Прочность при растяжении пвд
Полиэтилен высокого давления (расшифровка ПВД или ПЭВД — аббревиатуры) – это термопластичный полимер, получаемый методом полимеризации углеводородного соединения «этилен» (этен) под действием высоких температур (до 1800), давления до 3000 атмосфер и с участием кислорода. Также может называться как полиэтилен низкой плотности (ПНП или ПЭНП), так как имеет сравнительно слабые внутримолекулярные связи и, следовательно, более низкую плотность, чем полимеры других видов. Также для его обозначения применяется сокращение LDPE – английский эквивалент ПЭНП.
Полиэтилен низкой плотности (LDPE) – Процесс его изготовления протекает при очень высоком давлении от 100 до 300 мПа и температуре 100–300 °С, поэтому обозначается так же, как полиэтилен высокого давления (ПЭВД).
Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n1000) содержат боковые углеводородные цепи C1—С4, молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.
Особенности ПВД (ПНП)
Химические и физические характеристики
Полиэтилен высокого давления (ПВД) изготавливается в виде гранул ПВД. Имеет плотность 900-930 кг/м3, температуру плавления 100-115 0С и температуру хрупкости до -120 0С, а также малое водопоглощение (около 0,02 % за месяц) и высокую пластичность. Эти физико-химические характеристики ПВД как вещества объясняют следующие свойства изготовленных из него предметов и материалов:
- Мягкость и гибкость изделий из полиэтилена низкой плотности,
- Возможность создания из гранул ПВД особенно гладких и блестящих поверхностей,
- Устойчивость предметов из ПВД к механическим разрушениям путем разрыва и удара, а также к деформациям растяжения и сжатия,
- Высокую прочность ПВД (пэнп) при воздействии низких температур,
- Влаго- и воздухонепроницаемость ПЭНП -изделий,
- Устойчивость ПЭВД к воздействию света, в частности к солнечному излучению.
ВАЖНО! Использование полиэтилена высокого давления (ПВД) абсолютно безопасно как для человека, так и для состояния окружающей среды, так как он не выделяет никаких токсичных веществ. Именно поэтому ПЭВД может использоваться даже для контакта с продуктами питания и при изготовлении детских товаров.
Отличие ПВД от других полимеров
Полиэтилены (ПВД, ПНД и др.) – это материалы, которые изготавливаются из одного мономера, но могут быть различной плотности в зависимости от особенностей изготовления. Этот показатель сильно влияет на свойства полиэтилена: увеличение плотности ведет к повышению жесткости, твердости, прочности изделий и их химической стойкости. Но при этом падают другие показатели: ударопрочность, возможность растяжения при разрыве, проницаемость для жидкостей и газов. Так, ПВД имеет существенные отличия от других подобных полимеров:
- ПВД и ПНД. Полиэтилен высокого давления не зря называется еще и полиэтиленом низкой плотности (ПНП или ПЭНП). По сравнению с ним такие твердые полимеры, как ПНД (полиэтилен низкого давления), быстрее поддаются разрывам под действием удара, чаще ломаются на морозе и растрескиваются при увеличении нагрузки, хотя и обладают большей стойкостью к воздействию радиации, щелочей и кислот. Гранулы ПВД и изделия из них гораздо лучше переносят ультрафиолетовое излучение, а также имеют более красивую глянцевую поверхность.
- ПВД и ЛПНП.Другой полимер – ЛПНП (линейный полиэтилен), как и ПНД, имеет жесткую структуру, но по своим техническим характеристикам находится между ПВД и ПНД. Он более стоек к химически агрессивным средам, чем ПЭНП, и имеет большую устойчивость к проколу и растрескиванию, чем ПНД.
Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена, приведены в таблице.
Таблица. Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена
Показатель | ПЭВД | ПЭНД |
Общее число групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 21,6 | 5 |
Число концевых групп СН3 на 1000 атомов углерода: | 4,5 | 2 |
Этильные ответвления | 14,4 | 1 |
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода | 0,4—0,6 | 0,4—0,7 |
в том числе: | ||
винильных двойных связей (R-CH=CH2), % | 17 | 43 |
винилиденовых двойных связей , % | 71 | 32 |
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), % | 12 | 25 |
Степень кристалличности, % | 50-65 | 75-85 |
Плотность, г/см3 | 0,91-0,93 | 0,95-0,96 |
Структура молекулы ПЭНП влияет на свойства иначе, чем на плотность. Одно из важнейших свойств полимеров — кристалличность. Большая длина полимерных цепей приводит к образованию некоторого количества переплетений, что препятствует формированию плотных кристаллических образований при охлаждении, и таким образом между кристаллитами возникают неупорядоченные области.
