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.
Переработка
Полиэтилен (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
- Полиэтиленовая плёнка (особенно упаковочных, например, пузырчатая упаковка или скотч),
- Тара (бутылки , банки , ящики , канистры , садовые лейки , горшки для рассады)
- Полимерные трубы для канализации , дренажа , водо-, газоснабжения.
- Полиэтиленовый порошок используется как термоклей .
- Броня (бронепанели в бронежилетах)
- Корпуса для лодок , вездеходов
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 строение
По типу молекулярной структуры можно выделить три основных типа: изотактический, синдиотактический и атактический. Изотактический и синдиотактический образуются случайным образом;
Физико-механические свойства
В 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:
|
Физико-механические свойства полипропилена различных марок
|
|
Показатели / марка
|
01П10/002
|
02П10/003
|
03П10/005
|
04П10/010
|
05П10/020
|
06П10/040
|
07П10/080
|
08П10/080
|
09П10/200
|
|
Насыпная плотность, кг/л, не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель текучести расплава, г/10 мин
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительное удлинение при разрыве, %, не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предел текучести при разрыве, кгс/см² , не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стойкость к растрескиванию, ч, не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теплостойкость по методу НИИПП, °C
|
|
Полиэтилен (ПЭ) : физико-химические и потребительские свойства, структура потребления, области применения полиэтилена
Полиолефины представляют собой самый распространенный тип полимеров получаемых реакциями полимеризации и сополимеризации непредельных углеводородов (этилена, пропилена, бутилена и других альфа-олефинов). Около 50% производимого в мире этилена используется для получения полиэтилена.
Химическая структура молекулы полиэтилена проста и представляет собою цепочку атомов углерода, к каждому из которых присоединены две молекулы водорода.
Полиэтилен (ПЭ) [–СН2-СН2–]n существует в двух модификациях, отличающихся по структуре, а значит, и по свойствам. Обе модификации получаются из этилена СН2=СН2. В одной из форм мономеры связаны в линейные цепи со степенью полимеризации (СП) обычно 5000 и более; в другой – разветвления из 4-6 углеродных атомов присоединены к основной цепи случайным способом. Линейные полиэтилены производятся с использованием особых катализаторов, полимеризация протекает при умеренных температурах (до 150 0С) и давлениях (до 20 атм.).
Полиэтилен - термопластичный полимер, непрозрачен в толстом слое, кристаллизуется в диапазоне температур от минус 60 °С до минус 369 °С; не смачивается водой, при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных; ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать.
Этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП); полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП); а также еще на линейный полиэтилен.
ПЭВД полимеризуется радикальным способом под давле¬нием от 1000 до 3000 атмосфер и при температуре 180 градусов. Инициатором служит кислород.
ПЭНД полимеризуется при давлении не менее 5 атмосфер и температуре 80 градусов при помощи катализаторов Циглера-Натта и органического растворителя.
Линейный полиэтилен (есть еще название полиэтилен среднего давления) получают при 30-40 атмосферах и температуре около 150 градусов. Такой полиэтилен является как бы «промежуточным» продуктом между ПЭНД и ПЭВД, что касается свойств и качеств.
Не так давно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые катализаторы. Смысл технологии заключается в том, что удается добиться более высокой молекулярной массы полимера, это, соответственно, увеличивает прочность изделия.
По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру.
Также отличия проявляются в плотности, температуре плавления, твердости, и прочности.
Сравнительная характеристика полиэтилена высокого и низкого давления (ПЭВД и ПЭНД)
Основной причиной, вызывающей различия в свойствах ПЭ, является разветвленность макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше эластичность и меньше кристалличность полимера. Paзветвления затрудняют более плотную упаковку макромолекул и препятствуют достижению степени кристалличности 100 %; наряду с кристаллической фазой всегда имеется аморфная, содержащая недостаточно упорядоченные участки макромолекул. Соотношение этих фаз зависит от способа получения ПЭ и условии его кристаллизации. Оно определяет и свойства полимера. Пленки из ПЭНП в 5-10 раз более проницаемы, чем пленки из ПЭВП.
Механические показатели ПЭ возрастают с увеличением плотности (степени кристалличности) и молекулярной массы. В виде тонких пленок ПЭ (особенно полимер низкой плотности) обладает большей гибкостью и некоторой прозрачностью, а в виде листов приобретает большую жесткость и непрозрачность.
Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Они могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С.
Полиэтилены, являясь предельными углеводородами, стойки по отношению ко многим агрессивным средам (кислотам, щелочам и т.д.) и органическим жидкостям.
Существенным недостатком полиэтилена является его быстрое старение. Срок старения увеличивают за счет специальных добавок - противостарителей (фенолы, амины, газовая сажа).
Вязкость расплава ПЭНП выше, чем ПЭВП, поэтому он перерабатывается в изделия легче.
По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам, диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от минус 80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.
Полиэтилен низкого давления PEHD
Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью отдельных марок до 110 0С. Допускает охлаждение до -80 0С. Температура плавления марок: 120-135 0С. Температура стеклования: ок. -20 0С. Дает блестящую поверхность.
Характеризуется хорошей ударной прочностью и большей теплостойкостью по сравнению с LDPE.
Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, проницаемость для газов и паров.
