Чем отличается ПВД от ПНД
Полимеры играют важную роль в современных промышленных отраслях – от торговли до тяжелого машиностроения, причем одну из ведущих позиций среди полимерных материалов занимает полиэтилен в разных вариациях. Вне зависимости от сферы применения выделяют две основные разновидности – полиэтилен высокого и низкого давления, которые имеют одинаковые исходные компоненты, но заметно различаются по способу выпуска и эксплуатационным характеристикам.
Что такое полиэтилен высокого давления (ПВД)
Исходным веществом для обеих разновидностей полимера выступает этилен, который полимеризуют в специальных условиях – именно разница в технологии производства обеспечивает различие во внешнем виде, прочности и других характеристиках получаемого полимерного материала.
Процесс производства ПВД
ПВД – это продукт полимеризации этилена при высокой температуре и давлении. Показатели температурного режима в границах 200-260 градусов, давление в диапазоне от 150 до 300 МПа, а катализатором выступает чистый кислород (реже – органический пероксид водорода). Учитывая необходимость в поддержании технологически обусловленных параметров, производство ПВД относится к энергозатратным. Полимеризация проходит в герметичных автоклавах, а результат процесса переработки – мелкие гранулы, размеры, цвет, химический состав которых регламентирует ГОСТ 16337-77. Поставляется полуфабрикатный полиэтилен в мешках или в другой таре, обеспечивающей сохранность в процессе транспортировки и хранения.
Технические свойства материала
Полиэтилен высокого давления в готовых изделиях (например, пленке или пакетах), характеризуется такими свойствами:
- Высокая прочность, в том числе на разрыв и растяжение;
- Гладкая, глянцевая поверхность;
- Антистатические характеристики;
- Устойчивость к ультрафиолету;
- Минимальное выгорание цвета со временем;
- Эластичность;
- Нейтральность к большинству продуктов питания;
- Возможность использования в температурном диапазоне от –40 до +50 градусов (фактически допустимо применение при более низких и высоких температурах).
Сферы применения
ПВД используется в различных промышленных и других сферах:
- Выпуск контейнеров и других емкостей, герметичных и отрытых, применяемых для фасовки, транспортировки и хранения продукции химической, фармацевтической, пищевой и других отраслей;
- Производство труб и фитингов к ним, которые успешно приходят на замену стальным аналогам в частном и промышленном строительстве, сельском хозяйстве и смежных сферах;
- Изготовление тары разнообразных форм и вместительности от ящиков для сельхозпродукции до паллетов, востребованных в грузоперевозках и логистике;
- Выпуск пленки и другой упаковочной продукции из нее – широкий ассортимент пакетов, рулонного полиэтилена, рукавов, полурукавов и подобных изделий используются торговыми точками, предприятиями разных направлений деятельности, маркетплейсами и в других сферах.
Плюсы и минусы полиэтилена высокого давления
Рассматривая, что такое ПВД, к важным достоинствам материала относится не только его прочность и эластичность – ПВД не выцветает со временем при добавлении в базовый состав при выпуске пленки красителей, поэтому продукция из него длительное время сохраняет оригинальный цвет. Полиэтилен высокого давления нейтрален к широкому спектру химических веществ, низким температурам и другим внешним воздействиям. Также среди свойств, определяющих, чем отличается ПВД от ПНД – устойчивость к проколам и разрезам: повреждение останется только в месте разреза или разрыва, не распространяясь на дальнейшую поверхность упаковки. К недостаткам материала специалисты относят более высокую стоимость в сравнении с ПНД, что вызвано повышенным энергопотреблением в процессе производства, необходимостью поддерживать высокую температуру и давление в автоклавах.
Что такое полиэтилен низкого давления (ПНД)
Процесс производства ПНД
Полиэтилен низкого давления – полимер, исходным сырьем для которого также выступает этилен, подвергаемый полимеризации в особых условиях. Однако технология производства отличается:
- Температурный режим в пределах 120-150 градусов;
- Давление в емкости поддерживается в диапазоне 0,1-2 МПа;
- Для ускорения и стабилизации процесса применяется катализатор Циглера-Натта.
