PE 플라스틱 소개

PE 폴리에틸렌

(C2H4)n

P에틸렌은 에틸렌을 중합하여 얻은 열가소성 수지입니다. 산업계에서는 에틸렌과 소량의 알파-올레핀의 공중합체도 포함됩니다. 폴리에틸렌 무취, 무독성, 왁스 같은 느낌, 우수한 저온 성능(최저 온도 -100 ~ -70 ° C까지), 화학적 안정성, 대부분의 산-염기 침식에 대한 내성(산의 산화에 대한 내성). 상온에서 일반 용매에 불용성, 흡수성, 우수한 전기 절연성.

PE 플라스틱

• 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)

& '고밀도 폴리에틸렌&',&'HDPE라고 함.&따옴표; HDPE는 결정도가 높은 비극성 열가소성 수지입니다. 원래 HDPE의 외관은 유백색이었습니다.

HDPE는 에틸렌의 공중합으로 생산되는 열가소성 폴리올레핀입니다. HDPE는 1956년에 도입되었지만 플라스틱은 아직 성숙 단계에 이르지 못했습니다. 이 다재다능한 소재는 계속해서 새로운 용도와 시장을 개발하고 있습니다.

주요 기능

HDPE는 결정도가 높은 비극성 열가소성 수지입니다. 처녀 HDPE는 유백색의 외관과 얇은 부분에 약간 반투명한 외관을 가지고 있습니다. PE는 대부분의 생활 및 산업 화학 물질에 대한 저항성이 뛰어납니다. 특정 유형의 화학 물질은 부식성 산화제(진한 질산), 방향족 탄화수소(자일렌) 및 할로겐화 탄화수소(사염화탄소)와 같은 화학적 부식을 유발할 수 있습니다. 폴리머는 비흡습성이며 포장 응용 분야에 대한 우수한 수증기 저항을 가지고 있습니다. HDPE는 우수한 전기적 특성, 특히 높은 유전 강도를 갖고 있어 전선 및 케이블에 적합합니다. 중~고분자량 등급은 주변 온도와 낮은 -40F 모두에서 내충격성이 뛰어납니다. HDPE의 고유한 특성은 네 가지 기본 변수의 적절한 조합입니다. 맞춤형 특수 폴리머를 생산하기 위해 다양한 밀도, 분자량, 분자량 분포 및 첨가제가 사용됩니다. 최고의 성능 균형.

밀도

이것은 HDPE의 특성을 결정하는 주요 변수이지만 언급된 4가지 변수는 실제로 서로 영향을 미칩니다. 에틸렌은 폴리에틸렌의 주요 원료입니다. 1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐과 같은 몇 가지 다른 공단량체도 중합체의 특성을 개선하는 데 자주 사용됩니다. HDPE의 경우 이러한 몇 가지 단량체의 함량은 일반적으로 1% -2% 이하입니다. 공단량체의 첨가는 중합체의 결정성을 약간 감소시킨다. 이 변화는 일반적으로 밀도에 의해 측정되며, 밀도 및 결정화 속도는 선형이었습니다. ASTM D1248 요구 사항에 따른 미국의 일반 분류, HDPE 밀도 0.940g /. C 이상; 중밀도 폴리에틸렌(MDPE) 밀도 범위 0.926 ~ 0.940g/CC. 다른 분류법은 때때로 MDPE를 HDPE 또는 LLDPE로 분류합니다. 단일 중합체는 밀도, 최대 강성, 우수한 불투과성 및 가장 높은 융점을 갖지만 일반적으로 ESCR이 좋지 않습니다. ESCR은 기계적 또는 화학적 스트레스로 인한 균열에 저항하는 PE의 능력입니다. 밀도가 높을수록 일반적으로 인장 강도, 강성 및 경도와 같은 기계적 강도가 향상됩니다. 연화점 및 열변형 온도와 같은 열적 특성; 및 공기 투과성 또는 수증기 투과성과 같은 불투과성. 밀도가 낮을수록 충격 강도와 E-SCR이 향상됩니다. 중합체의 밀도는 주로 공단량체의 첨가에 의해 영향을 받지만 분자량에 의한 영향은 적습니다. 고분자량 백분율은 밀도를 약간 감소시킵니다. 예를 들어, 호모폴리머는 더 넓은 범위의 분자량에 걸쳐 밀도가 다릅니다.

