sejak perindustrian pada tahun 1930-an kerana prestasi komprehensif yang sangat baik, kos rendah dan kebolehgunaan yang meluas. Daripada beg membeli-belah harian kepada saluran paip perindustrian, daripada pembungkusan makanan kepada filem pertanian, PE telah menjadi bahan asas yang amat diperlukan dalam masyarakat moden dengan kelebihannya yang unik, menggalakkan pembangunan industri bahan polimer.

1、 Struktur Molekul dan Ciri Teras PE

Struktur molekul PE ialah rantai hidrogen karbon linear atau bercabang, dengan unit berulang - CH ₂ - CH ₂ -. Keteraturan dan tahap percabangan rantai molekul menentukan perbezaan prestasinya. Mengikut struktur molekul, ia boleh dibahagikan kepada polietilena berketumpatan rendah (LDPE), polietilena berketumpatan tinggi (HDPE), dan polietilena berketumpatan rendah linear (LLDPE).

Rantaian molekul LDPE mempunyai tahap percabangan yang tinggi dan kehabluran rendah (50% -60%), memberikan fleksibiliti dan ketelusan yang baik, dengan ketumpatan 0.91-0.925g/cm ³, rasa tangan yang lembut, rintangan suhu rendah yang sangat baik, dan boleh mengekalkan keliatan pada -60 ℃. HDPE mempunyai keteraturan rantai molekul yang tinggi, dengan kehabluran 80% -95% dan ketumpatan 0.941-0.965g/cm ³. Ia mempunyai ketegaran yang kuat, kekuatan tinggi, dan kekerasan dan rintangan haus yang lebih baik daripada LDPE, tetapi fleksibiliti yang lebih rendah sedikit. LLDPE membentuk rantai bercabang pendek melalui kopolimerisasi etilena dan olefin alfa, menggabungkan fleksibiliti LDPE dengan kekuatan HDPE, dengan rintangan koyakan dan rintangan tusukan yang luar biasa.

PE secara keseluruhan mempunyai ciri-ciri yang sangat baik: ia mempunyai kestabilan kimia yang baik, tahan kepada asid, alkali, garam, dan kebanyakan pelarut organik, dan tidak bertindak balas dengan bahan selain daripada oksida yang kuat pada suhu bilik; Penebat elektrik yang sangat baik, pemalar dielektrik rendah, sesuai untuk lapisan penebat wayar dan kabel; Prestasi pemprosesan yang baik, boleh dibentuk melalui proses seperti pengacuan tamparan, pengacuan suntikan, penyemperitan, dan lain-lain, dan mempunyai julat suhu pemprosesan yang luas dan penggunaan tenaga yang rendah; Tidak toksik dan tidak berbau, mematuhi piawaian sentuhan makanan, digunakan secara meluas dalam pembungkusan makanan. Walau bagaimanapun, PE mempunyai rintangan suhu terhad dan biasanya digunakan pada suhu -40-60 ℃. Ia terdedah kepada pengoksidaan dan penuaan, dan perlu diperbaiki dengan menambah antioksidan.

2、 Proses pengeluaran dan sumber bahan mentah PE

Pengeluaran PE menggunakan etilena sebagai bahan mentah teras, yang kebanyakannya berasal daripada keretakan petroleum (naphtha cracking) dan pemprosesan gas asli (penyahhidrogenan etana). Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, etilena berasaskan bio telah dihasilkan melalui teknologi penapaian biojisim, memberikan kemungkinan untuk penghijauan PE. Proses pengeluaran dibahagikan kepada kaedah tekanan tinggi, kaedah tekanan sederhana, dan kaedah tekanan rendah mengikut tekanan, sepadan dengan jenis PE yang berbeza.

Kaedah tekanan tinggi digunakan terutamanya untuk menghasilkan LDPE, yang dihasilkan oleh pempolimeran radikal bebas monomer etilena pada 100-300MPa dan 150-300 ℃ menggunakan oksigen atau peroksida sebagai pemula. Persekitaran tekanan tinggi menyebabkan sejumlah besar percabangan rantai molekul, membentuk produk berketumpatan rendah, fleksibiliti tinggi. Proses ini mempunyai penggunaan tenaga yang tinggi, tetapi ketulenan produk adalah tinggi, menjadikannya sesuai untuk bidang seperti filem nipis.