Участки, где цепи параллельны и плотно упакованы, в значительной степени кристалличны, в то время как неупорядоченные области являются аморфными. Кристаллические области известны как кристаллиты.
Когда расплав полимера медленно охлаждают, кристаллиты могут образовывать сферолиты, состоящие из сферически симметричных образований кристаллитов и аморфного полимера.
Молекулы укладываются одна на другую параллельно с образованием ламелей. Кристаллизация распространяется, когда другие молекулы выстраиваются в том же порядке и складываются. Сферолиты, упомянутые ранее, образуются из-за нерегулярностей в структуре молекулы, которые ведут к росту кристаллитов в нескольких направлениях. Наличие боковых ответвлений приводит к уменьшению возможности упорядоченного расположения и, таким образом, снижает кристалличность.
Кристалличность ПЭНП обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭВП).
Другим важным показателем, на который влияет разветвленность цепи, является температура размягчения. Тот факт, что цепи не могут приблизиться плотно друг к другу, означает, что силы притяжения между ними ослабевают и тепловая энергия, необходимая для их перемещения относительно друг друга, т. е. течения, уменьшаются.
Точка размягчения ПЭНП немного ниже точки кипения воды, поэтому этот материал не может быть использован для контакта с кипящей водой или паром при стерилизации.
Таблица. Физико-химические свойства ПЭВД при 20°
Параметр | Значение |
Плотность, г/см2 | 0,918-0,930 |
Разрушающее напряжение, кгс/см2 | |
при растяжении | 100-170 |
при статическом изгибе | 120-170 |
при срезе | 140-170 |
относительное удлинение при разрыве, % | 500-600 |
модуль упругости при изгибе, кгс/см2 | 1200-2600 |
предел текучести при растяжении, кгс/см2 | 90-160 |
относительное удлинение в начале течения, % | 15-20 |
твёрдость по Бринеллю, кгс/мм2 | 1,4-2,5 |
Виды полиэтиленов ПЭНП
Дополнительная обработка полиэтилена высокого давления дает качественно новые материалы, различающиеся по химическим и физическим свойствам. В частности, существуют модификации ПЭВД с улучшенной адгезией к краскам и другим материалам (напр., к металлу) и с пониженной горючестью. На данный момент различают полиэтилены:
- вспененный ПВД,
- сшитый ПВД,
- сополимеры полиэтилена низкой плотности (ПНП) с другими мономерами либо с полиэтиленом другого вида.
Основные группы марок полиэтилена и сополимеров этилена, выпускаемые на сегодняшний день:
Полиэтилен
HDPE — Полиэтилен высокой плотности (полиэтилен низкого давления)
LDPE — Полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления)
LLDPE — Линейный полиэтилен низкой плотности
mLLDPE, MPE — Металлоценовый линейный полиэтилен низкой плотности
MDPE — Полиэтилен средней плотности
HMWPE, VHMWPE — Высокомолекулярный полиэтилен
UHMWPE — Сверхвысокомолекулярный полиэтилен
EPE — Вспенивающийся полиэтилен
PEC — Хлорированный полиэтилен
Cополимеры этилена
EAA — Сополимер этилена и акриловой кислоты
EBA, E/BA, EBAC — Сополимер этилена и бутилакрилата
EEA — Сополимер этилена и этилакрилата
EMA — Сополимер этилена и метилакрилата
EMAA — Сополимер этилена и метакриловой кислоты, Сополимер этилена и метилметилакрилата
EMMA — Сополимер этилена и метил метакриловой кислоты
EVA, E/VA, E/VAC, EVAC — Сополимер этилена и винилацетата
EVOH, EVAL, E/VAL — Сополимер этилена и винилового спирта
POP, POE — Полиолефиновые пластомеры
Ethylene terpolymer — Тройные сополимеры этилена
Таблица 1: Основные физико-механические свойства ПЭВД
Наименование показателя | Значение для ПЭВД |
Температура стеклования, °С | -25 |
Температура плавления, °С | 103-115 |