생산 및 촉매

PE 생산의 가장 일반적인 방법은 슬러리 또는 기상 처리에 의한 것이며 일부는 용액상 처리에 의해 생산됩니다. 이러한 모든 공정은 에틸렌 단량체, 알파-올레핀 단량체, 촉매 시스템(하나 이상의 화합물일 수 있음) 및 다양한 유형의 탄화수소 희석제와 관련된 발열 반응입니다. 수소와 일부 촉매를 사용하여 분자량을 조절합니다. 슬러리 반응기는 일반적으로 교반 탱크 또는 슬러리가 순환되고 교반되는 더 일반적으로 사용되는 대형 루프 반응기입니다. 에틸렌과 공단량체(필요에 따라)가 촉매와 접촉하면 폴리에틸렌 입자가 형성됩니다. 희석제를 제거한 후, 폴리에틸렌 과립 또는 과립을 건조시키고 첨가제를 첨가하여 펠릿을 생성한다. 이축 압출기로 대형 반응기를 현대화하면 시간당 400,000파운드 이상의 PE가 생산됩니다. 새로운 촉매의 개발은 새로운 등급의 HDPE의 성능을 향상시키는 데 기여했습니다. 가장 일반적으로 사용되는 두 가지 촉매 유형은 필립스 크롬 산화물 기반 촉매와 티타늄 화합물 모노알킬알루미늄 촉매입니다. 필립형 촉매로 생산된 HDPE는 중간 너비의 분자량 분포를 가지고 있습니다. 모노-알킬 알루미늄 촉매는 좁은 분자량 분포를 갖는다. 복합 반응기를 사용하여 좁은 MDW 중합체를 생산하기 위한 촉매는 또한 넓은 MDW 등급을 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 상당히 다른 분자량 제품을 생산하는 두 개의 직렬 반응기는 전체 폭 분자량 분포를 갖는 바이모달 분자량 중합체를 생산할 수 있습니다.

분자 무게

점도가 테스트에 사용된 온도 및 전단 속도와 관련이 있기는 하지만 분자량이 높을수록 폴리머 점도가 높아집니다. 재료의 분자량은 유변학적 또는 분자량 측정으로 특징지어집니다. HDPE 등급은 일반적으로 분자량 범위가 40,000 ~ 300,000입니다. 중량 평균 분자량은 대략 100 ~ 0의 용융 지수 범위에 해당합니다. 029/10 분. 일반적으로 MW가 높을수록(낮은 용융 지수 MI) 용융 강도, 인성 및 ESCR이 향상되지만 MW가 높을수록 .

처리

이 과정은 더 어렵고 더 높은 압력이나 온도가 필요합니다.

분자량 분포(MWD): PE의 WD는 사용된 촉매 및 공정에 따라 좁은 것에서 넓은 것까지 다양합니다.

가장 일반적으로 사용되는 MWD 측정 지수는 중량 평균 분자량(MW)을 수평균 분자량(Mn)으로 나눈 균일성 지수(HI)입니다. 모든 HDPE 등급에 대한 이 지수 범위는 4-30입니다. 좁은 MWD는 성형 시 낮은 뒤틀림과 높은 충격을 제공합니다. Mid-to-wide MWD는 대부분의 압출 공정에 대한 가공성을 제공합니다. 넓은 MWD는 또한 용융 강도와 크리프 저항을 향상시킵니다.

첨가물

산화 방지제는 가공 중 폴리머의 분해를 방지하고 사용 중 완제품의 산화를 방지하기 위해 첨가됩니다. 정전기 방지 첨가제는 병이나 포장이 먼지와 흙에 달라붙는 것을 줄이기 위해 많은 포장 등급에 사용됩니다. 특정 응용 분야에는 구리 억제제와 관련된 전선 및 케이블 사용과 같은 특수 첨가제 공식이 필요합니다. 항자외선 첨가제를 첨가하여 우수한 내후성 및 내자외선성(또는 일광)을 추가할 수 있습니다. Anti-UV 또는 Carbon Black PE가 첨가되지 않았으므로 야외에서 계속 사용하지 않는 것이 좋습니다. 고급 카본 블랙 안료는 우수한 내자외선성을 제공하며 전선, 케이블, 트로프 또는 파이프와 같은 옥외에서 자주 사용할 수 있습니다.

