Сравнение пакетов из полиэтилена и полипропилена. Полипропилен (ПП). Справочник свойств и обзор сфер применения
Чтобы продукты питания, как все мы знаем, сохраняли свежесть и полезные свойства, им требуется специальная упаковка. Из самых ходовых материалов, которые используются для изготовления упаковки, можно выделить два: полиэтилен и полипропилен. И каждый из них имеет свои особенности. Про использование упаковки из полипропилена можно прочитать подробнее по ссылке, но пока рассмотрим основные свойства каждого из материалов.
Полиэтиленовая упаковка: преимущества и недостатки
В зависимости от исходного сырья будут зависеть свойства полиэтиленовой пленки. Кроме того, плотность также влияет на прочность полиэтиленовых пакетов. В большинстве случаев такие пакеты характеризуются низким уровнем прочности, поэтому используются для временного хранения и транспортировки продуктов питания. Низкая цена является главным преимуществом полиэтиленовой упаковки, что делает ее доступной в наше время. При этом такой вид упаковки имеет множество недостатков по сравнению с полипропиленом.
Среди недостатков полиэтилена можно выделить следующие:
- Отсутствие нужного уровня эластичности является главным недостатком. Иными словами такую упаковку легко порвать, поэтому ее используют для продуктов, не требующих длительного срока хранения.
- Под действием механического воздействия такие пакеты теряют свой привлекательный внешний вид.
- Низкий уровень прочности даже у пакетов, создаваемых под высоким уровнем давления.
Полиэтилен в холодильнике
Многие думают, что в холодильнике можно хранить в полиэтилене любые продукты. Это далеко не так: продукты в полиэтилене можно хранить, но нужно использовать специальные пакеты, устойчивые к низким температурам. Обычные полиэтиленовые пакеты при низких температурах могут так же выделять токсичные вещества, как и при нагревании. Если заморозить на зиму овощи или фрукты, даже чистые и качественные, в такой упаковке, она может стать причиной пищевого отравления.
Полипропиленовая упаковка: преимущества и недостатки
Полипропиленовые пакеты много существенных преимуществ, о которых мы поговорим далее.
- В первую очередь стоит выделить отличные показатели надежности и прочности, что позволяет создавать качественную и надежную упаковку.
- Кроме того, полипропилен высокой плотности позволяет защитить продукты питания от негативного воздействия факторов внешней среды. Поэтому большинство производителей выбирают именно полипропилен для упаковки продуктов питания длительного хранения.
- Прочность полипропилена позволяет защитить продукты от деформации при падении.
- Отличные показатели прочности позволяют эффективно и компактно складировать товары в автомобиле и перевозить их на большие расстояния. Поэтому полипропиленовую упаковку используют большинство производителей продукции и владельцев складов для перемещения их к конечному потребителю.
- Полипропилен позволяет на своей поверхности печатать различные надписи, а именно информацию о конкретном виде продукции. Другими словами из полипропилена можно создавать уже готовую упаковку, готовую к продаже.
- Также стоит выделить прозрачность полипропилена, что позволяет оценить качество пищевых продуктов и при этом сохранить их полезные свойства.
- Отличный уровень эластичности является еще одним существенным преимуществом полипропилена. Другими словами такая упаковка не деформируется под механическим воздействием. Пакеты из полипропилена трудно разорвать без применения острых предметов.
- Использование полипропилена при упаковке продуктов позволяет сделать качественные и герметичные швы. Иными словами продукты питания сохраняют свежесть, и полезные свойства в течение длительного времени.
- Также стоит выделить отличную устойчивость полипропилена к высоким температурам.
Особенности применения полипропилена
Полипропиленовая пленка, а также дуплекс-ламинаты из полипропилена в виде полотна обычно используются для автоматической зафасовки продукта на упаковочных машинах вертикального или горизонтального типа; при этом швы упаковки формируются сваривающими термоэлементами при постоянной температуре.
Прозрачная двуосноориентированняя полипропиленовая пленка толщиной 20, 25, 30, 35 и 40 микрометров; используется для упаковки сыпучих продуктов бакалеи (крупы, сахар, соль, чай и другие продукты), хлебобулочных изделий и выпечки, печенья, сухарей, групповой упаковки конфет и других кондитерских изделий, промышленных товаров (обтяжка коробок, упаковка для текстиля и трикотажа) и во многих других случаях.
