ВТОРИЧНАЯ ПЕРЕРАБОТКА

Полиэтилены высокой и низкой плотности

Полиэтилен (ПЭ) — это термопласт, относящийся к семье полиолефинов, и его доля в полимерных отходах является самой значительной. Свойства ПЭ в большой степени зависят от степени разветвленности цепи. В основном ПЭ вы­пускают в двух формах, а именно в виде полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и полиэтилена низкой плотности (ПЭНП). ПЭНП производится посредством ини­циированной радикальной полимеризации этилена. Реакция ведется под высоким давлением (1500-3000 атм) и при высокой температуре (80-300 °С), поскольку для получения продукта с высокой молекулярной массой требуется высокая концент­рация мономера. Вследствие экстремальных условий полимеризации, резуль­тирующий полимер имеет высокую степень разветвленности за счет коротких и длинных боковых цепей, что ограничивает кристалличность примерно до 50 % и приводит к относительно широкой области плавления. ПЭВП производят с помо­щью катализаторов Циглера-Натты или компании Phillips Petroleum; этот полимер более линеен и обладает более высокой степенью кристалличности, чем ПЭНП. За последние 20 лет достигнут значительный прогресс в разработке новых катализа­торов. Новый класс металлоценовых катализаторов привел к улучшенному процес­су полимеризации и созданию новых полимеров с управляемыми свойствами. Не­смотря на одинаковое химическое строение, разные типы ПЭ образуют ряд мате­риалов с существенно различающимися свойствами ввиду различия по степени разветвленности, по молекулярной массе и молекулярно-массовому распределению.

Температура плавления ПЭ относительно низкая, как и следует ожидать от полимеров с гибкими углерод-углеродными связями и дисперсионными непо­лярными межмолекулярными силами. В литературе много лет обсуждалась про­блема температуры стеклования ПЭ и приводились значения от -130 до -30 “С.

Э является нерастворимым полимером при комнатной температуре; растворы можно приготовить при нагревании полимера в углеводородах или галогенизо - занных углеводородах. Степень разветвленности влияет не только на свойства в твердом состоянии, но существенно изменяет поведение расплавов. Присутствие длинных цепей может вызвать подавление тенденции полимерных цепей к обра­зованию зацеплений по сравнению с таковой в более линейных структурах, а это снижает вязкость расплава. ПЭ окисляется при контакте с сильными окислите­лями, а на воздухе — под действием УФ-излучения и при высокой температуре. Деструкция ПЭ происходит при 270 °С, и она дает широкий спектр углеводоро­дов с 1-70 атомами углерода. Главными продуктами разложения являются про­пен и 1-гексен. Основные свойства ПЭВП и ПЭНП приведены в табл. 1.3.

ПЭ широко применяется благодаря своей низкой стоимости, хорошей пере­рабатываемое™, высокой ударной прочности, отличной химической стойкости и прекрасным электроизоляционным свойствам. Наиболее распространенное применение как ПЭВП, так и ПЭНП находят в качестве упаковочной пленки, главным образом, для пищевых продуктов. С учетом хороших изоляционных свойств, ПЭ также много используется для изготовления оболочек кабелей и

проводов. Из другие областей применения ПЭВП можно отметить широкую гам­му изделий, полученных литьем под давлением и раздувным формованием, в том числе тары для пищевых продуктов и бытовой химии.

Обычно ПЭВП вторично перерабатывается посредством грануляции с полу­чением хлопьев. Примеси отмываются, а затем хлопья отделяются от других по­лимерных компонентов во флотационном резервуаре. Из-за высокой стоимости разделения окрашенный ПЭВП часто не удаляется и конечный продукт перера­ботки имеет легкую окраску. ПЭНП не перерабатывается до той же степени, что ПЭВП; после вторичной переработки из него изготавливают термоусадочную пленку. Гранулы вторично переработанного ПЭНП смешивают с другими поли­мерными материалами. Серьезной проблемой повторной переработки ПЭНП является удаление химикатов-добавок, но современные технологии позволяют с ней справиться.

Стоит упомянуть несколько других типов ПЭ. Линейный ПЭНП (Л ПЭНП) и ультра ПЭНП(УПЭНП) производят с помощью введения сомономеров, напри­мер, 1-бутена и 1-октана, которые образуют в полимере короткоцепные ветвле­ния и ограничивают ветвление длинными цепями. Линейность цепи увеличивает прочность, а ветвление — ударную вязкость, формируя лучшие свойства, чем у ПЭНП УПЭНП производится также как ЛПЭНП, но с сомономерами, образу­ющими более длинные боковые цепи, что дает пониженную плотность и мень­шую кристалличность. Это придает УПЭНП замечательные низкотемператур­ные характеристики ударной прочности и гибкости. Кроме того, производятся ПЭВП с высокой молекулярной массой, а именно высокомолекулярный ПЭВП (ВМПЭВП) (Мп~500 ООО) и сверхвысокомолекулярныи ПЭВП (СВМПЭВП) (М„~5 ООО ООО).