처리 방법

PE는 다양한 가공 방법을 사용하여 제조할 수 있습니다. 에틸렌을 주원료로 하여 프로필렌, 1-부텐 및 헥센을 혼성중합체로 하여 촉매의 작용하에 슬러리 중합 또는 기상 중합 공정을 수행하고 얻어진 중합체를 플래싱, 분리, 건조 및 과립화하는 등의 공정 균일한 완제품을 얻습니다. 시트 압출, 필름 압출, 파이프 또는 프로파일 압출, 블로우 성형, 사출 성형 및 회전 성형을 포함합니다.

PE 원자 구조도

▲ 압출 :. 압출에 사용되는 등급은 일반적으로 용융 지수가 1 미만이고 MWD가 넓거나 넓습니다. 낮은 MI는 가공 중 적절한 용융 강도를 달성합니다. MWD 등급은 더 빠른 생산 속도, 더 낮은 다이 압력 및 감소된 용융 파괴 경향을 갖기 때문에 압출에 더 적합합니다.

PE에는 와이어, 케이블, 호스, 튜브 및 프로파일과 같은 많은 압출 응용 분야가 있습니다. 튜빙 응용 분야는 천연 가스용 작은 단면 노란색 튜브에서 산업 및 도시 응용 프로그램을 위한 48인치 직경 파이프용 두꺼운 벽의 검은색 튜브에 이르기까지 다양합니다. 대구경 중공벽관은 콘크리트 배수관 및 기타 하수관로의 급속한 성장을 위한 대체재로 사용된다.

시트 및 열성형: 많은 대형 피크닉 냉동고용 열성형 라이닝은 인성, 경량 및 내구성을 위해 PE로 만들어집니다. 기타 시트 및 열성형 제품에는 펜더, 탱크 라이닝, 팬 바구니 운송 상자 및 캔이 있습니다. 빠르게 성장하는 많은 시트 응용 분야는 인성, 내화학성 및 불침투성을 위해 MDPE를 기반으로 하는 뿌리 덮개 또는 연못 바닥입니다.

▲ 블로우 성형: 미국에서 블로우 성형용으로 판매되는 HDPE1/3. 여기에는 표백제, 모터 오일, 세제, 우유 및 증류수로 채워진 병에서부터 대형 냉장고, 자동차 연료 탱크 및 카트리지에 이르기까지 다양합니다. 용융 강도, ES-CR 및 인성과 같은 특성은 시트 및 열 성형 응용 분야에 사용되는 것과 유사하므로 유사한 등급을 사용할 수 있습니다.

사출 중공 성형은 종종 더 작은 용기(16온스 미만)를 만드는 데 사용됩니다. 의약품, 샴푸 및 화장품 포장을 위한 이 공정의 장점은 드레싱 후 단계에서 일반적인 블로우 성형 없이 병이 자동으로 디버링된다는 것입니다. 표면 조도를 개선하기 위해 일부 좁은 MWD 등급이 사용되지만 일반적으로 넓은 MWD 등급이 사용됩니다.

▲ 사출 : HDPE 사출 등급 일반 용융 지수 5 ~ 10의 국내 생산량의 1/5을 소비하는 재사용 가능한 얇은 벽 음료 컵에서 5-GSL 캔에 이르기까지 HDPE의 수많은 응용 프로그램이 있습니다. 작업성을 위한 저유량 등급 및 고유량 등급 등급에는 일용품 및 식품 포장용 얇은 벽 상품이 포함됩니다. 견고하고 내구성이 뛰어난 식품 및 페인트 캔; 소형 엔진 연료 탱크 및 90 - Gal's 쓰레기통과 같은 환경 스트레스 균열 응용 분야에 대한 높은 내성.

▲ 회전 성형: 이 방법으로 가공되는 재료는 일반적으로 열 사이클링으로 녹아서 흐르는 분말 재료로 분쇄됩니다. 두 가지 유형의 PE가 사용됩니다. 범용 및 가교형 범용 MDPE/HDPE 등급은 일반적으로 0.935 ~ 0.945g/cc의 밀도 범위와 좁은 MWD를 사용하여 일반적으로 3-8 범위의 용융 지수로 제품의 높은 충격과 최소 휨을 제공합니다. 더 높은 MI 등급은 회전 성형 제품의 원하는 충격 및 환경 응력 균열 저항성을 갖지 않기 때문에 일반적으로 적합하지 않습니다.

