ПВД (полиэтилен высокого давления) — это термопластичный полимер, получаемый методом радикальной полимеризации этилена при давлении 150-300 МПа и температуре 200-260 градусов Цельсия. Материал отличается высокой эластичностью, прозрачностью и устойчивостью к ударным нагрузкам. Благодаря уникальным свойствам ПВД широко применяется в упаковочной промышленности, строительстве и производстве товаров народного потребления.
Что такое ПВД — расшифровка и определение
Аббревиатура ПВД расшифровывается как полиэтилен высокого давления. Также встречаются обозначения ПЭВД, ПЭНП (полиэтилен низкой плотности) и международная маркировка LDPE (Low Density Polyethylene). Все эти термины описывают один материал — термопластичный полимер с разветвленной молекулярной структурой.
Полиэтилен высокого давления относится к классу термопластов, что означает способность материала многократно размягчаться при нагревании и затвердевать при охлаждении без потери основных свойств. Это качество делает ПВД пригодным для вторичной переработки и повторного использования.
Молекулярная структура ПВД
Макромолекулы полиэтилена высокого давления содержат многочисленные боковые углеводородные цепи длиной от одного до четырех атомов углерода. Такая разветвленная структура препятствует плотной упаковке молекул, что обуславливает низкую плотность материала — от 910 до 930 килограммов на кубический метр.
Степень кристалличности ПВД составляет 50-60 процентов, что значительно ниже по сравнению с полиэтиленом низкого давления. Молекулярная масса варьируется в диапазоне от 80 000 до 500 000 атомных единиц. Именно эти характеристики определяют высокую эластичность и гибкость материала.
Технология получения полиэтилена высокого давления
Производство ПВД осуществляется методом радикальной полимеризации этилена в специальных реакторах двух типов — автоклавных и трубчатых. Процесс требует строгого соблюдения технологических параметров для получения качественного продукта.
Условия полимеризации
- Давление в реакторе достигает 150-300 МПа (1500-3000 атмосфер), что и дало название материалу
- Температура процесса поддерживается в диапазоне 200-260 градусов Цельсия
- В качестве инициаторов реакции используются кислород или органические пероксиды
- Время пребывания реакционной смеси в реакторе составляет от 30 до 120 секунд
Этапы производственного процесса
Первичный этилен сжимается компрессором до промежуточного давления 25-30 МПа, затем направляется в реактор. После полимеризации расплавленный полиэтилен поступает в отделители, где происходит разделение готового продукта и непрореагировавшего этилена. Завершающим этапом является экструзия — продавливание расплава через формующее отверстие с последующим гранулированием.
Готовые гранулы ПВД представляют собой первичное сырье для дальнейшей переработки методами экструзии, литья под давлением или выдувного формования. Размер гранул обычно составляет 2-5 миллиметров в диаметре.
Основные свойства и характеристики ПВД
Полиэтилен высокого давления обладает комплексом физико-химических свойств, которые определяют широту его применения в различных отраслях промышленности.
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Плотность | 910-930 кг/м³ |
| Температура плавления | 103-115°C |
| Температура хрупкости | от -110 до -120°C |
| Прочность на разрыв | 10-16 МПа |
| Относительное удлинение | 400-700% |
Физические особенности
Материал характеризуется высокой эластичностью и способностью к значительному растяжению без разрыва. ПВД сохраняет гибкость при отрицательных температурах до минус 60 градусов, что позволяет использовать его в условиях холодного климата. Поверхность изделий из полиэтилена высокого давления гладкая и блестящая, материал практически прозрачен в тонких слоях.
Химическая стойкость
ПВД демонстрирует высокую устойчивость к воздействию кислот, щелочей, растворов солей при комнатной температуре. Материал не растворяется в воде, обладает низкой паро- и газопроницаемостью. При температуре выше 60 градусов некоторые органические растворители могут вызывать набухание полиэтилена.
Полиэтилен высокого давления инертен к большинству химических веществ, что делает его безопасным для контакта с пищевыми продуктами. Материал не выделяет токсичных веществ при нормальных условиях эксплуатации.
Маркировка ПВД и классификация марок
Согласно требованиям ГОСТ 16337-2022 (который заменил ранее действовавший ГОСТ 16337-77 с изменениями), каждая марка полиэтилена высокого давления имеет цифровое обозначение, содержащее информацию о технологии производства и основных характеристиках материала.
Система маркировки
Маркировка состоит из восьми позиций. Первая цифра всегда 1 — она указывает на производство методом высокого давления. Вторая и третья цифры обозначают номер базовой марки: числа от 01 до 49 присваиваются продукции автоклавного производства, от 50 до 99 — трубчатых реакторов. Четвертая цифра характеризует степень гомогенизации, пятая и шестая — плотность материала.