Наблюдается высокая ползучесть при длительном нагружении. Имеет очень высокую химическую стойкость (больше, чем у LDPE). Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Биологически инертен. Легко перерабатывается.
|
Показатели (23 0С)
|
Значения для ненаполненных марок
|
|
Плотность
|
0,94-0,97 г/см3
|
|
Теплостойкость по Вика (в жидкой среде, 50 0С/ч, 50Н)
|
|
|
Предел текучести при растяжении (50 мм/мин)
|
|
|
Модуль упругости при растяжении (1 мм/мин)
|
|
|
Относительное удлинение при растяжении (50мм/мин)
|
|
|
Ударная вязкость по Шарпи (образец с надрезом)
|
|
|
Твердость при вдавливании шарика (358 Н, 30с)
|
|
|
Удельное поверхностное электрическое сопротивление
|
10^14-10^15 Ом
|
|
Водопоглощение (24 ч, влажность 50%)
|
|
 Полиэтилен ПНД (высокой плотности) применяется преимущественно для выпуска тары и упаковки. За рубежом примерно третья часть выпускаемого полимера используется для изготовления контейнеров выдувным формованием (емкости для пищевых продуктов, парфюмерно-косметических товаров, автомобильных и бытовых химикатов, топливных баков и бочек). При этом стоит отметить, что по сравнению с другими областями, опережающими темпами растет использование ПЭНД для производства упаковочных пленок. ПЭ НД находит также применение в производстве труб и деталей трубопроводов, где используются такие достоинства материала как долговечность (срок службы - 50 лет), простота стыковой сварки, дешевизна (в среднем на 30% ниже по сравнению с металлическими трубами).
Полиэтилен высокого давления
Другие обозначения: PE-LD, PEBD (французское и испанское обозначение).
Легкий эластичный кристаллизующийся материал с теплостойкостью без нагрузки до 60°С (для отдельных марок до 90 °С). Допускает охлаждение (различные марки в диапазоне от -45 до -120 °С).
Свойства сильно зависят от плотности материала. Увеличение плотности приводит к повышению прочности, жесткости, твердости, химической стойкости. В то же время при увеличении плотности снижается ударопрочность при низких температурах, удлинение при разрыве, трещиностойкость, проницаемость для газов и паров. Склонен к растрескиванию при нагружении. Не отличается стабильностью размеров.
Обладает отличными диэлектрическими характеристиками. Имеет очень высокую химическую стойкость. Не стоек к жирам, маслам. Не стоек к УФ-излучению. Отличается повышенной радиационной стойкостью. Биологически инертен. Легко перерабатывается.
Характеристики марочного ассортимента
(минимальные и максимальные значения для промышленных марок)
Примеры применения
 Полиэтилен ПВД (низкой плотности) используется в основном в производстве пищевых, технических, сельскохозяйственных пленок и для изоляции трубопроводов. В последние годы за рубежом наиболее активно растет объем потребления и производства линейного полиэтилена низкой плотности, который в ряде зарубежных стран в значительной степени вытеснил из основных сегментов рынка (производство пленок) ПЭНП.
Линейный полиэтилен LLDPE
Другие обозначения: PE-LLD, L-LDPE
Легкий эластичный кристаллизующийся материал. Теплостойкость до 118 0С. Имеет большую стойкость к растрескиванию, ударную прочность и теплостойкость, чем полиэтилен низкой плотности (LDPE). Биологически инертен. Легко перерабатывается. Дает меньшее коробление и большую стабильность размеров, чем LDPE.
Характеристики марочного ассортимента
(минимальные и максимальные значения для промышленных марок)
Примеры применения
Упаковка. Контейнеры (в том числе для пищевых продуктов), емкости.
Сэвилен: TУ 6-05-1636-97
Сэвилен – сополимер этилена с винилацетатом – представляет собой высокомолекулярное соединение, относящееся к полиолефинам. Получают его методом, аналогичным методу производства полиэтилена низкой плотности (высокого давления).
Сэвилен превосходит полиэтилен по прозрачности и эластичности при низких температурах, обладает повышенной адгезией к различным материалам.
Свойство сэвилена зависят, главным образом, от содержания винилацетата (5-30 вес. %). С повышением содержания винилацетата кристалличность, разрушающее напряжение при растяжении, твердость, теплостойкость уменьшаются, в то время кок плотность, эластичность, прозрачность, адгезия увеличиваются.
Сэвилен с содержанием винилацетата до 15% (марки 11104-030, 11306-075) перерабатывается теми же методами, что и полиэтилен низкой плотности, но переработка экструзией и литьем под давлением ведется при более низкой температуре.
Из сэвилена марок 11104-030, 11306-075 можно изготавливать выдувные изделия, шланги, прокладки, игрушки. Из этих же марок сэвилена получают атмосферостойкие, прозрачные пленки, обладающие, по сравнению с полиэтиленовыми пленками, более низкой температурой плавления.
Высокие адгезионные свойства сэвилена и хорошая совмещаемость с восками дает возможность для использования его в качестве покрытия бумаги и картона при производстве тары. Для этих целей применяется сэвилен с содержанием винилацетата 21-30 вес. % (марки 11507-070, 11708-210, 11808-340).
Важной областью использования сэвилена является приготовление на его основе клеев-расплавов. Клеи-расплавы не содержат растворителей, при комнатной температуре – это твердые вещества. Используются они в расплавленном виде при температуре 120 – 200С.