Жемчужный полипропилен, толщиной 30 и 35 микрометров; имеет все те же свойства, что и прозрачный полипропилен, но кроме того, благодаря вспененной микроструктуре также прекрасно отражает свет и имеет пониженный удельный вес, благодаря чему очень экономичен в использовании; также жемчужный полипропилен прекрасно выдерживает низкие температуры, не приобретая хрупкости при кристаллизации полимера; именно поэтому он с успехом применяется для упаковки мороженого, глазированных сырков и других продуктов, требующих хранения при низких температурах.
Итоговое сравнение
Эти материалы близки по свойствам. Полипропилен – менее эластичный материал. В то же время, он обладает высокими барьерными свойствами. Пакеты из полипропиленовой пленки глянцевые «хрустящие», но хуже переносят холод. Итак, давайте по порядку рассмотрим основные характеристики полимерных упаковок:
Экономические характеристики
Упаковка из полиэтилена значительно дешевле полипропиленовых аналогов. Экономия, при одинаковых параметрах, иногда может достигать 50% стоимости. Полиэтилен считается самым экономичным упаковочным материалом.
Физико-технические характеристики
- Внешний вид. Свойства пропиленовой пленки обеспечивают пакетам высокие презентационные характеристики. Глянцевые полипропиленовые пакеты выгодно отличаются от более тусклых (иногда мутных) полиэтиленовых аналогов. Очень часто упаковка теряет товарный вид из-за частых разгрузочно-погрузочных работ, небрежного отношения при выкладке товаров на витрину, демонстрации покупателям. Пакеты из полипропилена по своим свойствам, чаще всего очень стойки к различным логистическим манипуляциям. Все виды полиэтиленов существенно проигрывают полипропилену по устойчивости к сминанию.
- Прочность и долговечность. Выбор материала и конструкции пакета сильно зависит от пакуемого товара и способа применения упаковки. Полипропилен – достаточно прочный материал. В него часто фасуют сыпучие продукты, а также товары с острыми краями. Однако, из-за меньшей эластичности, полипропиленовые пакеты имеют слабое место –боковой (отрезной) сварной шов. Часто при разгрузочно-погрузочных работах мешки с продукцией, расфасованной в полипропилен, бросают. Отрезные сварные швы таких нагрузок часто не выдерживают. Выход – менять конструкцию пакета или материал. Пакеты с задним плоским «евро — швом» к таким нагрузкам более устойчивы. За счет конструкции. Полиэтиленовые пакеты – прочнее благодаря эластичности.
- Устойчивость к температурным воздействиям. Все изделия из полипропилена выдерживают кипячение, и могут подвергаться стерилизации паром без какого-либо изменения их формы или механических свойств. К заморозке полипропилен не так устойчив. Из-за низких температур материал полностью теряет эластичность и становится довольно хрупким. В связи с этим, нужно правильно выбирать конструкцию пакетов, чтобы минимизировать риски и потери. Полиэтиленовые пленки имеют более низкую температуру плавления. При этом они более устойчивы к замораживанию.
Представляет собой воскообразную массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, изолятор , не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80-120°С), при охлаждении застывает, адгезия - чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном - похожим материалом растительного происхождения.
Получение
На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:
Получение полиэтилена высокого давления
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) образуется при следующих условиях:
- температура 200-260 °C ;
- давление 150-300 МПа ;
- присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);
в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 . Жидкий продукт впоследствии гранулируют . Реакция идёт в расплаве.
Получение полиэтилена среднего давления
Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:
- температура 100-120 °C;
- давление 3-4 МПа;
- присутствие катализатора (катализаторы Циглера - Натта , например, смесь TiCl 4 и R 3);
продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.
Получение полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) образуется при следующих условиях:
- температура 120-150 °C;
- давление ниже 0.1 - 2 МПа;
- присутствие катализатора (катализаторы Циглера-Натта, например, смесь TiCl 4 и R 3);
Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.
Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2- и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.
Другие способы получения полиэтилена
Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.
