Чем отличается полиэтилен от полипропилена: свойства и характеристики пластиков ПЭ и ПП
17.05.2024
- 1. Похожие характеристики полиэтилена и полипропилена
- 2. В чем отличие полиэтилена и полипропилена
- 3. Особенности производства полиэтилена и полипропилена
- 4. Сравнительные характеристики полиэтилена и полипропилена
- 5. Применение в различных отраслях изделий из полиэтилена и полипропилена
- 6. Какой полимерный материал выбрать: полиэтилен или полипропилен
- 7. Экологические аспекты и переработка
Полиэтилен и полипропилен представляют собой два похожих полимера, которые все же будут отличаться в некоторых свойствах. Пластики применяются в схожих сферах, поэтому между ними постоянно идет борьба. В чем выражается разница между ПЭ и ПП?
Похожие характеристики полиэтилена и полипропилена
Полиэтилен ГОСТ и полипропилен производятся из горючих газов. Приставка в названии пластмасс «поли» означает «много» в переводе с греческого языка. Исходное сырье для ПП — пропилен С3Н6, а для ПЭ — этилен С2Н4. Ациклические непредельные углеводороды подвергаются полимеризации, в результате чего получаются твердый высокомолекулярный продукт.
Оба материала состоят из водорода и углерода. Выпускают первичное сырье в гранулах, а потом уже происходит изготовление различных изделий. Чтобы придать пластикам определенные особенности, в пластическую массу добавляют специальные добавки.
Полиэтилен и полипропилен объединяют следующие физико-технические показатели:
- химическая стойкость — не бояться агрессивных сред при контакте с щелочью, кислотой;
- разрушение под воздействием органических растворителей, в т.ч. бензином;
- невысокая гигроскопичность в воде;
- высокие диэлектрические показатели (нулевая способность проводить электрический заряд);
- высокая износостойкость (PP близок к ПНД);
- термопластичность — изготовление литьем, экструзией.
Эти пластмассы очень долговечны, они служат более 50 лет. Материалы не боятся ультрафиолета, обладают стойкостью при резких перепадах температур, не проводят ток. Из гранул пластмасс производят разные марки листов, стержней.
В чем отличие полиэтилена и полипропилена
Теперь рассмотрим различия между полиэтиленом и полипропиленом. Прежде всего разница между двумя пластмассами возникает в процессе производства. ПП синтезируется исключительно при низком давлении (до 4 МПа). ПЭ выпускают как при низких показателях МПа, а также при высоких, соответственно, получают ПНД, ПВД. Исходя из этого свойства ПП больше схожи с ПНД.
Полипропилен более легкий, чем его оппонент на 0,04 г/см3. Поверхность полипропиленовой продукции ровнее, плотнее, чем у ПЭ. Полиэтилен более эластичен, гибок, обладает повышенной ударной вязкостью, механической прочностью. Полипропилен жесткий, но хрупкий. ПЭ превосходит полипропилен по ударопрочности, износостойкости. Кроме того промышленность выпускает сверхпрочные марки — PE 500, PE 1000.
При контакте с пониженными температурами, предпочтение отдается изделиям из полиэтилена. Не зря из этого материала производят емкости для канализации и трубы, которые устанавливают в грунт, их не утепляют. Стандартный полиэтилен PE 300 выдерживает более низкую температуру от -50°С, тогда как полипропилен — только до -20°С. ПП более устойчивый к теплу, так как он работает при более высокой температуре — до + 100°С, тогда как ПЭ — только до + 80°С. Диапазон t марки PE 1000 — от -260°С до +80°С.
Основное отличие полиэтилена от полипропилена в том, что он более бюджетный по цене, что зависит от невысокой стоимости его сырья. Различаются материалы между собой температурами плавления: ПЭ плавится при +140°С, а ПП — при +180°С.
Особенности производства полиэтилена и полипропилена
Полиэтилен изготавливается полимеризацией газа этилена при высоком или низком давлении. Полимер ВД — это вещество с низкой плотностью (LDPE, ПВД). Производственный процесс происходит внутри трубчатого реактора или в специализированном автоклаве. Материал ПНД с высокой плотностью (HDPE) выпускают используя пониженное давление в реакторе вместе с тремя основными видами технического процесса полимеризации — это суспензионный, в качестве раствора или газа.
Производство полипропилена происходит из газа пропилена, который выделяется при переработке нефтепродуктов. Это сырье содержит около 80% газообразного пропилена. Смесь подвергают дополнительной очистке от излишка воды, О2, углерода и прочих примесей, чтобы получать газообразный пропилен с концентрацией 99-100%. Специальными катализаторами газ полимеризуется в жидком мономере при среднем давлении. Сополимером часто служит газообразный этилен.