Очевидно, что выпуск ПНД менее затратен по энергии, не требует оборудования, рассчитанного на избыточное давление и температуру, поэтому стоимость полимера меньше. По ГОСТ 16338-85 полимер также поставляется для дальнейшей переработки в виде гранул, причем гранулят обычно матовый или белый, в отличие от ПВД.
Технические свойства
Рассматривая, что за материал ПНД, выделяются такие технологические и эксплуатационные характеристики:
- Высокая плотность, обеспечивающая отличные показатели по прочности;
- Стойкость к истиранию и подобным воздействиям;
- Увеличенная верхняя граница эксплуатационных температур (до +70 градусов);
- Низкие значения теплопроводности.
Сферы применения полиэтилена низкого давления
Гранулят ПНД поступает на предприятия, выпускающие продукцию различного типа и назначения:
- Широкий спектр упаковочных материалов, включая гладкую и пупырчатую пленку;
- Прочная пленка для теплиц и подобных сооружений;
- Трубы для газопроводов и холодного водоснабжения, а также химически инертных веществ;
- Контейнеры, емкости, поддоны, другие разновидности тары для фасованных, жидких, сыпучих продуктов и стройматериалов;
- Изделия медицинского назначения, например, перчатки, упаковку для инструмента и расходных материалов;
- Пакеты и мешки (например, «майки» в супермаркетах);
- Изделия бытового назначения – от игрушек до мебели.
Преимущества и недостатки
Полиэтилен низкого давления дешевле аналогов, производимых при высоком давлении, что положительно сказывается на стоимости производимых из него изделий. Также достоинствами материала являются способность длительное время выдерживать статические нагрузки на растяжение, устойчивость к температурам до +120-125 градусов, нейтральность к продуктам питания, медицинским изделиям и приборам, возможность производства пленки и пакетов толщиной всего от 7 мкм.
К заметным минусам материала и производимой из него продукции следует отнести хрупкость при эксплуатации даже при небольших минусовых температурах, высокая степень сминаемости в процессе использования (заломы возникают практически сразу при сгибании). Немаловажным недостатком ПНД является чувствительность к проколам и разрезам – например, небольшой пакет из полиэтилена низкого давления может выдерживать нагрузку до 10 кг, но «расползется», если его зацепить об острый угол.
Как отличить ПВД от ПНД?
Несмотря на одинаковое исходное сырье (этилен), благодаря разным способам выпуска полиэтилен высокого и низкого давления имеют заметные различия не только по цене. Чем ПНД отличается от ПВД? В первую очередь визуально: пленка или пакет из полиэтилена высокого давления может быть практически прозрачной, тогда как ПНД почти наверняка матовый или полупрозрачный. На ощупь ПВД гладкий, а ПНД – шершавый, причем при сминании издает характерный шуршащий звук. Среди других отличий – возможность ПВД выдерживать проколы и локальные порезы, а также постепенно растягиваться при нагрузках.
Что выбрать: полиэтилен высокого давления или низкого?
Зная, чем отличается ПНД от ПВД, потребитель или производитель может подобрать оптимальный вариант полимера для собственных нужд. Исходя из свойств материалов, ПНД востребован для выпуска недорогой упаковки — например, пакетов для супермаркетов, которые потребляются сотнями. Такая упаковочная продукция обычно служит 1-2 раза, после чего выкидывается, поэтому изготавливать ее из более качественного ПВД нет смысла. Кроме того, ПНД, рассчитанный на массовое производство, применяют для упаковки хлебобулочных изделий, медицинского инвентаря и подобных расходных материалов — в сферах, где нет особой нагрузки, но требуется качественная и недорогая упаковка.
Полиэтилен высокого давления, пленка и пакеты из него — не только более надежные, но и более презентабельные и долговечные, поэтому их использование рассчитано прежде всего на длительное применение, например, для брендированной упаковки. Кроме того, материал устойчив к отрицательным температурам, разрывным усилиям, прокалывающим и режущим воздействиям, что увеличивает долговечность и надежность, например, при использовании в сельском хозяйстве для обустройства парников и теплиц. Также важным преимуществом ПВД является стойкость к ультрафиолету — пакеты или другая окрашенная упаковка сохранит цвет надолго. При этом повышенная стоимость материала однозначно окупается прочностью и длительным эксплуатационным сроком.