Для получения клеев-расплавов служит сэвилен, содержащий 21 -30 вес.% винилацетата (марки 11507-070, 11708-210, 11808-340). Клеи-расплавы на основе сэвилена широко применяются в полиграфической, мебельной, обувной и других отраслях промышленности.
Сэвилен хорошо совмещается с различными наполнителями, что обусловливает широкое распространение наполненных продуктов.
Таблица качественных показателей марок сэвилена ТУ 6-05-1636-97
|
Наименование показателей
|
Сэвилен 11104-030
|
Сэвилен 11205-040
|
Сэвилен 11306-075
|
Сэвилен 11407-027
|
Сэвилен 12206-007
|
Сэвилен 12306-020
|
|
Плотность, г/см2
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели текучести расплава, г/10 мин, в пределах:
при t=190 0С
|
|
|
|
|
|
|
|
Разброс показателя текучести расплава в пределах партии, %
|
|
|
|
|
|
|
|
Массовая доля винилацетата, % в пределах
|
|
|
|
|
|
|
|
Кол-во включений, шт. не более
|
|
|
|
|
|
|
|
Прочность при разрыве, МПа (кгс/см2), не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
Относительное удлинение при разрыве %, не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
Адгезионная прочность, Н/мм (кгс/см), не менее
|
|
|
|
|
|
|
|
Стойкость к термоокислительному старению, ч, не менее, для рецептур 02, 03, 06
|
|
|
|
|
|
|
|
Стойкость к термоокислительному старению, ч, не менее, для рецептур 05,07
|
|
|
|
не нормируется
|
не нормируется
|
не нормируется
|
|
Метод перераьотки
|
|
экструзия, литье
|
экструзия, литье, компаундирование
|
экструзия
|
экструзия, литье
|
экструзия, литье
|
Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств ПЭ определяет его потребительские свойства и позволяет широко применять во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, легкой, медицине и др.).
Структура потребления ПЭ, %
Изоляция электрических проводов
. Высокие диэлектрические свойства полиэтилена и его смесей с полиизобутиленом, малая проницаемость для паров воды позволяют широко использовать его для изоляции электропроводов и изготовления кабелей, применяемых в различных средствах связи (телефонной, телеграфной), сигнальных устройствах, системах диспетчерского телеуправления, высокочастотных установках, для обмотки проводов двигателей, работающих в воде, а также для изоляции подводных и коаксиальных кабелей.
Кабель с изоляцией из полиэтилена имеет преимущества по срав¬нению с каучуковой изоляцией. Он легок, более гибок и обладает большей электрической прочностью. Провод, покрытый тонким слоем полиэтилена, может иметь верхний слой из пластифицированного поливинилхлорида, образующего хорошую механическую защиту от повреждений.
В производстве кабелей находит применение ПЭНП, сшитый небольшими количествами (1-3 %) органических перекисей или облученный быстрыми электронами.
Пленки и листы.
Пленки и листы могут быть изготовлены из ПЭ любой плотности. При получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП.
Пленки изготовляются двумя методами: экструзией расплавленного полимера через кольцевую щель с последующим раздувом или экструзией через плоскую щель с последующей вытяжкой. Они выпускаются толщиной 0,03-0,30 мм, шириной, до 1400 мм (в некоторых случаях до 10 м) и длиной до 300 м.
Кроме тонких пленок, из ПЭ изготовляют листы толщиной 1-6 мм и шириной до 1400 мм, Их применяют в качестве футеровочного и электроизоляционного материала и перерабатывают в изделия технического к бытового назначения методом вакуумного формования.
Большая часть продукции из ПЭНП служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, поливинилиденхлоридной, поливинилфторидной, полиэтилентерефталатнсй, из поливинилового спирта и др.), меньшая часть используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).
Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических и других исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.
Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки, передники, косынки и т. п. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.
Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная ткань.
Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок - мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.
На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий вы¬сокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65-96 мкм, шириной 80-I50 мм.
ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления.
 Трубы.
Из всех видов пластмасс ПЭ нашел наибольшее применение для изготовления экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки.
Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6-300 мм при толщине стенок 1,5-10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углом 45 и 90 град; тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.
Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.
Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до 60 0С, а из ПЭВП - до 100 0С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до – 60 0С) и при замерзании воды; они не подвержены почвенной коррозии.
Формование и литьевые изделия
. Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т. п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250 0С.
Формованием и сваркой можно изготовить вентили, колпаки, конейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т. п.
Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением. Большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтиле¬на объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.
Выбор того или иного технологического процесса определяется в первую очередь необходимостью получения марочного ассортимента с определенным комплексом свойств. Суспензионный метод целесообразен для производства полиэтилена трубных марок и марок полиэтилена, предназначенного для переработки экструзионным методом, а также для производства высокомолекулярного полиэтилена. С привлечением растворных технологий получают ЛПЭНД, для высококачественных упаковочных пленок, марки полиэтилена для изготовления изде¬лий методами литья и ротационного формования. Газофазным методом производят марочный ассортимент полиэтилена, предназначенный для изготовления товаров народного потребления.
Пластмассы
Цепочки молекул полипропилена.
