Liniowy polietylen o niskiej gęstości, strukturalnie różny od zwykłego polietylenu o niskiej gęstości, ponieważ nie posiada rozgałęzień o długich łańcuchach. Liniowość LLDPE zależy od odmiennych procesów produkcji i przetwarzania LLDPE i LDPE. LLDPE powstaje zazwyczaj w wyniku kopolimeryzacji etylenu i wyższych alfa-olefin, takich jak buten, heksen lub okten, w niższej temperaturze i ciśnieniu. Polimer LLDPE wytwarzany w procesie kopolimeryzacji charakteryzuje się węższym rozkładem masy cząsteczkowej niż zwykły LDPE, a jednocześnie ma liniową strukturę, co sprawia, że ma inne właściwości reologiczne.
właściwości przepływu stopu
Charakterystyka płynięcia LLDPE w stanie stopionym jest dostosowana do wymagań nowego procesu, zwłaszcza procesu wytłaczania folii, który pozwala na produkcję wysokiej jakości produktów LLDPE. LLDPE jest stosowany we wszystkich tradycyjnych gałęziach przemysłu polietylenowego. Zwiększona rozciągliwość, odporność na penetrację, uderzenia i rozdarcie sprawiają, że LLDPE nadaje się do produkcji folii. Doskonała odporność na pękanie pod wpływem naprężeń środowiskowych, odporność na uderzenia w niskich temperaturach i odporność na odkształcenia sprawiają, że LLDPE jest atrakcyjnym materiałem do wytłaczania rur, arkuszy i wszelkiego rodzaju formowania. Najnowszym zastosowaniem LLDPE jest ściółka na składowiskach odpadów oraz wyściółka stawów ściekowych.
Produkcja i charakterystyka
Produkcja LLDPE rozpoczyna się od katalizatorów z metali przejściowych, zwłaszcza typu Zieglera lub Phillipsa. Nowe procesy oparte na katalizatorach z pochodnych cykloolefin stanowią kolejną opcję produkcji LLDPE. Sama reakcja polimeryzacji może być przeprowadzana w reaktorach roztworowych i gazowych. Zazwyczaj okten jest kopolimeryzowany z etylenem i butenem w reaktorze roztworowym. Heksen i etylen są polimeryzowane w reaktorze gazowym. Żywica LLDPE produkowana w reaktorze gazowym ma postać cząstek i może być sprzedawana jako proszek lub przetwarzana na granulki. Mobile i Union Carbide opracowały nową generację super LLDPE na bazie heksenu i oktenu. Na rynek weszły firmy takie jak Novacor i Dow Plastics. Materiały te charakteryzują się wysoką granicą wytrzymałości i nowym potencjałem w zastosowaniach z automatycznym usuwaniem worków. W ostatnich latach pojawiły się również żywice PE o bardzo niskiej gęstości (gęstość poniżej 0,910 g/cm3). VLDPES charakteryzuje się elastycznością i miękkością, których LLDPE nie jest w stanie osiągnąć. Właściwości żywic są na ogół odzwierciedlone w wskaźniku płynięcia i gęstości. Wskaźnik płynięcia odzwierciedla średnią masę cząsteczkową żywicy i jest przede wszystkim kontrolowany przez temperaturę reakcji. Średnia masa cząsteczkowa jest niezależna od rozkładu masy cząsteczkowej (MWD). Wybór katalizatora wpływa na MWD. Gęstość jest określana przez stężenie komonomeru w łańcuchu polietylenowym. Stężenie komonomeru kontroluje liczbę krótkich rozgałęzień łańcucha (których długość zależy od rodzaju komonomeru), a tym samym kontroluje gęstość żywicy. Im wyższe stężenie komonomeru, tym niższa gęstość żywicy. Strukturalnie LLDPE różni się od LDPE liczbą i rodzajem rozgałęzień – wysokociśnieniowy LDPE ma długie rozgałęzienia, podczas gdy liniowy LDPE ma tylko krótkie rozgałęzienia.
przetwarzanie
Zarówno LDPE, jak i LLDPE mają doskonałą reologię lub płynięcie w stanie stopionym. LLDPE ma mniejszą wrażliwość na ścinanie ze względu na wąski rozkład masy cząsteczkowej i krótkołańcuchowe rozgałęzienia. Podczas ścinania (np. wytłaczania), LLDPE zachowuje większą lepkość i dlatego jest trudniejszy w przetwarzaniu niż LDPE o tym samym wskaźniku płynięcia. W wytłaczaniu, niższa wrażliwość na ścinanie LLDPE pozwala na szybszą relaksację naprężeń łańcuchów cząsteczkowych polimeru, a tym samym zmniejszoną wrażliwość właściwości fizycznych na zmiany współczynnika rozdmuchu. W rozciąganiu w stanie stopionym LLDPE zmienia się pod wpływem różnych odkształceń. Generalnie ma niższą lepkość przy prędkości. Oznacza to, że nie ulegnie umocnieniu odkształceniowemu po rozciąganiu jak LDPE. Zwiększa się wraz ze szybkością odkształcania polietylenu. LDPE wykazuje zaskakujący wzrost lepkości, który jest spowodowany splątaniem łańcuchów cząsteczkowych. Zjawiska tego nie obserwuje się w LLDPE, ponieważ brak długołańcuchowych rozgałęzień w LLDPE zapobiega splątaniu polimeru. Ta właściwość jest niezwykle ważna w zastosowaniach cienkowarstwowych. Ponieważ folie LLDPE można łatwo uzyskać cieńsze, zachowując jednocześnie wysoką wytrzymałość i twardość. Właściwości reologiczne LLDPE można podsumować jako „sztywne przy ścinaniu” i „miękkie przy rozciąganiu”.
Czas publikacji: 21 października 2022 r.