Модификации полиэтилена
Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путём получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом , полиизобутиленом, каучуками и т. п.
На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации - привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.
Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЭ-С (PE-X) . Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счёт этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.
Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.
Молекулярное строение
Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n
≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C 1 -С 4 , 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.
Показатели, характеризующие строение полимерной цепи различных видов полиэтилена: |
|||
Показатель |
ПЭВД |
ПЭСД |
ПЭНД |
Общее число групп СН 3 на 1000 атомов углерода: |
|||
Число концевых групп СН 3 на 1000 атомов углерода: |
|||
Этильные ответвления |
|||
Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода |
|||
в том числе: |
|||
винильных двойных связей (R-CH=CH 2), % |
|||
винилиденовых двойных связей (), % |
|||
транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R’), % |
|||
Степень кристалличности, % |
|||
Плотность, г/см³ |
Полиэтилен низкого давления (HDPE)
Физико-химические свойства ПЭНД при 20°C: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Параметр |
Значение |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Плотность, г/см³ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Разрушающее напряжение, кгс/см² |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
при растяжении |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
при статическом изгибе |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
при срезе |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
относительное удлинение при разрыве, % |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
модуль упругости при изгибе, кгс/см² |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
предел текучести при растяжении, кгс/см² |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
относительное удлинение в начале течения, % |
При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 °C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде . Под высоким давлением может быть растворён в перегретой до 180 °C воде . Со временем, деструктурирует с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др. Полиэтилен низкого давления (HDPE) применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды. ПереработкаПолиэтилен (кроме сверхмолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия , экструзия с раздувом, литьё под давлением , пневматическое формование . Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком. Применение
Деталей технической аппаратуры, диэлектрических антенн, предметов домашнего обихода и др.; Малотоннажная марка полиэтилена - так называемый «сверхвысокомолекулярный полиэтилен», отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только литьём. n CH 2 =CH(CH 3) → [-CH 2 -CH(CH 3)-] n Международное обозначение – PP. Параметры, необходимые для получения полипропилена близки к тем, при которых получают полиэтилен низкого давления. При этом, в зависимости от конкретного катализатора, может получаться любой тип полимера или их смеси. Полипропилен выпускается в виде порошка белого цвета или гранул с насыпной плотностью 0,4-0,5 г/см³. Полипропилен выпускается стабилизированным, окрашенным и неокрашенным. Молекулярное строениеПо типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом; Физико-механические свойстваВ отличие от полиэтилена, полипропилен менее плотный (плотность 0,91 г/см 3 , что является наименьшим значением вообще для всех пластмасс), более твёрдый (стоек к истиранию), более термостойкий (начинает размягчаться при 140 °C, температура плавления 175 °C), почти не подвергается коррозионному растрескиванию. Обладает высокой чувствительностью к свету и кислороду (чувствительность понижается при введении стабилизаторов). Поведение полипропилена при растяжении ещё в большей степени, чем полиэтилена, зависит от скорости приложения нагрузки и от температуры. Чем ниже скорость растяжения полипропилена, тем выше значение показателей механических свойств. При высоких скоростях растяжения разрушающее напряжение при растяжении полипропилена значительно ниже его предела текучести при растяжении. Показатели основных физико-механических свойств полипропилена приведены в таблице: Физико-механические свойства полипропилена разных марок приведены в таблице:
|
В чем отличия между полипропиленовыми, полиэтиленовыми и пластиковыми трубами? В обиходе неспециалисты обычно все трубы, из различных полимеров, называют «пластиковыми » и, как ни странно, это правильно. Однако, изготовленные из различных материалов трубы значительно различаются по свойствам и, следовательно, по области применения:
1. Пластиком или пластмассой можно назвать любой полимер природного или искусственного происхождения и если следовать этому принципу, то даже резиновый шланг - это пластиковая труба. Существует множество пластмасс, из которых изготавливают трубы - поливинилхлорид, полистирол и т.п., но в строительстве для прокладки коммуникаций наибольшее применение нашли полиэтиленовые и полипропиленовые изделия .
2. Полиэтилен от полипропилена отличается несколько более низким максимальным давлением и температурой , его обычно применяют только для прокладки водопровода и канализации, зато большей гибкостью, что позволяет уменьшить количество стыков при укладке.