Предметы быта, полностью или частично сделанные из пластмассы
Пластма́ссы
(пласти́ческие ма́ссы) или пла́стики
- органические материалы, основой которых являются синтетические или природные высокомолекулярные соединения (полимеры). Исключительно широкое применение получили пластмассы на основе синтетических полимеров.
Название «пластмассы» означает, что эти материалы под действием нагревания и давления способны формироваться и сохранять после охлаждения или отвердения заданную форму. Процесс формования сопровождается переходом пластически деформируемого (вязкотекучего) состояния в стеклообразное состояние .
История
Первая пластмасса была получена английским металлургом и изобретателем Александром Парксом в 1855 году . Паркс назвал её паркезин (позже получило распространение другое название - целлулоид). Паркезин был впервые представлен на Большой Международной выставке в Лондоне в 1862 году. Развитие пластмасс началось с использования природных пластических материалов (например, жевательной резинки , шеллака), затем продолжилось с использованием химически модифицированных природных материалов (таких, как резина , нитроцеллюлоза , коллаген , галалит) и, наконец, пришло к полностью синтетическим молекулам (бакелит , эпоксидная смола , поливинилхлорид , полиэтилен и другие).
Паркезин являлся торговой маркой первого искусственного пластика и был сделан из целлюлозы, обработанной азотной кислотой и растворителем. Паркезин часто называли искусственной слоновой костью . В 1866 году Паркс создал фирму Parkesine Company для массового производства материала. Однако, в 1868 году компания разорилась из-за плохого качества продукции, так как Паркс пытался сократить расходы на производство. Преемником паркезина стал ксилонит (другое название того же материала), производимый компанией Даниэля Спилла , бывшего сотрудника Паркса, и целлулоид, производимый Джоном Весли Хайатом .
Типы пластмасс
В зависимости от природы полимера и характера его перехода из вязкотекучего в стеклообразное состояние при формовании изделий пластмассы делят на
- Термопласты (термопластичные пластмассы
) - при нагреве расплавляются, а при охлаждении возвращаются в исходное состояние.
- Реактопласты (термореактивные пластмассы
) - отличаются более высокими рабочими температурами, но при нагреве разрушаются и при последующем охлаждении не восстанавливают своих исходных свойств.
Получение
Производство синтетических пластмасс основано на реакциях полимеризации , поликонденсации или полиприсоединения низкомолекулярных исходных веществ, выделяемых из угля , нефти или природного газа . При этом образуются высокомолекулярные связи с большим числом исходных молекул (приставка «поли-» от греческого «много», например этилен-полиэтилен).
Методы обработки
- Литьё/литьё под давлением
- Прессование
- Виброформование
- Вспенивание
- Отливка
- Сварка
Механическая обработка
Пластические массы, по сравнению с металлами, обладают повышенной упругой деформацией , вследствие чего при обработке пластмасс применяют более высокие давления, чем при обработке металлов . Применять какую-либо смазку, как правило, не рекомендуют; только в некоторых случаях при окончательной обработке допускают применение минерального масла . Охлаждать изделие и инструмент следует струей воздуха.
Пластические массы более хрупки, чем металлы, поэтому при обработке пластмасс режущими инструментами надо применить высокие скорости резания и уменьшать подачу. Износ инструмента при обработке пластмасс значительно больше, чем при обработке металлов, почему необходимо применять инструмент из высокоуглеродистой или быстрорежущей стали или же из твердых сплавов. Лезвия режущих инструментов надо затачивать, по возможности, более остро, пользуясь для этого мелкозернистыми кругами.
Пластмасса может быть обработана на токарном станке , может фрезероваться . Для распиливания может применяться ленточные пилы , дисковые пилы и карборундовые круги.
Сварка
Соединение пластмасс между собой может осуществляться механическим путем с помощью болтов, заклепок, склеиванием, растворением с последующим высыханием, а также при помощи сварки. Из перечисленных способов соединения только при помощи сварки можно получить соединение без инородных материалов, а также соединение, которое по свойствам и составу будет максимально приближено к основному материалу. Поэтому сварка пластмасс нашла применение при изготовлении конструкций, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности, прочности и другим свойствам.
Процесс сварки пластмасс состоит в образовании соединения за счет контакта нагретых соединяемых поверхностей. Он может происходить при определенных условиях:
- Повышенная температура. Ее величина должна достигать температуры вязкотекучего состояния.
- Плотный контакт свариваемых поверхностей.
- Оптимальное время сварки - время выдержки.
Также следует отметить, что температурный коэффициент линейного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в процессе сварки и охлаждения возникают остаточные напряжения и деформации, которые снижают прочность сварных соединений пластмасс.
На прочность сварных соединений пластмасс большое влияние оказывают химический состав, ориентация макромолекул, температура окружающей среды и другие факторы.