Температура хрупкости, °С | -45…-120 |
Температура размягчения по Вика, °С | 80-90 |
Температура длительной эксплуатации, °С | 50 |
Степень кристалличности,% | 50-65 |
Плотность, кг/м3 | 910-930 |
Показатель текучести расплава,г/10 мин | 0,2-20 |
Морозостойкость, °С | -70 |
Теплостойкость по Мартену, °С | — |
Верхний предел рабочих температур, °С | 60-70 |
Нижний предел рабочих температур, °С | -120…-45 |
Предел текучести при растяжении, МПа | 6,8-13,7 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 7-16 |
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа | 12-20 |
Разрушающее напряжение при сжатии, МПа | 12 |
Модуль упругости при растяжении, МПа | 147-245 |
Модуль упругости при изгибе, МПа | 118-225 |
Модуль упругости при сжатиии, МПа | — |
Относительное удлинение при разрыве, % | 150-1000 |
Твердость по Бринелю, МПа | 14-25 |
Ударная вязкость по Шарпи, кДЖ/м2 без надреза/с надрезом | Не разр./ не разр. |
Коэффициент терния по стали | 0,58 |
Объемное удельное электрическое сопротивление, Омм | (0,1-1)×1015 |
Поверхностное удельное электрическое сопротивление, Ом | 1014-1015 |
Водопоглощение за 24 часа при 23°С,% | 0,01 |
Удельная теплоемкость, кДж/(кгК) | 2,1-2,8 |
Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК) | 0,2-0,36 |
Температурный коэффициент линейного расширения, град-1 | (22-55)×10-5 |
Коэффициент температуропроводности, м2/с | 1,4×10-7 |
Таблица 2: Торговые названия ПЭВД в различных странах
Торговое название ПЭВД | Страна |
| РФ |
| США |
| Великобритания |
| Япония |
| Италия |
Обозначение базовых марок полиэтилена высокого давления ПЭВД:
- первая цифра (1) – процесс полимеризации протекает при высоком давлении в трубчатых реакторах с применением инициаторов радикального типа;
- вторая и третья цифры – порядковый номер базовой марки;
- четвертая цифра– способ гомогенизации (0 – без гомогенизации в расплаве;1 – гомогенизация в расплаве);
- пятая цифра – условная группа плотности (3 – 917–921 кг/м3; 4 – 922–926 кг/м3);
- последние три цифры(написанные через дефис) указывают десятикратное значение показателя текучести расплава.
Композиции на основе базовых марок полиэтиленов обозначаются иначе: название термопласта, первые три цифры показывают базовую марку (без расшифровки), а цифры после тире – номер рецептуры добавки, далее через запятую – цвет и рецептура окрашивания, сорт и стандарт.
ПЭВДперерабатываются всеми известными способами и применяются для изготовления технических изделий и товаров народного потребления.
Область примененияПЭВД
ПЭВД был впервые использован в электротехнической промышленности, главным образом в качестве изоляционного материала для подводных кабелей и позднее — для радаров. Кристалличность ПЭВД обычно колеблется в интервале 55-70 % (по сравнению с 75-90% ПЭНД).
Сферами применения ПЭВД являются:
— экструзия пленок;
— производство кабеля;
— литье пластмасс под давлением;
— производство выдувных изделий.
Применение ПЭВД
Области применения ПЭВД зависят от:
- марок полимеров,
- способа стабилизации
- введенных добавок.
Области применения, способы и параметры переработки представлены в табл.3
Благодаря удачному набору химических и физических свойств, гранулы ПВД находят применение в изготовлении:
- пленок ПЭНП, открытых и в виде рукава ПВД для мешков и пакетов,
- пластмасс ПЭНП путем литья под действием давления (полимерные трубы, технические детали и др.),
- выдувных изделий (бутылки, канистры и т.п.),
- теплоизоляционных материалов из вспененного пэнп,
- электроизоляционных материалов (оболочки кабелей и пр.),
- термоклея ПВД в виде порошка, приготовленного дроблением гранул ПВД.
