Polietylen
W zależności od metody otrzymywania rozróżnia się dwa podstawowe typy polietylenu:
1. małej gęstości (wysokociśnieniowy)
2. dużej gęstości (niskociśnieniowy)
Polietylen wysokociśnieniowy jest otrzymywany z etylenu w fazie gazowej pod ciśnieniem 180-250 MPa i w temperaturze 200-250oC. W wyniku polimeryzacji, której katalizatorami są nadtlenki lub wodoronadtlenki organiczne, otrzymuje się produkt o konsystencji miodu. Po przejściu przez zbiornik redukujący ciśnienie, polietylen wychodzący w postaci wstęgi chłodzi się na walcach wodą, a następnie granuluje.
Polietylen niskociśnieniowy, jego produkcję przemysłową uruchomiono w połowie lat pięćdziesiątych dzięki zastosowaniu tzw. Katalizatorów Zieglera - Natty. Umożliwiają one prowadzenie reakcji polimeryzacji w fazie ciekłej, w temperaturze 50-70oC pod ciśnieniem normalnym lub nieco podwyższonym (0,3-0,5MPa). Metoda niskociśnieniowa nie wymaga stosowania skomplikowanej aparatury, co stanowi jej zaletę w porównaniu z procesem wysokociśnieniowym. Jednak prowadzenie procesu przy użyciu dużych ilości rozpuszczalnika oraz konieczność stosowania katalizatora, który później trzeba usuwać przez wymycie z polimeru (katalizator pozostawiony w tworzywie pogarsza właściwości elektryczne) powodują, ze sam proces otrzymywania polietylenu tą metoda jest bardzo kłopotliwy i dość kosztowny. Produkt polimeryzacji wydziela się w postaci zawiesiny, którą filtruje się na filtrze obrotowym. Polimer otrzymany w postaci proszku miesza się ze środkami pomocniczymi i formuje w postać granulek. Polietylen niskociśnieniowy ma lepsze właściwości mechaniczne i cieplne od wysokociśnieniowego, lecz jednocześnie gorsze właściwości elektryczne wynikające z pozostałości katalizatora metaloorganicznego w polimerze. Przetwórstwo i zastosowanie obu typów polietylenu są podobne.
Polietylen jest tworzywem o bardzo dużej udarności, która zmniejsza się w niskich temperaturach. W temperaturze - 120oC tworzywo to przechodzi w stan szklisty i wtedy udarność jego gwałtownie maleje.
Własności polietylenu
| Właściwości | PE-LD | PE-LLD | PE-HD |
|---|---|---|---|
| Gęstość, 23OoC, g/cm3 | =<0,920 | 0,918-0,935 | =<0,954 |
| Wskaźnik szybkości płynięcia (190/2,16), g/10min | 25-0,5 | 23-0,5 | 17-0,35 |
| Temp. topnienia fazy krystalicznej, oC | 105-110 | 122-124 | 130-135 |
| Wytrzymałość na rozciąganie na granicy plastyczności, MPa | - | - | - |
| Wydłużenie przy zerwaniu,% | - | - | - |
| Udarność z karbem wg Charpiy'ego, kJ/m2 | nie pęka | nie pęka | 6 |
| Stabilność termiczna bez zmian właśc. Mechanicznych, oC ,w krótkim okresie | 80-90 | 90-115 | 90-120 |
| Stabilność termiczna bez zmian właśc. Mechanicznych, oC ,w dłuższym okresie | 60-75 | 70-95 | 70-80 |
| Temp. mięknienia wg Vicata (met. B),oC | 40 | 115(A) | 60-65 |
| Rezystywność skrośna, om cm | >1016 | >1016 | >1016 |
| Wytrzymałość na przebicie, kV/cm | >700 | >700 | >700 |
| Rezystywność powierzchniowa, om | 1013 | 1013 | 1013 |
| Chłonność wody (24),% | - | 0,01 | - |