Применяются различные виды сварки пластмасс:
- Сварка газовым теплоносителем с присадкой и без присадки
- Сварка экструдируемой присадкой
- Контактно-тепловая сварка оплавлением
- Контактно-тепловая сварка проплавлением
- Сварка в электрическом поле высокой частоты
- Сварка термопластов ультразвуком
- Сварка пластмасс трением
- Сварка пластмасс излучением
- Химическая сварка пластмасс
Как и при сварке металлов, при сварке пластмасс следует стремиться к тому, чтобы материал сварного шва и околошовной зоны по механическим и физическим свойствам мало отличался от основного материала. Сварка термопластов плавлением, как и другие методы их переработки, основана на переводе полимера сначала в высокоэластическое, а затем в вязкотекучее состояние и возможна лишь в том случае, если свариваемые поверхности материалов (или деталей) могут быть переведены в состояние вязкого расплава. При этом переход полимера в вязкотекучее состояние не должен сопровождаться разложением материала термодеструкцией. |
|
Полиэтилен и полипропилен активно используются для систем внутренней канализации. Эти современные материалы устойчивы к коррозии и окислению. Они легко монтируются и служат длительное время при условии правильной эксплуатации. Давайте подробно рассмотрим технические характеристики и особенности монтажа труб для канализации из полиэтилена и полипропилена.
Полиэтиленовые трубы для канализации
Полиэтилен – это результат полимеризации газообразного этилена в присутствии катализаторов при повышенной температуре и давлении. Физические свойства материала зависят от условий протекания реакций:
1. Если соблюдалась высокая температура и давление, на выходе получается полиэтилен низкой плотности (ПВД).
2. При более низких показателях температуры и давления – полиэтилен высокой плотности (ПНД).
Нормативы
Полиэтиленовые гофрированные трубы для канализации не регламентируются ГОСТами. Их производство согласовывается с конкретными заказчиками. Производство полиэтиленовых труб для обустройства внутренних коммуникаций регламентируется ГОСТом 22689.2-89.
Какие моменты регулируются стандартами? Это:
- длина и диаметр канализационных труб;
- возможность применения в производстве как ПНД, так и ПВД;
- требования к условным обозначениям труб (например, ТК 30-5000 – ПВД ГОСТ 22689.2; расшифровка – «труба канализационная из полиэтилена высокого давления с диаметром 30 миллиметров и длиной пять метров»);
- длина и диаметр раструбов для соединения полиэтиленовых труб;
- типовые размеры переходников, поворотов, соединительных деталей всех видов (тройники, муфты, крестовины и т.п.).
Ограничения в рамках стандарта:
- монтаж полиэтиленовых труб только в условиях самотечной канализации;
- максимальная рабочая температура — +45° С (возможно кратковременное повышение до +60° С).
Преимущества полиэтиленовых труб для канализации
1. Большой срок службы (от пятидесяти лет).
2. Высокая надежность и устойчивость к коррозии, химическим воздействиям, гидравлическим ударам, внешним агрессивным факторам.
3. Отсутствие необходимости в дорогостоящем обслуживании.
4. Невысокая цена (по сравнению со стальными и чугунными трубами).
5. Низкий вес, благодаря чему монтаж полиэтиленовых труб не представляет особых трудностей.
К минусам можно отнести лишь ограничения относительно сферы их применения (смотри выше).
Виды полиэтиленовых труб
1. Трубы ПВД (из полиэтилена высокого давления).
Характеристики:
- невысокий вес, что облегчает транспортировку, монтаж и демонтаж;
- устойчивость к воздействию агрессивных факторов;
- простота и высокая надежность соединений.
2. Трубы ПНД для канализации (из полиэтилена низкого давления).
Их чаще всего используют для трубопроводов на участках с холодным водоснабжением.
3. Напорные трубы ПЭ для канализации (чаще всего изготавливаются из полимера ПЭ-80).
Сфера их применения – система напорной канализации.
4. Гофрированные трубы из полиэтилена.
Используются чаще всего для обустройства наружной канализации. Выполняются в два слоя:
- верхний – гофрированный – обеспечивает высокую прочность, устойчивость к внешним воздействиям;
- внутренний – гладкий – обеспечивает беспрепятственное движение жидкости, низкую вероятность образования засоров.
Основные характеристики:
- высокая химическая стойкость (в производстве используется полиэтилен ПЭ-80 и ПЭ-63);
- высокая прочность, возможность укладки на глубине до двадцати метров под землей (обеспечивается внешними жесткими кольцами).
Особенности монтажа полиэтиленовых труб
Применяются различные виды соединений.
1. Раструбные.
Этапы работы:
- подбор труб и фитингов согласно проекту и с учетом размеров (при выборе длины нужно учитывать те участки, которые будут вводиться в раструб);
- съем внешней фаски с труб; зачистка внутренней части (не должно оставаться ни заусениц, ни задиров, ни других неровностей);
- введение трубы в раструб вручную (нужно оставить компенсационный зазор в 1 см);
- при составлении проекта важно предусмотреть прокладку трубопровода под уклоном.
2. Сварные.
Для этих видов соединений нужен специальный аппарат для сварки полиэтиленовых труб. Основные конструкционные элементы:
- втулки, на которые надевают трубы;
- нагревающие пластины.
Суть сварки – расплавить торцы труб и соединить их.
3. Муфтовые.
Вид соединений, используемый при монтаже гофрированных труб. Для сборки трубопровода применяются надвижные муфты, а для герметизации стыков – резиновые уплотнители.
Таким образом, полиэтиленовые трубы прекрасно подходят для обустройства как внутренней, так и внешней канализации. Для внутренних работ – гладкие трубы, для внешних – гофрированные.
Полипропиленовые трубы для канализации
Участок их применения – внутренняя безнапорная канализация.
Полипропиленовые трубы производятся из стабилизированного полипропилена методом горячей экструзии.
Преимущества труб для канализации из полипропилена
1. Повышенная устойчивость к химикатам.