ИНТЕРЕСНО! ПВД был первым полимером, который стал использоваться как изоляционный материал в электротехнической промышленности для изоляции подводных кабелей и позже — для радаров.
Получают полиэтилен методом радикальной полимеризации этилена в реакторах трубчатого и автоклавного типов при давлении от 160 до 210 МПа в соответствии сГОСТ 16336–93.
На предприятии Полимирпроизводят:
базовые марки ПЭВД:
10204-003;
10803-020;
16204-020;
15803-020;
11503-070;
17703-010;
и композиции на их основе:
для кабельной промышленности(107-01К, 102-01К, 107-02К, 102-02К, 107-10К, 102-10К, 107-61К);
пленочные(162-132, 175-132, 175-209, 175-353, 177-353, 108 черный 901, 158 черный 901);
трубные(полиэтилен 102-14).
Таблица 3: Характерные свойства, области применения и способы переработки ПЭВД
Характерные свойства | Ограничения | Рекомендации по применению и способам переработки |
Температура эксплуатации без нагрузки до 60 °С, гибкий (в т.ч. при низких температурах), эластичный, высокая ударная прочность, морозостойкость до −(40–120)°С. Небольшой предел текучести при растяжении. Хорошие электроизоляционные свойства. Стойкость к агрессивным средам, незначительное влагопоглощение. Повышенная радиационная стойкость. Допущен для контакта с пищевыми продуктами и для деталей медицинского назначения. Хорошо окрашивается в массе. Гранулы размером (2–4)8 мм имеют насыпную плотность от 500 до 550 кг/м3 | Не стоек к жирам, маслам, ультрафиолету. Невысокие температуры эксплуатации. Низкие механические показатели, не огнестойкий, за исключением специальных композиций. Снижение химической стойкости при напряженном состоянии. Значительное снижение механических свойств при повышении температуры до 60° С. Большая деформация под нагрузкой. Большой разброс размеров изделий | Трубы, пленки, листы, тара, профили, емкости, электроизоляционные и антифрикционные покрытия для защиты от коррозии, крупногабаритные конструкции, изоляция кабеля. Литье под давлением, экструзия, прессование, сварка и др. |
Параметры переработки ПЭВД |
Литье под давлением:
экструзия в напорные трубы:
экструзия в безнапорные трубы и профильные изделия:
прессование:
Условия предварительной сушки до влажности ≤0,04%: при атмосферном давлении и температуре (75 ± 5) °С в течение 0,5–1 часа с толщиной слоя 1–3 см |
Области применения и основные характеристики базовых марок ПЭВД и композиций на их основе приведены в таблице 4 и таблице 5, соответственно.
Таблица 4: Назначение базовых марок ПЭВД
Марка ПЭВД | Назначение |
| Для изготовления напорных труб, фитингов, формования выдувных изделий большой вместимости, для пленок и пленочных изделий общего назначения |
| Для изготовления профильно-погонажных изделий, литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, пленок общего назначения |
| Для получения малогабаритных и крупногабаритных изделий, выдувных изделий, термоусадочных, тонких пленок и пленок общего назначения |
| Для ламинирования бумаги и ткани методом экструзии, для покрытия изделий методом напыления, в качестве заливочного компаунда для заполнения деталей электрооборудования, для изготовления литьевых малогабаритных и крупногабаритных изделий |
| Для получения термоусадочных пленок и пленочных изделий общего назначения, литьевых, малогабаритных, а также профильно-погонажных изделий |
Таблица 5: Технические характеристики базовых марок Полиэтилена высокого давления (ПЭВД)
Показатели | Базовые марки ПЭВД | |||||
10204-003 | 10803-020 | 15803-020 | 16204-020 | 11503-070 | 17703-010 | |
Плотность, г/см3 | 0,9230 | 0,9185 | 0,9190 | 0,9230 | 0,9180 | 0,9190 |
Показатель текучести расплава,г/10мин | 0,3 | 2,0 | 2,0 | 2,0 | 7,0 | 1,0 |
Стойкость к растрескиванию,ч, не менее | 500 | 2 | — | — | — | — |
Предел текучести при растяжении, Мпа, не менее | 11,3 | 9,3 | 9,3 | 10,8 | 9,3 | 9,8 |
Прочность при разрыве,Мпа, не менее | 14,7 | 12,2 | 11,3 | 11,3 | 9,8 | 12,2 |
Относительное удлинение при разрыве,%, не менее | 600 | 550 | 600 | 600 | 450 | 600 |
Для сравнения в таблицах 6 и 7 представлены технические характеристики ПЭВД и его композиций по данным зарубежных производителей.