Сравнительные характеристики полиэтилена и полипропилена
| Свойства | Полиэтилен (ПЭ) | Полипропилен (ПП) |
|---|---|---|
| 1.Плотность, г/см2 | ПЭВД 0.910—0.930 ПЭНД 0,950—0.970 |
0.900-0.910 |
| 2.Температура плавления,°C | +80..+110 | +165..+170 |
| 3.Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см | 190–350 | 250-400 |
| 4.Относительное удлинение при разрыве, % | 100-1200 | 200-800 |
| 5.Модуль упругости при изгибе, кгс/см | 1200-2600 | 6700-11900 |
| 6.Предел текучести при растяжении, кгс/см2 | 90-160 | 250-350 |
| 7.Относительное удлинение при пределе текучести, % | 15-20 | 10-20 |
| 8.Ударная вязкость с надрезом, кгс см/см2 | 10-105 | 33-80 |
| 9.Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 | 1.4-2.5 | 6.0-6.5 |
| 10.Предел прочности при растяжении, МПа | 7-45 | 25-40 |
| 11.Теплопроводность Вт/м*К | 0.32 | 0.44 |
| 12.Температура стеклования,°C | 60..-80 | 10..-20 |
| 13.Пределы рабочих температур | +80..-45 | +130..-20 |
| 14.Удельное электрическое сопротивление, Ом/см | 1016-1017 | 107 |
| 15.Диэлектрическая проницаемость при частоте 1010 Гц | 2.25-2.31 | - |
| 16.Температура хрупкости,°C | от -100 до -120 | от -5…до -15 |
| 17.Водопоглощение за 30 суток, % | 0.02 | - |
| 18.Усадка при литье,% | 1-3 | 1.8-2.5 |
| 19.Молекулярный вес | 18000-300000 | 10000-1000000 |
| 20.Твердость по Шору D | 60-65 | 70-83 |
| 21.Устойчивость к ультрафиолетовому излучению | удовлетворительно | удовлетворительно |
| 22.Устойчивость от растрескиванияпри влиянии окружающей среды | хорошо | хорошо |
Применение в различных отраслях полиэтилена и полипропилена
Пластиковая продукция используется в разных производственных отраслях, строительной сфере, сельском хозяйстве, т.д. Рассмотрим главные области использования ПЭ, ПП.
Области применения полиэтиленовых пластмасс
Благодаря своей прочности, материал ПЭ востребован для выпуска:
- резервуаров, в том числе для пищевых предприятий;
- санитарно-технических изделий;
- медицинских изделий (протезы, искусственные хрящи);
- запчастей агрегатов (корпуса, облицовка, изоляторы, футеровка в оборудовании для кислот, щелочей);
- разделочных столов, досок.
Из линейного полиэтилена НП делают надежные растягивающиеся пленки, синтетическую пряжу, гофрированные трубы, изоляцию для проводов.
Области применения пластика полипропилена
Полипропилен востребован в:
- машиностроении;
- строительстве;
- электротехнике;
- изготовлении гальванических линий;
- изготовлении мебели для больниц, лабораторий;
- в выпуске емкостей для различных целей;
- производстве агрегатов для пищевой промышленности.
Какой полимерный материал выбрать: полиэтилен или полипропилен
Сфера использования каждого типа материала основывается на его свойствах, это следует учитывать при выборе:
- ПВД хорошо подойдет для надежных упаковок с бюджетной стоимостью (пленка простая, пузырчатая).
- Из ПНД делают надежные изделия (трубы, листы, стержни, т.д.).
- ПП используется для доставки пищевых продуктов в качестве тары или контейнера, как строительный материал.
При выборе нужного пластика, необходимо знать, при каких условиях он будет эксплуатироваться. Сравнивая цены этих пластмасс, упаковка из ПП стоит в 2 раза дороже, чем упаковка ПЭ. Полиэтилен не только более дешевый, но и более морозостойкий. ПП обладает гладкой поверхностью, не требующей дополнительной обработкой, что важно в строительной отрасли, например для стенок бассейнов и резервуаров. Чтобы склеить полиэтилен и полипропилен существуют особые способы.
Разница между ПЭ и ПП
| Параметры | ПП | ПЭ |
|---|---|---|
| Формула | (C3H6)n | (C2H4)n |
| Твердость по Бринеллю, кгс/мм2 | 6.0-6.5 | 1.4-2.5 |
| Молекулярный вес | 10000-1000000 | 18000-300000 |
| Взаимодействие с химическими веществами при обычных температурах | Растворяется во многих концентрированных кислотах (азотная, хлорсульфоновая) и щелочах. | Инертен, растворяется только в 50%-ной азотной кислоте. |
| Температура плавления,°C | +165..+170 | +80..+110 в зависимости от вида |
| Сферы применения | Для изготовления тары, пленок, упаковки, труб, контейнеров, нитей, волокон и пр. | В строительстве, производстве упаковки, пластмассовой посуды, оплеток проводов, резервуаров оборудования и т. д. |
Экологические аспекты и переработка
Полиэтилен и полипропилен — два наиболее распространенных материала, которые встречаются часто в нашей повседневной жизни. Однако, их широкое потребление несет серьезную угрозу экологии и вызывает проблемы с утилизацией.
Одним из главных негативных факторов этой продукции является ее долгий период разложения в природе. Обычно это составляет сотни лет, что приводит к загрязнению окружающей среды, угрожает животным и экосистемам.
Но все-таки существуют методы переработки полиэтиленовых и полипропиленовых материалов, которые помогают снизить разрушающее воздействие на окружающую среду. Переработка пластика вторичным способом позволяет повторно применять его в выпуске новых изделий, сокращая тем самым потребление новых ресурсов и снижая объемы отходов.
С помощью современных технологий полимеры эффективно утилизируются механическими способами (дробление), а также химическим методом — пиролиз (разложение на газ и жидкость). C помощью пластика можно получать дополнительную энергию при сжигании, используя его как топливо.