2. Отличная гидравлика, безупречная гладкая поверхность.
3. Устойчивость к коррозийным процессам.
4. Небольшой вес, отсутствие зарастания сечения.
5. Способность выдерживать удары даже при минусовых температурах.
6. Способность выдерживать протекание горячей воды в течение длительного времени.
7. Безопасность для человека и окружающей среды.
Трубы из полипропилена изготавливают в соответствии с ГОСТ 26996.
Отличия полипропилена от полиэтилена
Отличительные характеристики полипропиленовых труб продиктованы свойствами исходного материала. Полипропилен (по сравнению с полиэтиленом)
- более устойчив к истиранию;
менее плотный;
- более устойчив к высоким температурам (максимальная температура эксплуатации — +75 — +90° С);
- высокочувствителен к свету и кислороду.
Виды полипропиленовых труб
1. Трубы для обустройства «холодного» трубопровода – PN-10.
2. Трубы для обустройства «холодного» и «горячего» трубопровода – PN-20.
При эксплуатации в канализационных системах с холодной водой срок службы составляет 50 лет; с горячей водой – 25 лет. Если температура превышает допустимые показатели (указаны на этикетках), то труба удлиняется. Поэтому при монтаже устраивают компенсаторы и различные скользящие опоры.
3. Армированные полипропиленовые трубы (PN-25).
Применяются только в системах отопления. Срок службы зависит от давления и температуры. Так, при температуре до семидесяти градусов и давлении в 8 атмосфер – до пятидесяти лет.
Особенности монтажа
Этапы работ:
1. Составление проекта водопровода и выбор комплектующих (крепежных элементов, фитингов и др.).
2. Выбор мест крепления водопровода к стенам, сверление отверстий.
3. Сваривание полиэтиленовых труб в единую конструкцию (сначала нарезают нужные по длине куски, монтируют соединительные муфты, тройники).
4. Монтаж водопровода.
Если нужно соединить трубы разного диаметра, то используются переходники.
Таким образом, полипропиленовые трубы подходят для оборудования систем горячего и холодного водоснабжения, отопления, кондиционирования и др.
Давайте копнем в святая святых и выясним какие пластиковые трубы лучше: полипропиленовые, металлопластиковые или же сшитый полиэтилен. И не важно где они будут использоваться – в водоснабжении или же отоплении. И каждого типа есть, как и преимущества, так и явные недостатки. Что ж, приступим
Чтобы выбрать материал для водопровода правильно, нужно определить условия, в которых он будет использоваться. Варианты могут быть такие:
1. Для холодной и горячей воды в квартире, частном доме
2. для масляного, парового и газового отопления
3. канализация
4. подвальная разводка на многоэтажный дом
5. теплотрассы
Технические условия эксплуатации будут отличаться, а это: температура, давление внутри системы, механическая нагрузка. Поэтому и пластик будет немного отличаться.
Сформировалось мнение, что пластик пришёл к нам из Европы, мол немцы и итальянцы получили патенты, наладили успешное производство и продавали франшизу сначала в Турцию, а затем и в Россию. Но мудрые старцы-сантехники помнят, что сшитый полиэтилен производили ещё в СССР на Карагандинском пластмассовом заводе в 1972 году.
Теперь вода течёт по пластику во всём цивилизованном мире и это считается самыми удобными.
Существует 3 основных вида пластиковых труб, остальные – это их подвиды. Рассмотрим, какие трубы лучше и куда лучше ставить.
Бригады, практикующие установку именно этих шлангов, в народе называются ппрщики или утюжники. Материал считается ширпотребом, то есть широкого потребления народом.
Краш-тест ППР патрубка показал, что он взрывается при 40-50 барах. К сравнению металлопластиковый рвётся уже на 40 барах. Так что обидное слово «ширпотреб» показывает, за что же народ так любит ППР водопровод. Дешёвая и хорошая труба.
Сколько прослужит?
При нормальных условиях, в холодной воде и давлении 2,5 — 4 барра, все материалы работают одинаково, с гарантией 50 лет. Но полипропилен используются также и в отоплении и при тёплых полах, а это температура уже 45 градусов, а если в радиаторах, то до 70-90 градусов.
Соответственно, чем горячее, тем меньше срок годности. В в радиаторах полипропиленовые патрубки служат 15-20 лет, а при высоком постоянном давлении и того меньше.
Особенности монтажа
Неприятные моменты: при соединении используется спайка и у многих изготовителей полипропилена образуются наплывы на месте среза, не всегда идеально подходят насадки и переходники, поэтому при эксплуатации возникают дополнительные шумы. Хотя сантехники шутят, что некоторых людей звук воды даже успокаивает.
Минусы ППР:
- Считается, что полипропилен морально устарел, и профессиональным строительным компаниям не комильфо работать с полипропиленом.
- Большое линейное расширение.
Для неармированных труб коэффициент линейного расширения составляет 0,15 мм/мС, для армированных – 0,03 мм/мС. А это значит, что при эксплуатации в системе отопления ППР будет растягиваться и провисать в 5 раз больше, чем металлопластик. Соответственно, давать нагрузку под другим углом на соединительные детали и начать протекать. Это не подпадает под гарантию и считается нарушением технических условий эксплуатации. Секрет мастера может быть в том, что будут использовать короткие отрезки или опоры под трубопроводом, чем компенсируется линейное расширение.