Таблица 6: Нормативные показатели качества ПЭВД алкатен и алатон для различных марок
Показатель | Алкатен | Алатон | |||||||
XDK10 | WIG11 | WNG14 | XNF35 | 31 | 25 | 34 | 16 | 37 | |
Показатель текучести расплава, г/10мин | 0,3 | 2,0 | 7,0 | 9,0 | 0,6 | 2,0 | 3,0 | 4,0 | 12,0 |
Плотность, кг/м3 | 923 | 919 | 918 | 929 | 930 | 931 | 930 | 923 | 930 |
Относительное удлинение при разрыве, % | 600 | 600 | 500 | 90 | 400 | 550 | 410 | 600 | 100 |
Предел текучести при растяжении, МПа | 12,0 | 11,0 | 10,0 | 13,9 | 14,7 | 11,5 | 11,5 | 11,2 | 10,6 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | 15,5 | 13,0 | 10,5 | 13,9 | 14,7 | 12,3 | 14,7 | 11,9 | — |
Модуль упругости при растяжении, МПа | 166,0 | 149,0 | — | 346,0 | — | 2460 | — | — | — |
Водоплоглощение за 24 часа,% | — | — | — | — | 0,01 | — | 0,01 | 0,015 | 0,01 |
Таблица 7: Нормативные показатели качестваПЭВД луполен и фертен для различных марок
Показатель | Луполен | Фертен | ||||||
1820Н | 6001L | 6001H | 6001F | ZD | Q | XX | LXX | |
Показатель текучести расплава, г/10мин | 1,4-1,8 | 4-6 | 1,2-1,7 | 0,7-1 | 0,4 | 4,5 | 20 | 70 |
Плотность, кг/м3 | 926-928 | 959-961 | 959-961 | 958-960 | — | — | — | — |
Предел текучести при растяжении, МПа | 8,5-9,0 | 26-28 | 26-28 | 26-28 | — | — | — | — |
Модуль упругости при растяжении, МПа | 1300 | 11000 | 11000 | 1100 | — | — | — | — |
Относительное удлинение при разрыве, % | — | — | — | — | 83 | 112 | 129 | 134 |
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа | — | — | — | — | 12,5 | 9,9 | 8,4 | 7,1 |
Разрушающее напряжение при срезе, МПа | — | — | — | — | 15,2 | 12,0 | 10,2 | 8,4 |
Модуль упругости при изгибе, МПа | — | — | — | — | 149 | 119 | 104 | 92 |
Источник
Автор Монтажник На чтение 7 мин. Просмотров 5k. Обновлено 28.03.2019
Свойства полиэтилена (ПЭ) имеют широкое многообразие, но особо можно выделить два: высокую химическую стойкость и неспособность вступать в электрохимические реакции, благодаря чему исключается возможность появления коррозии, присущей стали. Далее приведены Свойства полиэтилена, наиболее полно характеризующие полиэтилен как материал, применяемый для изготовления труб и соединительных деталей.
Свойства полиэтилена – Плотность
Свойства полиэтилена во многом определяются его плотностью. В российских и международных стандартах принята следующая классификация ПЭ по группам плотности, кг/м3:
– ПНП (ПВД) – полиэтилен низкой плотности (полиэтилен высокого давления) – 910-925;
– ПСП (ПСД) – полиэтилен средней плотности (полиэтилен среднего давления) – 926-940;
– ПВП (ПНД) – полиэтилен высокой плотности (поли-этилен низкого давления) – 941-965.
Полимеризацией при высоком давлении получают разветвленный ПНП. Полимеризацией при низком давлении различными методами (газофазный, суспензионный, в растворе) получают линейный полиэтилен. При этом за счет введения сополимеров может быть получен ПЭ различной плотности – от 920 до 960 кг/м3.