Kaedah tekanan rendah (termasuk kaedah tekanan sederhana) digunakan untuk menghasilkan HDPE dan LLDPE, menggunakan mangkin Ziegler Natta atau mangkin metalosen, dan pempolimeran di bawah keadaan 0.1-5MPa dan 60-100 ℃. Persekitaran tekanan rendah mengurangkan cawangan dan membentuk HDPE kehabluran tinggi; Menambah olefin alfa (seperti butena dan heksena) untuk kopolimerisasi menghasilkan LLDPE. Kaedah tekanan rendah mempunyai penggunaan tenaga yang rendah dan kecekapan pemangkin yang tinggi, dan kini merupakan proses arus perdana yang boleh mengawal berat molekul dan ketumpatan produk dengan tepat.

Cairan PE yang diperoleh selepas pempolimeran disemperit dan digranulasi menjadi bahan mentah berbutir, dan bahan tambahan seperti antioksidan, pelincir, dan agen pewarna ditambah mengikut permintaan untuk meningkatkan prestasi pemprosesan dan rintangan cuaca. Pemilihan bahan tambahan mesti memenuhi keperluan senario aplikasi, dan PE gred makanan dengan ketat mengehadkan jenis dan kandungan bahan tambahan.

3、 Teknologi Pengelasan dan Pengubahsuaian PE

PE boleh dibahagikan kepada tiga kategori berdasarkan kepadatan dan struktur, masing-masing mempunyai ciri dan senario yang boleh digunakan. Sempadan prestasi boleh diperluaskan lagi melalui teknik pengubahsuaian.

LDPE (polietilena berketumpatan rendah) mempunyai tahap percabangan yang tinggi, kehabluran rendah, fleksibiliti yang sangat baik, ketelusan dan kebolehlilir pemprosesan. Ia mempunyai pelbagai indeks cair dan sesuai untuk filem pengacuan tamparan (seperti beg pengawetan makanan dan filem plastik), produk kecil pengacuan suntikan (seperti mainan dan penutup botol), dan salutan penyemperitan. Tetapi kekuatannya agak rendah dan rintangan pelarutnya lemah sedikit.

HDPE (polietilena berketumpatan tinggi) mempunyai kehabluran tinggi, ketegaran kuat, kekuatan tegangan, kekerasan dan rintangan suhu yang lebih baik daripada LDPE. Ia mempunyai rintangan kakisan kimia yang luar biasa dan sesuai untuk membuat bekas berongga (seperti botol air mineral dan dram kimia), saluran paip (seperti paip bekalan air dan paip gas), papan dan filem pembungkusan berat. Pemprosesan HDPE mempunyai kebolehaliran yang lemah dan memerlukan suhu pemprosesan yang lebih tinggi.

LLDPE (polietilena berketumpatan rendah linear) mengimbangi fleksibiliti dan kekuatan melalui struktur rantai pendeknya, dengan rintangan koyakan, rintangan tusukan dan rintangan retak tekanan yang sangat baik. Ia mempunyai sifat tegangan yang luar biasa dan digunakan terutamanya untuk filem regangan (seperti filem pembalut), filem pertanian, filem pembungkusan berat dan produk acuan suntikan. Ia sering dicampur dengan LDPE untuk meningkatkan prestasi filem.

Teknologi pengubahsuaian adalah kunci untuk meningkatkan prestasi PE: Pengubahsuaian silang silang menggunakan kaedah kimia atau fizikal untuk membentuk struktur rangkaian rantai molekul, meningkatkan rintangan haba, rintangan pelarut, dan kekuatan mekanikal, dan digunakan untuk lapisan penebat dalam paip dan kabel air panas; Menambah pengisi yang diubah suai seperti kalsium karbonat dan serbuk talkum untuk mengurangkan kos dan meningkatkan ketegaran dan kestabilan dimensi; Meningkatkan gentian kaca komposit yang diubah suai, gentian karbon, dsb. untuk meningkatkan kekuatan dan modulus, digunakan untuk komponen struktur; Pengubahsuaian fungsian memberikan sifat antibakteria, kalis api, anti-statik dan lain-lain, berkembang kepada bidang perubatan, elektronik dan lain-lain.

4、 Kawasan aplikasi PE yang pelbagai

PE digunakan secara meluas dalam pembungkusan, pertanian, industri, keperluan harian dan bidang lain kerana prestasinya yang pelbagai dan kos rendah, menyokong operasi masyarakat moden.

Industri pembungkusan ialah pasaran aplikasi terbesar untuk PE, dengan filem LDPE mendominasi pembungkusan makanan seperti beg simpan segar dan beg roti, yang telus, lembut, dan mempunyai sifat pengedap yang baik; Bekas tegar yang diperbuat daripada HDPE, seperti botol bayi dan botol detergen, adalah tahan hentaman dan tahan halangan, sesuai untuk pembungkusan cecair; Filem regangan LLDPE, dengan kebolehlanjutan yang kuat, digunakan untuk pembungkusan penggulungan logistik untuk mengurangkan kerugian pengangkutan; Bahan busa PE (seperti kapas mutiara) adalah ringan dan menyerap kejutan, digunakan untuk membungkus produk elektronik dan instrumen ketepatan.