- Марка 10803-020 применяется для производства упаковочных пленок общего назначения
- Марка 15313-003 используется при изготовлении рукавных пленок повышенной прочности
- Марка 11503-070 предназначена для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами
- Марка 15803-020 применяется в производстве игрушек и товаров для детей
Международная идентификация
Для вторичной переработки на изделиях из ПВД наносится треугольник из трех стрелок с цифрой 4 внутри и буквенным обозначением LDPE или PELD под символом. Эта маркировка информирует потребителей о типе пластика и возможности его утилизации.
Переработка и изготовление изделий из ПВД
Гранулы полиэтилена высокого давления перерабатываются в готовые изделия тремя основными методами: экструзией, литьем под давлением и выдувным формованием. Каждый способ имеет свои особенности и области применения.
Экструзия пленки
Наиболее распространенный метод переработки ПВД — производство пленки методом экструзии с раздувом. Гранулы расплавляются в экструдере при температуре 160-200 градусов, затем расплав продавливается через кольцевую головку. Одновременно внутрь рукава подается воздух, раздувающий пленку до нужного диаметра. Толщина получаемой пленки варьируется от 20 до 200 микрометров.
Литье под давлением
Этот метод применяется для изготовления объемных изделий — крышек, контейнеров, технических деталей. Расплавленный полиэтилен впрыскивается в форму под давлением 50-150 МПа, где охлаждается и затвердевает. Температура литья составляет 180-260 градусов в зависимости от марки ПВД.
Вторичная переработка
ПВД хорошо поддается вторичной переработке. Отходы измельчаются, промываются, сушатся и гранулируются для повторного использования. Вторичный полиэтилен применяется для производства непищевой упаковки, строительных пленок, изоляционных материалов. Качество вторичного сырья несколько ниже первичного, но для многих применений это не критично.
Применение ПВД — основные изделия и сферы
Полиэтилен высокого давления занимает лидирующие позиции по объемам производства и разнообразию применения среди всех термопластов.
- Упаковочная промышленность: пакеты различных типов, пищевая пленка, термоусадочная пленка, стретч-пленка для паллетирования грузов
- Строительство: гидроизоляционные мембраны, пароизоляционные пленки, защитные покрытия
- Сельское хозяйство: парниковая пленка, мульчирующие покрытия, упаковка для удобрений
- Электротехника: изоляция кабелей и проводов благодаря высоким диэлектрическим свойствам
- Медицина: одноразовые шприцы, емкости для лекарств, стерильная упаковка
- Товары народного потребления: мешки для мусора, игрушки, хозяйственные изделия
Пищевая упаковка
Специальные пищевые марки ПВД соответствуют санитарным нормам и разрешены для контакта с продуктами питания. Материал обеспечивает защиту от влаги, кислорода и микроорганизмов, продлевая срок годности упакованной продукции. Прозрачность пленки позволяет контролировать состояние товара без вскрытия упаковки.
Преимущества и недостатки полиэтилена высокого давления
Как и любой материал, ПВД имеет сильные и слабые стороны, которые необходимо учитывать при выборе для конкретного применения.
| Преимущества | Недостатки |
|---|---|
| Высокая эластичность и ударопрочность | Низкая термостойкость — размягчается при 103-115°C |
| Химическая инертность и безопасность | Подверженность старению под действием УФ-излучения |
| Влаго- и паронепроницаемость | Горючесть — относится к легковоспламеняемым материалам |
| Морозостойкость до -60°C и ниже | Меньшая прочность на растяжение по сравнению с ПНД |
| Пригодность для вторичной переработки | Длительный период разложения в природной среде |
Отличия ПВД от ПНД
Полиэтилен низкого давления производится при давлении 0,1-2 МПа с применением катализаторов. Он имеет более высокую плотность 940-970 килограммов на кубический метр и линейную молекулярную структуру. ПНД превосходит ПВД по жесткости и прочности на разрыв, но уступает в эластичности и ударной вязкости. Изделия из ПНД имеют матовую шероховатую поверхность и характерное шуршание при сминании.
Частые вопросы о ПВД
Заключение: Полиэтилен высокого давления — универсальный материал с оптимальным сочетанием эластичности, прочности и химической стойкости. Его широкое применение в упаковке, строительстве и других отраслях обусловлено доступностью, безопасностью и возможностью переработки. При выборе ПВД для конкретных задач важно учитывать марку материала, условия эксплуатации и требования к готовым изделиям.