Гранулы полиэтилена
Отечественные трубные марки ПНД производятся газофазным методом с использованием бутена-1 в качестве сополимера. Полимеризацией при низком давлении может быть получен ПСП. Внешне трубы из ПНД и ПВД ничем не отличаются, поэтому при отсутствии маркировки или паспорта (документа о качестве) на трубы отличить их довольно трудно.
Если имеются два отрезка трубы – из ПНД и ПВД – одного наружного диаметра с одинаковой толщиной стенки, то при приложении равных нагрузок труба из ПНД сплющивается в меньшей степени. Труба из ПНД более твердая, чем труба из ПВД, при проведении по ней ногтем обычно остается малозаметная царапина, тогда как на поверхности трубы из ПВД она более заметна. При ударе о твердую поверхность детали из ПВД издают глухой звук, а детали из ПНД – относительно звонкий звук.
Высокая плотность и монолитность соединения могут быть получены только при сварке деталей из одного вида и марки термопласта. Трубы из ПЭ, ПП или ПБ, сваренные между собой, не образуют прочного соединения и легко разрушаются при механическом воздействии.
Стойкость к климатическому (атмосферному) старению
Полиэтилен чувствителен к ультрафиолетовым лучам и теплу. Под их воздействием изменяются его цвет и механические характеристики, т.е. он становится более твердым и хрупким. Эти изменения происходят не сразу и становятся заметными только после года хранения труб на открытом воздухе, на солнце и в неблагоприятных климатических условиях. Так как трубы укладываются в траншеи, то опасность атмосферного старения полиэтилена становится минимальной.
Свойства полиэтилена – Стойкость к температурным воздействиям
При температурном воздействии, особенно длительном, полиэтилен в изделии становится более «эластичным», т.е. легко поддающимся деформированию при приложении к нему механических нагрузок. Обычно ПЭ трубы рассчитываются исходя из прочности материала при температуре 20 °С. Если температура ниже этого значения, то проность, как правило, повышается. Это повышение прочности, чаще всего, не учитывается при назначении эксплуатационных параметров трубопровода, но сам факт повышения прочности ПЭ увеличивает коэффициент запаса прочности трубы.
Температура плавления полиэтилена, при которой он переходит из твердого состояния в расплавленное, составляет от 115 до 130 °С. Температура начала размягчения – 110 °С. Температура хрупкости – минус 70 °С.
Свойства полиэтилена – Прочность при растяжении
Значение предела текучести при одноосном растяжении является весьма важной характеристикой ПЭ, т.к. оно указывает о том предельном состоянии материала, по достижении которого в термопласте возникают необратимые деформации. Среднее значение предела текучести ПНП, ПСП и ПВП составляет от 11,0 до 28,0 МПа. Относительное удлинение полиэтилена при пределе текучести составляет 16 %. Разрушающее напряжение – предел прочности при растяжении, составляет более 30,0 МПа.
Относительное удлинение полиэтилена при разрыве
Свойства полиэтилена, значение относительного удлинения при разрыве полиэтилена составляет от 300 до 1000 % при скорости растяжения от 50 до 100 мм/мин и температуре 20 °С. Конкретное значение удлинения при разрыве зависит от скорости растяжения и температуры.
Линейное расширение
Коэффициент линейного расширения полиэтилена в десять раз превышает соответствующий коэффициент для стали. Для полиэтилена он составляет 0,12-0,20 мм/(м-°С), тогда как у стали – 0,011 мм/(м-°С). Это следует учитывать при прокладке трубопроводов из ПЭ труб и соблюдать меры предосторожности.
Релаксационные Свойства полиэтилена
Если ПЭ подвергнуть длительному внешнему воздействию, то со временем внутреннее напряжение ПЭ в изделии уменьшается, т.к. материал как бы адаптируется к новому состоянию – более равновесному.
Свойства полиэтилена – Диффузионная проницаемость
Полиэтилен не является абсолютно герметичным по отношению к диффузионной проницаемости, особенно газов, которая повышается с увеличением температуры. Однако диффузионная проницаемость ПЭ чрезвычайно мала и составляет для газа при давлении до 0,3 МПа – 0,6 м3 на один километр в течение года.