Dalam bidang pertanian, penutup filem PE mengekalkan kelembapan, meningkatkan suhu, dan menggalakkan pertumbuhan tanaman. Filem LDPE mempunyai fleksibiliti yang baik dan mudah diletakkan, manakala filem LLDPE tahan tusukan dan mempunyai jangka hayat yang panjang; Filem rumah hijau PE untuk penghantaran cahaya dan penebat, membina rumah hijau; Beg mesh PE digunakan untuk pembungkusan buah-buahan dan sayur-sayuran, bernafas dan kalis lembapan.

Dalam bidang perindustrian, paip HDPE digunakan secara meluas untuk bekalan air perbandaran, pengangkutan gas, dan pelepasan air sisa industri kerana rintangan kakisan kimia, rintangan cecair yang rendah, dan pemasangan yang mudah; Pengeluaran tangki simpanan, pelapik, dan peralatan anti-karat menggunakan kepingan PE; Lapisan penebat kabel PE bersilang mempunyai penebat elektrik yang baik dan rintangan penuaan, memastikan keselamatan penghantaran kuasa.

Dalam bidang keperluan harian, produk PE ada di mana-mana: produk acuan suntikan seperti baldi plastik, besen dan mainan adalah ringan dan tahan lama; Gentian PE (polipropilena) digunakan untuk membuat jaring ikan, kain penapis, dan permaidani, yang tahan haus dan tahan cuaca; PE busa (seperti selipar, tikar yoga) lembut dan selesa, dengan prestasi kusyen yang baik.

Dalam bidang perubatan, PE gred makanan digunakan untuk membuat beg infusi, penutup picagari, dll. Ia tidak toksik dan stabil secara kimia, dan boleh disterilkan dengan wap; Filem PE digunakan untuk gaun pembedahan dan filem pembungkusan untuk menyekat bakteria dan memberikan kebolehnafasan.

5、 Perlindungan Alam Sekitar dan Trend Pembangunan PE

Perlindungan alam sekitar PE telah mendapat perhatian, dan walaupun ia menghadapi cabaran pencemaran "white", ia bergerak ke arah pembangunan mampan melalui kitar semula dan inovasi teknologi hijau.

Sistem kitar semula PE agak matang, dengan kitar semula fizikal sebagai kaedah utama: sisa PE diisih, dibersihkan, dihancurkan, cair dan berbutir, dan PE kitar semula digunakan untuk membuat tong sampah, filem kitar semula, dulang plastik, dan lain-lain. Kitar semula kimia memecahkan PE kepada molekul hidrokarbon kecil, yang boleh digunakan sebagai bahan api atau bahan mentah pemprosesan kimia dan mempunyai kelebihan. Kadar kitar semula PE global semakin meningkat secara beransur-ansur, dan promosi dasar serta kemajuan teknologi membantu menggalakkan ekonomi pekeliling.

PE berasaskan bio ialah arah pembangunan hijau, yang menggunakan etilena yang dihasilkan melalui penapaian biojisim (seperti tebu dan jagung) sebagai bahan mentah. Jejak karbonnya lebih rendah daripada PE berasaskan petroleum, dan varieti PE terbiodegradasi (seperti PE dengan bantuan degradasi tambahan) secara semula jadi boleh merosot dalam persekitaran tertentu, mengurangkan pencemaran jangka panjang.

Pembangunan PE masa hadapan memberi tumpuan kepada tiga arah: pembangunan berprestasi tinggi melalui reka bentuk molekul dan teknologi komposit, membangunkan modulus tinggi, PE tahan suhu tinggi dan rendah, dan mengembangkan aplikasi kejuruteraan; Penyelidikan fungsional dan pembangunan tindak balas antibakteria dan pintar (seperti degradasi sensitif suhu) PE untuk memenuhi keperluan mewah; Pengkarbonan rendah menggalakkan perindustrian bahan mentah berasaskan bio dan kitar semula kimia, membina gelung penjanaan semula penggunaan pengeluaran "", dan menggabungkan reka bentuk ringan untuk mengurangkan penggunaan bahan.

PE, sebagai plastik universal asas, menyokong pembangunan pelbagai bidang dengan prestasi cemerlangnya. Berhadapan dengan cabaran alam sekitar, melalui kitar semula dan inovasi hijau, PE akan mencapai pembangunan mampan sambil mengekalkan kepraktisan, menyediakan sokongan bahan utama untuk masyarakat hijau dan rendah karbon.