고성능 회전 성형 응용 분야는 화학적으로 가교 가능한 등급의 고유한 특성을 활용합니다. 이 등급은 성형 주기의 첫 번째 단계에서 유동적이며 환경 응력 균열 및 인성에 대한 우수한 내성을 형성하기 위해 가교결합됩니다. 내마모성 및 내후성. 가교성 PE는 500갤런의 화학 물질 저장 탱크에서 20,000갤런의 농업 저장 탱크에 이르는 대형 컨테이너에 고유하게 적합합니다.

▲ 필름: PE 필름 가공은 일반적으로 일반 Blown 필름 가공 또는 압출 가공이 주로 사용되며, 대부분의 필름용 PE, 일반 저밀도 PE(LDPE) 또는 선형 저밀도 PE(LLDPE)가 있습니다. 일반적으로 HDPE 필름 등급이 사용됩니다. 우수한 신축성과 장소의 우수한 불투수성을 위해. 예를 들어, HDPE 필름은 일반적으로 상품 가방, 식료품 가방 및 식품 포장에 사용됩니다.

제품 성능

고밀도 폴리에틸렌은 무독성, 무미, 무취의 백색 입자이며 융점은 약 130 ℃, 상대 밀도는 0.941 ~ 0.960입니다. 내열성 및 내한성, 화학적 안정성이 우수하지만 강성 및 인성이 높으며 기계적 강도가 우수합니다. 유전 특성, 환경 응력 균열 저항도 더 좋습니다.

포장 및 보관

저장은 화재, 단열, 창고에서 멀리 떨어져 있어야하며 건조하고 깨끗하며 불순물이 섞이지 않고 태양, 비, 비가 없어야합니다. 운송 수단은 깨끗하고 건조하며 덮개가 있는 캐빈 또는 못과 같은 날카로운 물체가 없는 캐빈에 보관해야 합니다. 불연성 방향족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소 및 기타 유기 용매 혼합 작업.

재활용 및 재사용

HDPE는 플라스틱 재활용 시장에서 가장 빠르게 성장하는 부분입니다. 이는 주로 재처리가 용이하고 분해가 최소화되며 포장 응용 분야에서 광범위하게 사용되기 때문입니다. 주요 재활용은 비식품 접촉 병을 만들기 위한 재처리를 위해 순수 HDPE와 함께 PCR(소비 후 소비재)과 같은 25% 재활용 재료를 사용하는 것입니다.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE)

열성형의 다양한 성형공정에 적합한 플라스틱 소재입니다. 사출 성형, 압출, 중공 성형, 회전 성형, 코팅, 발포 기술, 열 성형, 열풍 용접, 열 용접과 같은 성형 가공성.

주된 목적

LDPE는 필름 제품용으로 필름, 포장용 필름, 케이블 절연재, 사출 성형 및 발포 제품에 적합합니다.

농업 필름, 필름 멀칭 필름, 플라스틱 시트, 식물성 온실 필름과 같은; 사탕, 야채, 냉동식품 포장과 같은 포장 필름; 액체 포장용 블로운 필름(우유, 간장, 주스, 두부, 두유) 백, 수축 포장 필름, 탄성 필름, 라이닝 필름; 건축용 필름, 일반 산업용 포장 필름 및 식품 가방. LDPE는 작은 용기, 뚜껑, 가정용품, 플라스틱 꽃, 플라스틱 용기와 같은 사출 성형 제품에도 사용됩니다. 의료 장비, 의약품 및 식품 포장 재료, 압출 파이프, 시트, 와이어 및 케이블 코팅, 프로파일, 열성형 및 기타 제품; 유제품 및 잼이 담긴 식품 용기, 의약품, 화장품, 화학 제품과 같은 중공 성형 제품 제품 용기, 탱크 등.

생산 방법

중합법에 의한 저밀도 폴리에틸렌은 고압법과 저압법으로 나눌 수 있습니다. 반응기 유형에 따라 탱크 방식과 튜브 방식으로 나눌 수 있습니다. 에틸렌을 원료로 반응기에 고압압축중합반응 개시제의 작용하에 반응기로부터 물질을 분리기에서 미반응 에틸렌을 제거한 후 용융압출과립화하여 건조, 혼합하여 포장재로 보낸다. .

