Полиэтилен низкой плотности LDPE
Пленочная марка LDPE делится на несколько типов, включая универсальную пленку, высокопрозрачную пленку, пленку для тяжелых условий эксплуатации, термоусадочную пленку и литую пленку. Эти материалы обладают превосходными физико-механическими свойствами, высокой химической стабильностью и отличной электрической изоляцией. Они также характеризуются низкой паропроницаемостью и превосходной технологичностью, что делает их идеальными для различных применений. Пленки из этих смол обеспечивают исключительную прозрачность и высокую устойчивость к старению, гарантируя долговечность и надежность.
Структура
LDPE – это термопластичный полимер, получаемый путем полимеризации мономеров этилена (C₂H₄) при высоком давлении. Его молекулярная структура характеризуется высокой разветвленностью, что определяет его уникальные свойства.
Ключевые структурные особенности:
- Высокая разветвленность
- LDPE содержит короткие и длинные боковые цепи, препятствующие плотной упаковке полимерных цепей.
- Аморфная и частично кристаллическая структура
- Из-за разветвленности LDPE имеет низкую степень кристалличности (~40–50%), что делает его мягким и прозрачным.
- Он более гибкий и растяжимый по сравнению с HDPE (полиэтиленом высокой плотности).
- Широкий молекулярно-массовый состав
- LDPE обладает высокой прочностью расплава, что улучшает его технологичность в процессе экструзии пленок.
Свойства
LDPE – это гибкий и легкий материал, обладающий высокой растяжимостью, ударной вязкостью и прозрачностью. Его плотность варьируется от 0,915 до 0,930 г/см³, что обеспечивает хорошую прозрачность, но может придавать пленке легкую мутность. Он имеет относительно низкую температуру плавления (105–115°C) и остается гибким даже при низких температурах, что делает его подходящим для широкого спектра применений. LDPE обладает умеренной прочностью на разрыв (8–17 МПа) и высокой относительной удлиненностью при разрыве (100–600%), что обеспечивает устойчивость к механическим повреждениям.
Хотя он хорошо защищает от влаги, его барьерные свойства по отношению к газам оставляют желать лучшего – кислород и CO₂ могут легко проходить через него. LDPE устойчив к кислотам, щелочам и спиртам, но подвержен воздействию углеводородов. Его отличные термосвариваемые свойства делают его идеальным для упаковочных решений, включая пищевые упаковки, термоусадочные пленки и пакеты для покупок.
LDPE обычно перерабатывается методом экструзии раздувом или литьевой экструзией, при температуре переработки 160–220°C. Однако он чувствителен к УФ-излучению, поэтому для наружного применения в него добавляют стабилизаторы.
Применение
Упаковка:
- Гибкие упаковочные пленки (пакеты для покупок, пленки, мешки).
- Пищевая упаковка (пленки, пакеты для заморозки, термоусадочные пленки).
- Промышленная упаковка (оберточные материалы, защитные покрытия).
Сельское хозяйство:
- Тепличные пленки для защиты растений.
- Мульчирующие пленки для покрытия почвы и борьбы с сорняками.
Потребительские товары:
- Пластиковые пакеты для супермаркетов, розничной торговли, мусорные мешки.
- Пищевая пленка для упаковки и хранения продуктов.
- Одноразовые вкладыши для различных контейнеров.
Строительство:
- Пароизоляционные мембраны для зданий.
- Покрытия для строительных материалов при хранении и транспортировке.
Медицина:
- Стерильная упаковка для медицинских изделий, оборудования и лекарств.
- Медицинские пленки и покрытия.
Преимущества
- Гибкость – высокая эластичность, устойчивость к разрывам.
- Прозрачность – высокая степень прозрачности, идеальна для упаковки.
- Химическая устойчивость – устойчива к кислотам, маслам и жирам.
- Низкая стоимость – доступный и экономичный материал.
- Легкость переработки – легко обрабатывается методами экструзии, литья под давлением и раздува.
- Малый вес – снижает затраты на транспортировку и логистику.
- Влагостойкость – хороший барьер для защиты от влаги.
Недостатки
- Низкая прочность – легко рвется при больших нагрузках.
- Ограниченная термостойкость – низкая температура плавления ограничивает использование при высоких температурах.
- Экологические проблемы – не разлагается в природе, требует переработки.
- Чувствительность к УФ-излучению – разрушается на солнце без стабилизаторов.
- Слабые барьерные свойства – плохо защищает от газов по сравнению с другими материалами, такими как BOPP или PET.
LDPE пленка – это универсальный и экономичный материал, который широко применяется в упаковке, сельском хозяйстве, строительстве и медицине благодаря своей гибкости, термосвариваемости и легкости обработки.
