Знание технологии ротационного формования ПЭ (полиэтилена) и композитных материалов.

Полиэтилен – высокомолекулярное соединение, образующееся при аддитивной полимеризации этилена. Фактическая молекулярная масса варьируется от 10 000 до нескольких миллионов в зависимости от условий полимеризации. Изобретенный полиэтилен представлял собой полиэтилен низкой плотности, полученный методом высокого давления, с удельным весом 0,910-0,925 г/см3. Полиэтилен, полученный методами низкого и среднего давления, имеет удельный вес 0,941-0,965 г/см3, что называется полиэтиленом высокой плотности. Полиэтилен — белый воскообразный полупрозрачный материал, мягкий и жесткий, слегка удлиненный, нетоксичный, горючий, при горении плавится и капает, выделяя запах горящего парафина. Свойства полиэтилена связаны с его молекулярной массой и кристалличностью.
Многие механические свойства полиэтилена определяются плотностью и индексом плавления материала. От полиэтилена низкой плотности до полиэтилена высокой плотности плотность варьируется в пределах 0,90-0,96 г/см3. Индекс расплава (показатель текучести расплава) полиэтилена варьируется в широких пределах: от 0,3 до более 25,0. Многие важные свойства полиэтилена зависят от плотности и индекса расплава.
Температура стеклования полиэтиленового материала относительно низкая и составляет 125°С, но он может сохранять свои механические свойства в широком диапазоне температур. Равновесная температура плавления линейного высокомолекулярного полиэтилена составляет 137°C, но обычно трудно достичь точки равновесия. Обычно диапазон температур плавления при обработке составляет 132-135°С. Температура воспламенения полиэтилена 340°С, температура самовоспламенения 349°С, температура воспламенения его пыли 450°С. Индекс плавления полиэтилена определяется его молекулярной массой. При смешивании полиэтиленовых материалов разной молекулярной массы их индекс плавления также принимает определенное значение по определенному правилу.
Полиэтилен водостойкий, его физические свойства остаются неизменными при высокой влажности и воде. Концентрированная серная кислота, концентрированная азотная кислота и другие окислители медленно разъедают полиэтилен. В алифатических углеводородах, ароматических углеводородах и хлорированных углеводородах полиэтилен набухает, но первоначальные свойства могут быть восстановлены после испарения агента набухания. При температуре ниже 60°C полиэтилен может противостоять растворителям, но углеводородные растворители быстро разъедают полиэтилен, когда температура превышает 70°C. Когда температура продолжает повышаться, полиэтилен растворяется в определенных растворителях. Выделенный из раствора полиэтилен после охлаждения в зависимости от температуры образует пастообразное или коллоидное состояние.
Полиэтилен подвержен фотоокислению, термическому окислению, разложению озоном и галогенированию. Из-за химической инертности и неполярной поверхности полиэтилен трудно склеивать и печатать. Однако после обработки окислителями, пламенем и коронным разрядом полиэтилен обладает хорошими адгезионными и печатными свойствами.
При облучении полиэтилена происходят реакции сшивки, разрыва цепи и образования ненасыщенных групп, но основной реакцией является сшивка. При облучении полиэтилена в инертном газе происходит перелив водорода и он теряет вес; при облучении полиэтилена на воздухе он увеличивает вес за счет добавления кислорода. После облучения к молекулам полиэтилена добавляются ненасыщенные группы, что приводит к снижению окислительной стабильности. При облучении реакция сшивания полиэтилена приводит к реакциям разрыва цепи и образования ненасыщенных групп. Реакция сшивки может улучшить устойчивость полиэтилена к атмосферным воздействиям, поэтому изделия из облученного полиэтилена обладают лучшей устойчивостью к атмосферным воздействиям, чем изделия из необлученного полиэтилена.
Полиэтилен медленно разлагается под действием кислорода воздуха, причем этот процесс ускоряется под действием тепла, ультрафиолетовых лучей и радиации высоких энергий. Характеристиками деградации и старения являются исчезновение, хрупкость и даже повреждение изделий. Углеродная сажа оказывает значительное светозащитное действие на полиэтилен. Добавление 2% технического углерода позволяет эффективно увеличить срок службы полиэтиленовых изделий. Помимо технического углерода, добавление в полиэтилен определенных поглотителей ультрафиолета также может сыграть роль в борьбе со старением.
Полиэтиленовый пластик имеет плохую теплопроводность. Чтобы обеспечить быструю передачу тепла всему объему частиц пластикового порошка во время ротационного формования, размер частиц полиэтиленового порошка, используемого для ротационного формования, должен соответствовать определенным требованиям. Чем мельче частицы, тем легче передается тепло и тем легче температура материала достигает точки плавления. Однако если частицы слишком мелкие, материал легко впитывает влагу и агломерируется, что не способствует опрокидывающему движению в форме. Полиэтиленовые пластики, покупаемые на рынке, часто представляют собой гранулы, которые необходимо измельчить и просеять, чтобы они соответствовали требованиям процесса ротационного формования.
Полиэтилен – это пластик, обладающий высокой прочностью. При обработке обычной кофемолкой его гранулы будут разорваны до формы, не способствующей повторному измельчению. Для измельчения полиэтиленовых гранул требуется специальное высокоскоростное измельчительное оборудование.