„Три брата“ у индустрији пластике: Које су тачно разлике између LDPE, HDPE и LLDPE?
Да ли сте икада имали ово искуство: када одете у супермаркет да купите пластичну фолију, приметите да на паковању пише дддхххНаправљено од ЛДПЕдддххх; када узмете канту за складиштење, на њеној етикети пише дддхххНаправљено од ХДПЕдддххх; а кесе за смеће су означене са дддхххНаправљено од ЛЛДПЕдддххх... Када видите ове сличне скраћенице, да ли се осећате потпуно збуњено? Шта их тачно разликује? Зашто су неки пластични производи мекани и провидни, док су други крути и жилави?
Данас, хајде да причамо о ддддххх три брата у индустрији пластике: полиетилен ниске густине (LDPE), полиетилен високе густине (HDPE) и линеарни полиетилен ниске густине (LLDPE). Иако сви припадају породици полиетилена, имају веома различита својства.
Прво, хајде да причамо о томе како се производе.
Полиетилен (ПЕ) је термопластична смола добијена полимеризацијом етилена. Једноставно речено, састоји се од безброј ситних молекула етилена повезаних заједно у дугачке макромолекуларне ланце. Није токсичан, без мириса и има воштасту текстуру. Поноси се одличном отпорношћу на ниске температуре, одржавајући своја својства чак и на температурама ниским до -100°C.
Године 1933, научници у компанији Imperial Chemical Industries (ICI) у Великој Британији случајно су открили полиетилен током експеримента. Током скоро сто година од тада, полиетилен се развио у велику породицу, међу којима су LDPE, HDPE и LLDPE три најраспрострањеније варијанте.
Једноставно речено, њихове највеће разлике леже у њиховим молекуларним структурама и густинама.
LDPE: Меки и флексибилни најстарији брат
Такође познат као полиетилен високог притиска у индустрији, LDPE се синтетише полимеризацијом под високим притиском. Има густину у распону од 0,910 до 0,940 г/цм³, што га чини најлакшим типом у породици полиетилена.
Његова молекуларна структура је препознатљива: главни полимерни ланац носи обиље разгранатих ланаца. Приближно 20 до 30 етил, бутил или дужих бочних грана постоји на 1.000 атома угљеника. Ове гране подсећају на неуређене гранчице на дрвету, спречавајући уредно молекуларно поравнање и резултирајући ниском кристалношћу од само 50% до 55%.
Захваљујући својој растреситој молекуларној структури, LDPE се одликује изузетном мекоћом, транспарентношћу и дуктилношћу. Његова тачка омекшавања је 90–100°C, са максималном радном температуром од 80–90°C, што га чини најмање отпорним на топлоту међу ова три материјала. Ипак, пружа изузетну отпорност на ниске температуре и остаје флексибилан чак и на -70°C.
Главне предности LDPE-а укључују високу транспарентност, одличну обрадивост, нетоксичност и без мириса. Такође се може похвалити повољном хемијском стабилношћу, отпорношћу на корозију изазвану већином киселина и алкалија, уз супериорна својства електричне изолације.
Његови недостаци су подједнако изражени: показује релативно лошу механичку чврстоћу, а његова отпорност на влагу, гасну баријеру и отпорност на раствараче су инфериорне у односу на друге две врсте полиетилена.
Где се примењује?
Фолије чине највеће тржиште ЛДПЕ-а, трошећи око 77% његове укупне производње. Већина кеса за чување свежег материјала и пластичне фолије коју свакодневно користите направљене су од ЛДПЕ-а. Такође се широко користи за пољопривредне фолије за пластенике и фолије за малчирање. Поред тога, ЛДПЕ служи као премаз за картонске кутије за млеко и изолациони слој за жице и каблове.
Занимљиво је да су LDPE фолије водоотпорне, а истовремено пропуштају ваздух. Ако ставите златну рибицу у затворену LDPE фолијску кесу, риба се неће угушити јер кисеоник може да прође кроз фолију.
HDPE: Чврст и крути други брат
Такође познат као полиетилен ниског притиска, HDPE се полимеризује под ниским притиском помоћу Циглерових катализатора. Има густину од 0,940–0,976 г/цм³, највећу међу ова три материјала.
HDPE се у основи одликује линеарним молекуларним ланцима са врло мало бочних грана - само неколико грана на 1.000 атома угљеника у просеку. Ова правилна структура омогућава молекулима да се уредно распореде, пружајући високу кристалност од 85% до 95%, што је максимум од три степена.
Висока кристалност даје HDPE-у високу чврстоћу, велику крутост, високу тврдоћу и одличну отпорност на топлоту. Његова тачка омекшавања креће се од 125°C до 135°C, а максимална радна температура може достићи 100°C, тако да се производи направљени од њега могу дезинфиковати кључалом водом.
Што се тиче механичких својстава, HDPE надмашује LDPE по тврдоћи, затезној чврстоћи и отпорности на пузање, а такође се може похвалити и добром отпорношћу на хабање. Такође има изванредну хемијску стабилност: нерастворљив је ни у једном органском растварачу на собној температури, отпоран је на корозију од киселина, алкалија и соли, па чак може издржати и ерозију јаких оксиданата.