제품 성능

저밀도 폴리에틸렌은 유백색의 진주빛 입자입니다. 무독성, 무미, 무취, 무광택 마감. 0.916 ~ 0.930g / 입방 센티미터의 밀도. 속성은 연성, 우수한 신장성, 전기 절연성, 화학적 안정성, 가공성 및 저온 내성(-70℃ 내성)을 갖지만 기계적 강도, 수분 차단성, 가스 차단성 및 내용제성이 불량합니다. 분자 구조가 규칙적이지 않고 결정화도(55%~65%)가 낮고 결정 융점(108~126℃)도 낮다.

포장 및 보관

제품은 폴리에틸렌 재포장 필름 백에 포장되어 있으며 사용자'의 요구 사항에 따라 폴리프로필렌 직조 백으로 포장할 수 있습니다. 제품은 기차, 자동차 및 선박으로 운송할 수 있는 깨끗하고 건조한 창고에 보관해야 합니다. 보관 및 운송은 화재, 물, 태양, 먼지 및 오염 방지에 주의해야 합니다. 운송 수단은 깨끗하고 건조하게 유지되어야 합니다. 못과 같은 날카로운 물건이 없어야 하며,

• LLDPE

(LLDPE)는 에틸렌과 소량의 고급 알파-올레핀(예: 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 테트라메틸펜텐-1 등)과 에틸렌의 고압 또는 저압 중합입니다. 촉매 밀도 0.915 ~ 0.940 g / 입방 센티미터. 그러나 ASTM D-1248-84에 따르면 0.926~0.940g/cm3 밀도 범위는 중밀도 폴리에틸렌(MDPE)이다. 차세대 LLDPE는 밀도를 플라스토머(0.890 ~ ​​0.915g/cm3) 및 엘라스토머(& lt;0.890g/cm3)로 확장합니다. 그러나 SPI와 APC는 초기에 플라스토머와 엘라스토머를 VLDPE(Very Low Density Polyethylene) 및 초저밀도 폴리에틸렌(엘라스토머 제외) ULDPE로 판매했기 때문에 Union Carbide 및 Dow Chemical Company의 LLDPE' 범위만 명명했습니다. ) 수지.

기존 LLDPE의 분자 구조는 선형 골격이 특징이며, 긴 가지가 거의 없거나 전혀 없지만 일부 짧은 가지가 있습니다. 긴 사슬 가지가 없어 폴리머가 더 결정화됩니다.

일반적으로 LLDPE 수지는 밀도와 용융 지수가 특징입니다. 밀도는 중합체 사슬의 공단량체 농도에 의해 결정됩니다. 공단량체의 농도는 중합체의 짧은 가지의 양을 결정합니다. 짧은 사슬 가지의 길이는 공단량체의 유형에 따라 다릅니다. 공단량체 농도가 높을수록 수지의 밀도가 낮아집니다. 또한, 용융 지수는 수지의 평균 분자량을 반영한 것으로 주로 반응 온도(용액법)와 연쇄 이동제의 첨가(기상법)에 의해 결정됩니다. 평균 분자량은 분자량 분포와 관련이 없으며 주로 촉매의 종류에 영향을 받습니다.

1970년대 Union Carbide에 의한 LLDPE의 산업화는 폴리에틸렌 촉매 및 공정 기술의 주요 혁명을 나타내어 폴리에틸렌 제품 범위의 상당한 확장을 가져왔습니다. LLDPE는 자유 라디칼 개시제를 배위 촉매로 대체하고 더 낮은 고압 고압 반응기 대신 저압 기상 중합 비용, 비교적 짧은 시간에 우수한 성능과 저렴한 비용으로 많은 영역에서 LDPE를 대체했습니다. 현재 LLDPE는 필름, 몰딩, 파이프, 와이어 및 케이블을 포함한 거의 모든 기존 폴리에틸렌 시장에 침투하고 있습니다.

LLDPE 제품은 무독성, 무미, 무취, 유백색 입자입니다. LDPE와 비교하여 고강도, 우수한 인성, 강한 강성, 내열성 및 내한성의 장점이 있습니다. 또한 환경 응력 균열, 인열 강도 및 기타 특성, 산, 알칼리, 유기 용매에 대한 내성이 우수합니다.