- Куча стыков. А это чуть ли не главный минус ППР труб. Ведь большинство стыков спрятаны. И только поэтому, отвечая на вопрос какая пластиковая труба лучше, ппр хочется поместить на самое последнее место.
Вывод: отлично подходят для обычной водопроводной разводки в городской квартире.
Трубы из сшитого полиэтилена
Это термопластичные шланги, которые при производстве в странах СНГ должны соответствовать техническим условиям ГОСТ 32415-2013 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления».
Легко держит 95 градусов и высокое давление, химически устойчива, через неё можно пропускать даже газ без утечки. Не проводят электрический ток — на даче можно спокойно использовать оставшийся кусок для изоляции кабеля. Полиэтиленовый материал идеально гладкий, что не даёт задерживаться и скапливаться солевым отложениям и грязи.
Линейное расширение среднее между полипропиленовой и металлопластиковой, но ближе к ППР трубам.
По эксплуатационным характеристикам – такая же, как и металлопластиковая, но не имеет алюминиевого армированного слоя, поэтому дешевле. Очень удобна в установке.
По отзывам, очень приятная классная труба: лёгкая, гнётся, можно греть феном и восстанавливать, если пережата или заломлена.
Сколько прослужат
Можно сказать точно, что дольше ППРС. Сшитый полиэтилен уверенно держит 90 градусов больше 50 лет. Разновидности PEX-трубы, обладают «генетической памятью», после искривления восстанавливают предыдущее положение без дополнительных манипуляций.
Особенности монтажа
Каждого заказчика волнует, чтобы после установки система не дала течь. Но трубы не текут сами. Только при неправильном монтаже, если нарушена технология, или при механическом пробое. Качество сборки определяется умом и сообразительностью техника, любящего свою работу. Ведь сделать «ну пусть пока так», взять деньги и исчезнуть с поля зрения – это просто мошенничество.
Настоящие профи гордятся своими детищами, просят сфотографировать готовую работу для личного портфолио. Ведь это авторитет и репутация мастера.
Для того, чтобы произвести правильную подгонку отрезков, необходимо применять специальные соединительные муфты. Заявленная «генетическая память» будет работать, если соединять шланги по пресс-технологии опрессовочными фитингами. Получают неразъёмное надёжное соединение отрезков.
Минусы сшитого полиэтилена
Первый минус – подверженность ультрафиолету. Солнечные лучи, как прямые так и косые, разрушают сшитый полиэтилен и все его достоинства, поэтому его не используют для монтажа на улице.
Второй – отсутствие шлангов диаметром более 25 мм из-за очень дорогого химического производства.
Вывод: трубы из сшитого полиэтилена идеальны для систем отопления в квартирах и частных домах. Определенно одна из лучших пластиковых труб на рынке.
Металлопластиковые трубы
Металлополимерные изделия взяли в себя лучшее из пластмассы и металла. Внутренний слой шланга – сшитый полиэтилен, средний – армирующая сетка из алюминия, наружный слой – поливинилхлорид – защищает от ультрафиолета.
Бригады водопроводчиков, попробовав в монтаже и эксплуатации металлопластиковые изделия, сохраняют к ним искреннюю привязанность. За 18 лет активной работы с этим материалом в технологии Пресс, мастерам ни разу не пришлось краснеть.
Среди баек сантехников, есть такая, что металлопластик профессионал узнает с закрытыми глазами по характерному звенящему звуку, которым обладает скрученная бухта трубы.
Изделие тяжёлое, но это компенсируется стабильностью, что исключает механические повреждения.
Держит давление 16 бар и 95 градусов температуру. В жилищно-коммунальном хозяйстве используется диаметр 16-40 мм.
Антистатичны, красивые, бесшумно пропускают воду, легко ремонтируются без специального оборудования
Сколько прослужат
Срок годности металлопластиковых образцов 50 лет. Чтобы всё было в порядке, необходимо проследить за монтажом при наличии надёжных пресс-фитингов. Слабое место этих труб – протечки в местах соединений.
Особенности монтажа
Труба отлично держит различные манипуляции, производимые с ней: развороты, перевороты, скрутки, змейки, винтаж. На объекте любой сложности можно придумать, как совершить необходимый выкрутас и зафиксировать. При невозможности убрать испорченную железную трубу, металлопластиковая позволяет даже просунуть себя внутрь старой проржавевшей, чуть большего диаметра.
Минусы
К минусам отнесём: высокую стоимость из-за сложной технологии изготовления и потеря прочности при резких колебаниях рабочей температуры.
Вывод: хорошо подходят для водопровода и отопления в городских квартирах и учреждениях с постоянной температурой в системе. Не подходят для дач и коттеджей с временным проживанием.
Вроде разобрались какая пластиковая труба лучше. Теперь о другом
Какую торговую марку выбрать?
Зайдя на сайт оптовой базы сантехники, мы насчитали около 100 производителей санитарной техники, из которых 29 российских и совместных предприятий. Широко представлены бельгийские, испанские, итальянские, польские, немецкие, турецкие торговые бренды. Собирая отзывы, в тройке самых известных среди покупателей оказались HENCO, Rehau и VALTEC.
А вот монтажные бригады строительных компаний, обслуживающих крупные объекты, часто используют трубы для подвальной разводки диаметром 80 и в теплотрассах – диаметром 100.