Његови недостаци су лошије перформансе против старења и отпорност на пуцање услед напрезања у околини у поређењу са LDPE; термичка оксидација ће деградирати његова својства.
Где се примењује HDPE?
HDPE се најчешће користи за све врсте боца, канти и лименки. Многе боце за шампон, канте за детерџент за веш и боце за млеко код куће се израђују из HDPE-а методом дувања.
Поред тога, HDPE се широко користи за цеви, укључујући цеви за водовод и гасоводе. Захваљујући својој отпорности на притисак и отпорности на корозију, то је пожељан материјал за подземне цевоводне мреже. Такође се широко користи у кутијама за паковање, палетама, жицама и кабловима.
HDPE производи су млечно беле боје, благо провидни када се исеку на танко и на додир су много чвршћи од LDPE-а. Не могу се лако деформисати чак ни када се јако стисне.
ЛЛДПЕ: Свестрани најмлађи брат
Линеарни полиетилен ниске густине (LLDPE) је најмлађи од дддххх три братадддххх, појавио се крајем 1970-их и почетком 1980-их. То је кополимер полимеризован из етилена и мале количине α-олефина (као што су 1-бутен, 1-хексен, 1-октен, итд.) под дејством катализатора, са густином у распону од 0,915 до 0,940 г/цм³.
ЛЛДПЕ се може похвалити препознатљивом молекуларном структуром коју карактерише линеарни главни ланац без дугих бочних грана, али са малим бројем кратких бочних грана. Одсуство дугих бочних грана даје му већу кристалност од ЛДПЕ-а, што резултира својствима која се налазе између ХДПЕ-а и ЛДПЕ-а, а истовремено комбинује предности оба материјала. Једноставно речено, ЛЛДПЕ поседује флексибилност ЛДПЕ-а заједно са чврстоћом ХДПЕ-а. Пружа изузетну отпорност на кидање, отпорност на пробушење и отпорност на пуцање услед утицаја околине.
У поређењу са LDPE-ом, LLDPE се одликује већом чврстоћом, бољом жилавошћу, већом крутошћу и супериорном отпорношћу на топлоту и ниске температуре. Када се упореди са HDPE-ом, задржава повољну флексибилност. Са добро избалансираним свеобухватним перформансама, LLDPE се може применити у скоро већини тржишних сектора које заузимају LDPE и HDPE.
Где се користи ЛЛДПЕ?
Фолије су такође највећа примена LLDPE-а, и изузетно добро се показује у сценаријима високе чврстоће као што су стреч фолије и фолије за паковање велике тежине. Стеч фолија којом се обмотавају ваши експресни пакети највероватније је направљена од LLDPE-а — поседује велику отпорност на пробушење и растегљивост, чврсто држећи картоне.
Данас се LLDPE широко користи и за пољопривредне фолије за пластенике. Његова висока механичка чврстоћа омогућава производњу фолија са тањом дебљином, уз бољу пропустљивост светлости. Поред тога, LLDPE се такође примењује у производима добијеним бризгањем, жицама и кабловима, пластичним цевима и другим областима.
Како разликовати ове три врсте пластике?
Ако имате комад необележене пластике, како можете да идентификујете његову врсту?
На додир: LDPE је најмекши са воштастом текстуром и релативно добром транспарентношћу; LLDPE је мало тврђи и има сјајну површину; HDPE је најчвршћи, тешко га је савити чак и под притиском, и изгледа млечно бело и непрозирно.
Тест сагоревања (не препоручује се за случајно сагоревање): ЛДПЕ гори жутим горњим пламеном и плавим доњим пламеном, не емитује дим и мирише на парафин; лако се топи, капље и извлачи филаменте. ХДПЕ гори слично, али је отпорнији на сагоревање.
Отпорност на температуру: LDPE омекшава и деформише се у кључалој води; HDPE може да издржи дезинфекцију кључалом водом; LLDPE се налази негде између.
Свако игра своју улогу у свакодневном животу
Након што сазнате о различитим карактеристикама ове три врсте полиетилена, лако можете препознати пластичне производе у свакодневном животу:
Кесе за смеће: Већина је направљена од LDPE или LLDPE. Јефтине су, мекане и погодне за своју намену; превише круте кесе за смеће је незгодно везати.
Кесе за куповину у супермаркетима: LDPE се у прошлости широко користио. Данас су мешавине LLDPE и LDPE све чешће коришћене како би се повећала чврстоћа, а истовремено се фолија разређује ради смањења пластике.
Боце за шампон и канте за детерџент за веш: Скоро све су произведене од HDPE-а, који се одликује високом чврстином, отпорношћу на корозију и непропусним својствима.
Пластична фолија и кесе за очување свежести: Претежно LDPE, цењен због транспарентности, мекоће и одличног приањања.
Експресна растегљива фолија и фолије за паковање велике тежине: LLDPE је примарни материјал, који нуди изузетну затезну чврстоћу и отпорност на пробијање.
Пољопривредне фолије за пластенике: Произвођачи сада преферирају LLDPE или LDPE-LLDPE мешавине како би уравнотежили механичку чврстоћу и обрадивост.
Цеви за водоснабдевање и гасоводи: HDPE је најбољи избор, способан да издржи притисак и корозију са веком трајања од неколико деценија.
