Суспензионный полиэтилен (ПНД)

Гранулы суспензионного ПНД Полиэтилен низкого давления получают в реакции полимеризации газообразного углеводорода этилена при пониженном давлении, сравнимом с атмосферным. Этот процесс может происходить только в присутствии различных катализаторов и других веществ, при чем различают несколько подвидов получаемого полимера в зависимости от применяемой технологии и качественного состава сопутствующей смеси. Одним из них и является суспензионный ПНД.

Суспензионный метод полимеризации

Катализаторы

ПНД суспензионного вида получают в смеси металлоорганических катализаторов, в качестве которых обычно используются комплексы с основой на солях титана либо алюминия.

ИНТЕРЕСНО! Для приготовления суспензии также иногда применяются соединения других металлов (молибдена, циркония, ванадия). Такая замена уменьшает активность катализатора и повышает себестоимость производства, поэтому в крупнотоннажном производстве не оправдана.

Реакция может проходить как гомогенный катализ, то есть в прямом взаимодействии этилена с катализатором. Но чаще проводится гетерогенный процесс при реагировании углеводорода с катализаторами, нанесенными на поверхность твердого вещества. Гетерогенный катализ проходит немного сложнее, но дает больший процент преобразования этилена. В нем используются:

Хлориды титана с нанесением их на оксид или хлориды магния,
Нанесенный на алюмосиликат оксид хрома,
Оксид никеля с твердой основой из активированного угля и др.

Производственный процесс

Сама технология полимеризации этилена суспензионным методом выглядит следующим образом:

Каталитический комплекс перемешивается с жидким углеводородом,
Устанавливается давление порядка от 3,5 до 4-х атм. при повышении температуры до 50-ти – 75-ти ⁰C,
Через систему с суспензией пропускается этилен в газообразном состоянии,
В процессе дальнейшего перемешивания образуется зернистый осадок из получившегося полимера.

Далее смесь еще некоторое время перемешивается, до достижения определенной высоты вязкости полученного осадка. Затем растворитель с продуктами дезактивации катализаторов удаляется, а образованный полимер сушится и прогоняется через экструдер для его грануляции.

ВНИМАНИЕ! Грануляция ПНД проходит в соответствии с принятыми нормами стандартов на внешний вид гранул: они должны быть одинаковой формы, размером не более чем 2-5 мм в диаметре, имеющими одинаковый ровный цвет. Превышение разрешенного процента отклонений переводит партию полиэтилена в другую группу сортности либо считается браком.

Основные свойства

Технические показатели

Для модификаций ПНД, получаемых суспензионным методом, характерны:

Плотность – 0,949-0,955 г/см³,
Текучесть расплава, измеренная за 10 минут – 0,1-10,0 г,
Предел текучести – 21,0 – 25,5 МПа,
Удлинение до разрыва – 200-800 %,
Температура, ниже которой материал становится хрупким – -80 – -150 ⁰C,

Отличия от газофазного ПНД

Полиэтилен низкого давления может также производиться так называемым газофазным методом. В отличие от конечного продукта этой методики суспензионный ПНД обладает следующими свойствами:

Процент преобразования этилена в полимер в суспензии достигает 98%.
Он имеет более сильную структуру, поэтому более прочный на растяжение и может выдерживать большие нагрузки.
Более пластичен и стоек к растрескиванию.
Более однородный, без включения слабых зон и с равномерным распределением характеристик по всему объему.
Суспензионный ПНД может выпускаться как в виде базового продукта без добавок, так и в композициях со стабилизаторами и красителями, а газофазный – только в композиции со стабилизаторами вследствие химической нестабильности.
Может содержать в качестве остатков от продуктов реакции оксиды некоторых легких металлов и неагрессивные кислоты.

Правила хранения и транспортировки

Гранулы ПНД упаковываются в 4-5-слойные мешки весом 20-25 кг и контейнеры весом от 200 до 1000 кг. В упакованном виде они могут отлично храниться с гарантийным сроком до 7-ми лет, при соблюдении правил размещения на складах:

В закрытых помещениях без попадания прямых солнечных лучей,
В температурном режиме не более 25-ти ⁰C,
На расстоянии не меньше 1 метра от отопительно-нагревательных приборов,
При влажности окружающей среды от 40-ка до 80-ти %,
Под открытыми навесами – не более 10-ти суток.

ВАЖНО! Если упаковки с полиэтиленовыми гранулами хранились при температуре ниже 10-ти ⁰C, то перед вскрытием для начала каких-либо производственных действий они должны выдерживаться в отапливаемом помещении не меньше 12-ти - 15-ти часов.

Транспортировка гранулированного полиэтилена организуется любым видом крытого транспорта (авто, ж/д, водный). При этом он может перевозиться не только в мешках и контейнерах, но и насыпью в вагонах по согласованности с потребителем.

Использование

Методы переработки

Суспензионный полиэтилен ПНД может перерабатываться всеми методами, возможными для ПЭ-материалов, с получением очень качественных изделий разной формы, толщины и объемов:

Экструзионным методом как для получения рукавного материала различного профиля и толщины, так и плоскощелевым способом,
Литьем формовочных предметов (деталей),
Прессовкой плоских изделий и материалов большой площади,
Выдуванием емкостных предметов,
Напылением тонким слоем на уже имеющиеся поверхности.

Область применения

Применение суспензионных модификаций ПНД очень широко. Из них изготавливают:

Различной толщины пленки и листы,
Панели и плиты,
Напорные трубы и соединительные элементы трубопроводов (фитинги, муфты и т.п.),
Емкости объемами до 36-ти литров и более,
Электротехнические изделия,
Покрытия для бумаги, ткани и др.,
Различные другие малогабаритные и крупногабаритные предметы с толщиной стенок от 0,5 мм.