Теплоизоляционные свойства полиэтилена
ППолиэтилен обладает хорошими теплоизоляционными свойствами. Тем не менее, для подземных трубопроводов теплоизоляционные характеристики грунта не менее значимы, чем аналогичные свойства самой полиэтиленовой трубы. Коэффициент теплопроводности полиэтилена составляет в среднем 0,22-0,4 Вт/(м-°С).
Стойкость к химическим веществам полиэтилена
Полиэтилен в изделии обладает хорошей стойкостью к воздействию различных агрессивных химических веществ: азотной кислоты различной концентрации, аммиака (газообразного, сухого, 100%-го, чистого, водного раствора, насыщенного на холоде), технического ацетона, бензина, винной кислоты, любого вина, воды (дистиллированной, деминерализованной, обессоленной, минеральной, морской), солей калия, сжатого воздуха, содержащего масла, солей меди и магния, отходящих газов систем канализации и др., содержащих диоксид углерода, соляную кислоту, диоксид серы, ртуть, сероводород, серу, мочевину, мыльный раствор и пр.
Обладает относительной стойкостью в концентрированной (более 50%) азотной кислоте, бензоле и некоторых других ароматических углеводородах.
Свойства полиэтилена – Горючесть
Свойства полиэтилена при контакте с огнем полиэтилен быстро загорается, плавится и стекает каплями. Пламя при горении – синее, слабосветящееся, с запахом затухающей свечи.
Наиболее опасными токсичными газами, образующимися при сгорании полиэтилена, являются углерода оксид (СО), водорода хлорид (HCI) и углерода диоксид (СО2). Количество СО, выделяющегося при термическом разложении полиэтилена, составляет 9-12 %.
Диоксид углерода в малых концентрациях не представляет большой опасности: его концентрацию 1,5 % в воздухе человек переносит без вреда для организма, но при концентрациях 3,0-4,5 % этот газ становится опасным для жизни человека при получасовом вдыхании. В настоящее время в нашей стране отсутствуют нормативные документы, регламентирующие критические концентрации СО, СО2, HCI и О2 при пожаре. В связи с этим для оценки пожарной опасности пластмассовых трубопроводов литературными источниками рекомендуются следующие критические концентрации: СО – 0,1 %, СО2 – б %, HCI – 5 % и О2 – 17 %.
В качестве замедлителей горения полиэтилена применяются хлор- и бромсодержащие органические соединения. В качестве средств пожаротушения применяются: тонко распыленная вода, вода с добавками поверхностно-активных веществ, пена, огнетушащие порошки, асбестовое полотно и др.
Санитарно-гигиенические свойства
Из полиэтилена в воду могут выделяться некоторые химические вещества в концентрациях, не превышающих предельно допустимую (ПДК). Мигрирующие соединения, как правило, не придают воде привкусов и запахов, но могут вызывать образование быстроисчезающей пены при взбалтывании водных вытяжек.
Для светостабилизации полиэтилена применяют различные сорта сажи, содержащие до 0,5 мг/кг бензопирена. Количество сажи в полиэтилене не должно превышать 2,5 %. Исследования показали допустимость использования труб из ПЭ для транспортирования хлорированной воды. При этом не отмечено значительного увеличения хлоропоглощаемости.
ПНД может выделять в воду те же вещества, что и ПВД, но кроме того – остатки комплексных металлоорганических катализаторов и растворителей. Трубы из ПЭ, облученные дозами ускоренных электронов или лучами, не изменяют вкуса и запаха соприкасающейся с ними воды и не повышают ее окисляемость.
Установлено, что увеличение числа бактерий в стоячей воде, находящейся в ПЭ трубах, вызвано их размножением вследствие органических загрязнений, имеющихся в воде, а не влиянием полимерного материала. Посев бактериальных культур, выделенных из водопроводной воды, в минеральную среду с полиэтиленом порошками различной молекулярной массы в качестве единственного источника углерода доказал, что эти микроорганизмы не в состоянии употреблять полиэтилен. ПВД не влияет на выживаемость в воде кишечной палочки. Таким образом, основным ограничением при использовании полиэтилена в контакте с питьевой водой является опасность изменения ее органолептических Свойства полиэтилена, в основном запаха.
Источник