Какие бывают муфты для пластиковых труб?
Выбор деталей широк, но лучшие уже используют новый европейский стандарт латуни — марку №602. Разновидностей много, к сшитому полиэтилену идеальна, на наш взгляд, – натяжная гильза.
Компрессионные фитинги – тоже классная штука, можно затягивать смело – сантехники говорят, что ни разу не лопнул ни один, в отличие от китайских, где при затягивании гайка трескается пополам.
Отводы, тройники, тройники с резьбами – на любой вкус. Вне конкуренции – компрессионные фитинги с пресс-технологией.
Водорозетки – интересное инженерное решение. Короткие – устанавливают в штробах водопровода основательных кирпичных домов, а также из теплоблоков и в бетоне.
Удлинённые — при каркасном строительстве, где есть сип-панели или гипсокартон.
Также присутствуют фитинги латунные и пластиковые.
Мы уверены, что пластмассовые изделия по определению должны быть дешевле, чем металлопластиковые и латунные элементы, поэтому считаем состояние рынка не совсем справедливым. Раскрученная торговая марка может оценивать пластиковый фитинг даже дороже латунного.
Невозможно объяснить в чём логика, так что думайте сами — решайте сами.
Итог – нет плохого материала, из рассматриваемых нами, в статье. Есть обстоятельства, под которые он подбирается и умелые профессиональные руки. От этого и будет зависеть срок службы. Так что однозначного ответа на то, какая пластиковая труба лучше все же нет.
Пусть в вашем доме всегда будет тепло и чистая вода!
Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать свойства материалов, а так же разобраться в сферах применения каждого.
Оба материала получают совершенно разными способами:
Полипропилен или ПП методом полимеризации молекул пропилена;
Сшитый полиэтилен или PE-X (PEX) методом химической или физической сшивки молекул этилена.
Свойства и характеристики
|
|
|
|
|
Плотность
|
0.933-095 г/см3
|
|
|
Температура плавления
|
|
|
|
Морозостойкость
|
|
|
|
Теплопроводность
|
0.3-0.4 Вт/мК
|
|
|
Растяжение на разрыв
|
|
|
Оба материалы обладают хорошей износостойкостью и практическими одинаковыми показателями растяжения на разрыв. Однако, если большей устойчивость к растрескиванию обладает ПП, то при резких перепадах нагрузки, он показывает себя хуже чем PEX. Помимо этого, сшитый полиэтилен обладает большей гибкостью: минимальный изгиб труб из него составляет 5D (с использованием пружины 3D), против 8D у полипропилена. Трубы из обоих материалов имеют свойство памяти, что означает возможность восстанавливать форму при нагреве до 100 °C.
Температура плавления сшитого полиэтилена выше, чем ПП на 30-40 °C, однако применяются они в более низких температурных режимах. Максимальная рабочая температура одинакова для обоих и равна 90 °C. И уже нужно уточнять, какой срок службы будет для труб из сшитого полиэтилена или полипропилена при использовании в разных температурных режимах. А вот нижний предел отличается очень сильно. Если для полипропилена критической температурой будет -15-20 °C, то сшитый полиэтилен ударопрочность сохраняет до -50 °C.
При резком перепаде физических или термических нагрузок, свойства полипропилена снижаются. Так же срок эксплуатации при высоких температурах у полипропилена будет ниже, чем у сшитого полиэтилена. При этом нужно учитывать давление и температуру в системе, а так же перепады, которые так же могут повлиять на срок эксплуатации.
Оба материала обладают высокими показателями микробиологической и физиологической нейтральности, не подвержены коррозии. Однако по химической стойкости к различным реагентам и растворителям ПП немного уступает PEX. Если в полипропилен для дополнительной защиты добавляют стабилизаторы, то сшитый полиэтилен защищен дополнительным слоем антидиффузионного покрытия. Химической нейтральности труб из обоих материалов способствует и гладкость внутренней поверхности. Коэффициент шераховатости одинаков для PEX и ПП и равен 0,0007 мм. Их использовать и для систем питьевого водоснабжения, только при наличии сертификата о допустимости к установке в системах питьевого водоснабжения.
Из-за более высокой плотности и физико-химических свойств материала, PEX не пропускает через себя ни жидкости, ни газы, что позволяет без опасений использовать его в напорных газовых и водопроводных системах.
Какой же вывод можно сделать?
Трубы PE-X и ПП достаточно прочные и эластичные и могут справиться даже с агрессивным теплоносителем отечественных систем. Однако, если полипропиленовые трубы хорошо покажут себя в более статичных системах, то трубы из сшитого полиэтилена могут выдерживать резкие изменения внутри системы.
PN 10 - для холодного водоснабжения (до +20°С) и тёплых полов (до +45°С), номинальное рабочее давление 1 МПа (10,197 кгс/см2);
PN 16 - для холодного водоснабжения и горячего водоснабжения (до +60°С), номинальное рабочее давление 1,6 МПа (16,32 кгс/см2);
PN 20 - для горячего водоснабжения (температура до +80°С), номинальное давление 2 МПа (20,394 кгс/см2);
PN 25 (армированные) – для горячего водоснабжения и центрального отопления (до +95°C), номинальное давление 2,5 МПа (25,49 кгс/см2).