3. Полипропилен более жесткий , но выдерживает более высокое давление и температуру, трубами, изготовленными из него, можно прокладывать отопление и горячую воду.
На этом различия не заканчиваются, «таки есть одна маленькая большая разница» - есть полиэтилен, который не совсем полиэтилен, также как и есть не совсем полностью полиэтиленовые трубы.
Рассказываю о них:
4. Существуют трубы из «сшитого» полиэтилена
.
В процессе изготовления он подвергается специальной обработке и меняет свои свойства. Такой материал имеет почти одинаковые с полипропиленом свойства и трубы из него применяются там же, где и полипропиленовые. Но он имеет и недостаток - его нельзя сваривать
, соединения делают с помощью специальных вставок и использования уплотнений или клеев.
5. Из «сшитого» полиэтилена изготавливают и металлопластиковые трубы
.
По своей конструкции это «слоеный пирог», где между внешней и внутренней пластиковой оболочкой вклеен рукав из алюминиевой фольги
. Такие трубы выдерживают еще более высокие давления и температуры. Кроме того, они не расширяются так сильно, как выполненные из однородного материала под воздействием перепадов температуры и давления, и идеально подходят для монтажа отопления. Но их также нельзя сварить.
С основными различиями мы разобрались, но это не значит, что любую полипропиленовую трубу можно монтировать в качестве стояка отопления - иногда бывают разновидности, которые не рассчитаны на большие нагрузки или нагрев. В любом конкретном случае нужно внимательно соотнести характеристики конкретной марки трубы и условия, в которых она будет работать . Иначе есть возможность устроить в вашем доме небольшой бассейн или даже каток в зимнее время из-за ее разрыва.
ВИДЫ ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ. РАЗНИЦА МЕЖДУ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ И ПОЛИПРОПИЛЕНОВЫМИ ТРУБАМИ, ТРУБАМИ ПВХ, ПОЛИБУТЕНОВЫМИ ТРУБАМИ. МАРКИРОВКА ПОЛИМЕРНЫХ ТРУБ.
Выбор труб для систем водоснабжения, отопления и канализации в наше время достаточно велик.А ведь совсем недавно для этих целей использовались почти исключительно стальные и чугунные трубы. Полимерные же материалы, появились в жизни человека сравнительно недавно - в середине XX века. Все мы довольно быстро привыкли к полиэтиленовым пакетам и сумкам, пленке для парников и цветным тазикам. Несколько позже появилась одноразовая посуда, пластиковая мебель и даже чайники из пластмассы. Сегодня нам уже предлагают оконные рамы и трубы из полимеров. Но в большинстве своем, российский потребитель с сомнением верит в надежность и долговечность полимерных труб. Слишком несерьезно выглядят цветные полимерные трубы, смотанные в бухты, как лапша, по сравнению с привычными добротными толстыми и тяжелыми стальными и чугунными трубами.
Но давайте обратимся к статистике. Что же предпочитает европейский потребитель? Более 80% труб, устанавливаемых в новых или капитально ремонтируемых домах, - трубы медные и полимерные, используемые примерно в равных количествах.
Чтобы разобраться в положительных и отрицательных свойствах полимерных труб, надо начать с полимеров. В отличие от металлов и асбестоцемента полимеры - органические вещества со всеми их достоинствами и недостатками, состоящие в близком родстве с природными высокомолекулярными - древесиной, кожей и шерстью.
Полимеры имеют целый ряд достоинств:
- Они обладают универсальной химической стойкостью и не подвержены коррозии;
- Несмотря на свою легкость (их плотность в 5-8 раз ниже плотности стали), они достаточно прочные и эластичные;
- Полимеры легко перерабатываются в изделия, т.е. принимают заданную форму и хорошо окрашиваются;
- Теплопроводность полимеров значительно ниже, чем у металлов, что, в частности, снижает теплопотери при транспортировке горячих жидкостей.
Однако полимеры не лишены и существенных недостатков:
- При нагревании прочность полимеров снижается. Как и все органические вещества, они горят, а под действием ультрафиолетовых лучей стареют (делаются хрупкими и разрушаются);
- К недостаткам следует отнести и большой (в 10 раз больше, чем у стали) коэффициент температурного расширения; правда, эластичность полимеров частично компенсирует этот недостаток.