Ротационное формование
Процесс ротационного формования — это простой, но эффективный метод. В этой технологии пластиковый материал, обычно в порошковой форме, помещается внутрь полой формы. Эта форма обычно изготавливается из литого алюминия или листовой стали. После герметизации форма медленно вращается вокруг двух осей. Одновременно она нагревается в печи, продолжая вращение. По мере повышения температуры пластиковый порошок плавится и равномерно покрывает внутреннюю поверхность формы. Когда пластик полностью расплавится, форма перемещается на станцию охлаждения, где ее охлаждают воздухом или, в некоторых случаях, мелкодисперсным туманом воды. На этом этапе пластик постепенно затвердевает и принимает окончательную форму. После достаточного охлаждения и отсоединения от поверхности формы процесс останавливается, и готовое изделие извлекается.
Виды ротационного формования
1. Ротационное формование «Раковина» (Clamshell Rotational Molding)
- Использует однорамный станок с совмещенными печью и камерой охлаждения.
- Подходит для небольших серийных производств и прототипирования.
- Менее эффективен по сравнению с многорамными машинами, но требует меньше места.
2. Ротационное формование «Качающийся вал» (Rock and Roll Rotational Molding)
- Предназначен для длинных и узких изделий, таких как каяки и лодки.
- Форма вращается вокруг одной оси, одновременно раскачиваясь вперед-назад по другой оси.
- Идеален для производства больших продолговатых деталей с равномерной толщиной стенок.
3. Ротационное формование «Шаттл» (Shuttle Rotational Molding)
- Имеет две рабочие руки, перемещающиеся между зонами нагрева и охлаждения.
- Позволяет одновременно формовать и охлаждать изделия, увеличивая производительность.
- Подходит для средних и крупных объемов производства.
4. Вертикальное ротационное формование (Vertical Rotational Molding)
- Использует вертикальную систему вращения вместо традиционной горизонтальной оси.
- Позволяет лучше контролировать распределение материала.
- Менее распространенный метод, но полезен для определенных задач, требующих точного контроля толщины.
5. Ротационное формование «Карусель» (Carousel Rotational Molding)
- Самый распространенный и эффективный метод, часто имеющий три или четыре рабочие руки.
- Формы непрерывно перемещаются между станциями загрузки, нагрева, охлаждения и выгрузки.
- Идеален для крупносерийного производства.
Преимущества ротационного формования
✔ Низкая стоимость оснастки – формы дешевле по сравнению с литьем под давлением или экструзионным формованием.
✔ Равномерная толщина стенок – обеспечивает равномерное распределение материала без слабых мест.
✔ Бесшовные и полые конструкции – позволяет получать цельные детали без швов и соединений.
✔ Гибкость дизайна – возможность создавать сложные формы, поднутрения и интегрированные элементы.
✔ Прочность и долговечность – высокая ударопрочность с усиленными углами.
✔ Разнообразие материалов – можно использовать полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и нейлон.
✔ Минимальные отходы материала – излишки пластика можно перерабатывать и повторно использовать.
✔ Производство крупных деталей – идеально подходит для изготовления резервуаров, контейнеров и крупногабаритных изделий.
✔ Последовательность и повторяемость процесса – гарантирует однородность в массовом производстве.
✔ Экологичность – низкое энергопотребление и возможность переработки материалов.
Недостатки ротационного формования
✖ Длительный производственный цикл – процесс медленнее по сравнению с литьем под давлением.
✖ Высокая стоимость материалов – ограниченный выбор термопластов, которые могут быть дороже.
✖ Ограничение по типу изделий – подходит только для полых деталей, не подходит для твердых или мелких компонентов.
✖ Меньшая точность и допуски – низкая точность размеров по сравнению с литьем под давлением.
✖ Ограниченная автоматизация – требует больше ручного труда, что увеличивает стоимость массового производства.
✖ Грубая поверхность – может потребоваться дополнительная обработка для получения гладкой или глянцевой поверхности.
✖ Низкая эффективность в массовом производстве – не подходит для высокоскоростного производства из-за длительных циклов.
✖ Необходимость утолщения стенок – тонкостенные изделия могут быть недостаточно прочными.
✖ Долгое охлаждение – увеличивает общее время производства.
Применение ротационного формования
Резервуары для хранения – емкости для воды, топлива и химических веществ.
Автомобильные детали – топливные баки, воздуховоды, брызговики и крылья.
Промышленные контейнеры – баки, бункеры и транспортные контейнеры.
Детские площадки – горки, лазалки и уличные игровые конструкции.
Мебель – современные пластиковые стулья, столы и декоративные элементы.
Морское и лодочное оборудование – каяки, каноэ, буйки и понтоны.
Медицинское оборудование – корпуса, защитные кожухи и медицинские опоры.
Сельское хозяйство – бункеры для корма, поилки и резервуары для полива.
Спортивный инвентарь – шлемы, конусы и защитные накладки.
Дорожная безопасность – барьеры, дорожные конусы и указатели.
Потребительские товары – термоконтейнеры, ящики для инструментов и кейсы.
Ротационное формование – это универсальный производственный процесс, подходящий для создания крупногабаритных, полых, прочных и долговечных пластиковых изделий с высокой степенью гибкости в дизайне.