Технологи, производящие изделия из полимеров, стараются,
и не без успеха, усилить их достоинства и уменьшить недостатки.
Химическая промышленность во второй половине XX века освоила
производство десятков полимеров, но массовое применение,
в том числе и при производстве труб, нашли 5-7 главнейших
из них.
Безусловными лидерами являются полиэтилен (РЕ)
, полипропилен
(РР)
и поливинилхлорид (РУС)
.
Указанные полимеры относятся к группе термопластичных. Они
способны при нагревании переходить в пластично-вязкое состояние,
а при охлаждении отвердевать.
Трубы из таких полимеров получают методом экструзии (выдавливания)
с помощью обогреваемого шнека (пример простейшего экструдера,
но только без обогрева - домашняя мясорубка). Трубы получаются
с очень гладкой поверхностью (шероховатость полимерных труб
примерно в 10 раз ниже, чем стальных).
Полиэтиленовые трубы
Полиэтиленовые трубы получили наибольшее распространение. Первоначально их делали из обычного полиэтилена (вспомните прозрачную полиэтиленовую пленку). Такие трубы теряли прочность при нагреве до 50-60"С и быстро старели. Их можно было использовать для подачи только холодной воды.
В 80-е гг. химики научились связывать друг с другом линейные молекулы полиэтилена - "сшивать". Такой "сшитый" полиэтилен обладает повышенной прочностью, теплостойкостью, и стойкостью к Уф-излучению. По ним допустима транспортировка воды температурой до 95"С. Получив повышенную теплостойкость, "сшитый" полиэтилен потерял способность свариваться. В маркировке изделий "сшитый" полиэтилен обозначается РЕ-Х (буква X указывает на то, что полимер "сшит"). Трубы из сшитого полиэтилена составляют более половины от общего выпуска полимерных труб.
Трубы из "сшитого" полиэтилена РЕ-Х можно использовать не только для холодного, но и горячего водоснабжения и отопления (центрального и напольного).
Полипропиленовые трубы
Полипропилен (РР) по использованию в производстве труб занимает второе место. Физико-механические и термические свойства этого полимера близки к сшитому полиэтилену, но в отличие от последнего он более жесткий. Поэтому полипропиленовые трубы выпускаются в виде мерных отрезков, что несколько менее удобно при транспортировке и требует большого количества соединительных элементов при монтаже. На крупных фирмах эта проблема решена: предлагаются разные варианты комплексных систем соединения - низкотемпературной сваркой и с помощью металлических комплектующих.
ПВХ - трубы
Поливинилхлорид (PVC) - очень широко используемый в строительстве полимер, в производстве труб идет вслед за полиэтиленом и полипропиленом. Обычно он используется в непластифицированном виде. Присутствие хлора в ПВХ вызывает настороженность экологов и ограничивает применение таких труб для водоснабжения. Положительным свойством поливинилхлорида является его пониженная горючесть и повышенная химическая стойкость по сравнению с другими полимерами. Он также менее чувствителен к УФ-излучению, поэтому основные области применения ПВХ-труб - это водосточные системы и канализация.
Полибутеновые трубы
Полибутен (РВ) - полимер, так же как полиэтилен и полипропилен, из группы полиолефинов. Биологически безвреден. Трубы из полибутена более эластичны, чем из полипропилена. Полибутен характеризуется высокими прочностными показателями, стойкостью к УФ-облучению и повышенной теплостойкостью, приближаясь в этом отношении к "сшитому" полиэтилену.
Полибутеновые трубы зарекомендовали себя в сетях горячего водоснабжения и отопления (в частности, для устройства теплых полов). При 70°С и рабочем давлении в системе 0,3 МПа гарантируется 50-летний срок службы РВ-труб. Максимальная температура эксплуатации таких труб +95°С. Как и полипропиленовые, полибутеновые трубы можно сваривать, что позволяет использовать эти трубы для внутренней разводки.
Маркировка полимерных труб
Полимерные трубы маркируют по виду полимера (РЕ
,
РЕ-Х
, РР
и т.п.), по наружному диаметру и номинальному
давлению (PN).
Наружные диаметры труб (в мм) для внутренней разводки представлены
следующим рядом: 10; 12; 16; 25; 32; 40; 50 и т.д.
Кроме диаметра, трубы маркируются по толщине стенки.
Номинальное давление обычно выражают в барах: 1 бар = 0,1
МПа. Под номинальным давлением подразумевают постоянное
внутреннее давление воды при 20°С, которое труба может безотказно
выдерживать в течение 50 лет (например, PN=10, PN=12,5 или
РМ=20).
Для оценки уровня этих параметров можно вспомнить, что рабочее
давление воды в водопроводной системе не более 0,6 МПа (6
бар). Максимальное давление, которое труба может выдержать
короткое время, в несколько раз выше номинального. При температуре
выше 20°С срок безотказной работы полимерных труб при неизменном
давлении сокращается или может остаться тем же - 50 лет,
но при условии меньшего рабочего давления.
Характеристика некоторых материалов, применяемых для производства и соединительных деталей полимерных труб
Показатели |
Значение показателей для материала |
|||||||
ПНД (ПВП) |
ПНД (ПСП) |
ПВД (ПНП) |
ПВДФ |
ПА (пласти-фицированного) |
||||
Плотность, г/куб.см | ||||||||
Предел текучести при растяжении, МПа | ||||||||
Удлинение при разрыве, % | ||||||||
Модуль упругости, МПа | ||||||||
Коэффициент линейного расширения | ||||||||
Расчетное допускаемое напряжение труб, МПа |
Два схожих полимерных материала, которые конкурируют друг с другом на мировом рынке. И свойства, и их сфера применения очень близка. Однако различия все-таки существуют, потому в этой статье мы поможем разобраться, чем отличаются полиэтилен и полипропилен.
Общие свойства полиэтилена и полипропилена
Начнем с того, что объединяет эти два материала.
- Термопластичность. Оба материала под воздействием температуры размягчаются и плавятся, что обеспечивает возможность применения соответствующих технологий: литье, экструзия и т.п.
- Механическая прочность. РР и РЕ имеют схожие показатели прочности на разрыв, а также ударной вязкости. При этом полипропилен гораздо ближе по свойствам к полиэтилену низкого давления.
- Электроизоляционные свойства. Оба материала не проводят электрический ток, а за счет своей пластичности могут эффективно применяться в качестве гибкой изоляции проводов.
- Химическая устойчивость. Полиэтилен и полипропилен устойчивы к воздействию воды, а также агрессивных сред (щелочей, кислот). Однако оба материала растворяются под воздействием многих органических растворителей, включая бензин.
Основные отличия полиэтилена и полипропилена
- Полипропилен синтезируют только при низком давлении (до 4 МПа), и только в присутствии катализатора Циглера - Натты. Полиэтилен же может синтезироваться при таких условиях (будет получен ПЭ низкого давления) либо при высоком давлении (будет получен менее прочный ПЭ высокого давления). Соответственно, отличий между РР и РЕ высокого давления намного больше, чем между РЕ низкого давления.
- Полипропилен легче: материал имеет вес как минимум на 0,04 г/куб. см. меньше по сравнению с самой легкой маркой полиэтилена.
- Полипропилен имеет более высокую температуру плавления, до 180 градусов, в то время как полиэтилен плавится уже при 140 градусах.
- Полипропилен формирует более гладкую и плотную поверхность, потому более устойчив к загрязнениям и легче отмывается по сравнению с ПЭ.
- Полиэтилен более эластичен. Полипропилен более прочный, но и хрупкий материал, в то время как полиэтилен обеспечивает увеличенную гибкость.
- Полиэтилен имеет гораздо более высокую морозостойкость, выдерживая температуры до -50 градусов, в то время как для полипропилена критичной является температура -5 градусов.
- Цена: полипропилен - это более дорогой полимер . Сырье стоит дороже, и по стоимости может быть сопоставимо разве что с лучшими маркам полиэтилена низкого давления.
Итоги: каждый полимер - хорошее решение для своих задач
Каждый из материалов имеет свою сферу применения и свои преимущества, которыми нужно пользоваться.