Основные структурные характеристики СВМПЭ и ПЭНД

Химическая стойкость полиэтилена определяется структурой полимерной цепи, и главным образом, молекулярной массой. СВМПЭ инертен к действию многих химических реагентов и широко применяется для изготовления изделий, контактирующих с агрессивными средами.

СВМПЭ исключительно стоек к действию щелочей любой концентрации и водных растворов нейтральных, кислых и основных солей. На СВМПЭ не действуют органические кислоты, в том числе муравьиная и уксусная, а также концентрированная соляная и плавиковая кислоты. Серная кислота до 80 %-ной концентрации при комнатной температуре не оказывает действие на СВМПЭ. При повышении концентрации серной кислоты и увеличении длительности контакта наблюдается интенсивное пожелтение изделий.

СВМПЭ, однако, как и стандартный ПЭНД, изменяет свои свойства и разрушается под действием окислителей. Азотная кислота, даже при довольно низкой концентрации, разрушает СВМПЭ. Окисление и разрушение значительно усиливаются при увеличении температуры эксплуатации изделия.

Жидкий и газообразный хлор и фтор разрушают СВМПЭ, а бром и йод поглощаются им и диффундируют сквозь полимер. Разбавленные растворы хлора и различные отбеливающие вещества слабо действуют на СВМПЭ.

Склонность к набуханию в органических растворителях у СВМПЭ значительно ниже, чем у ПЭНД. По мере роста температуры степень набухания увеличивается. ПЭНД при температуре выше 80 ⁰С, а СВМПЭ выше 120 – 140 ⁰С растворяются во многих органических растворителях, особенно в алифатических и ароматических углеводородах и их галогенопроизводных.

СВМПЭ обладает низкой газо- и паропроницаемостью. Проницаемость зависит не только от структуры полиэтилена, но и от размера молекул газа и их сродства к полимеру, а также от толщины изделия, температуры и градиента концентрации. Проницаемость СВМПЭ наименьшая для сильнополярных веществ и наибольшая для углеводородов, поэтому СВМПЭ выгодно отличается от других полимеров малой проницаемостью для воды и водяных паров. В связи с этим изделия из СВМПЭ пригодны для использования не только во влажном воздухе, но и при непосредственном контакте с водой. СВМПЭ широко используется для изготовления защитных покрытий горно-обогатительного оборудования, деталей и элементов конструкций, подвергающихся ударной нагрузке, фильтров для пищевой и химической промышленности, сверхпрочных тканей и нитей для производства средств бронезащиты, а также изготовления спортивного инвентаря.

СВМПЭ из всех разработанных марок ПЭНД имеет самую высокую прочность, стойкость к удару и к растрескиванию. Также СВМПЭ отличает способность сохранять высокие прочностные характеристики в широком интервале температур. Это объясняется тем, что в структуре полиэтилена все элементы надмолекулярной структуры оказываются в той или иной мере связанными между собой посредством физических узлов (зацепление молекул), а также проходными молекулами. Проходные молекулы исходного кристаллического полимера и физические узлы сохраняются и при деформировании полиэтилена, связывая отдельные участки элементов надмолекулярной структуры и обеспечивая их прочность. По мере увеличения числа макромолекул содержание таких проходных цепей и физических узлов возрастает, а следовательно, увеличивается количество связываемых ими элементов надмолекулярной структуры. Это, в свою очередь, приводит к увеличению прочности, стойкости к удару и к растрескиванию СВМПЭ.

С ростом длины макромолекул затрудняется кристаллизация, при этом степень кристалличности и размеры кристаллитов уменьшаются. Этим объясняется более низкое значение плотности СВМПЭ по сравнению с стандартным ПЭВД. Также на плотность оказывают влияние метод синтеза и используемый катализатор. В случае металлорганических катализаторов СВМПЭ с молекулярной массой 1000000 и 4000000 имеет плотность 938 и 933 кг/м³ соответственно, тогда как стандартный ПЭНД – 949 – 954 кг/м³; в случае применения катализаторов, нанесенных на носитель, плотность СВМПЭ составляет 940 кг/м³, а стандартного ПЭНД – 962 кг/м³. Сравнительные свойства СВМПЭ и ПЭНД представлены в табл. 4 [3].

Таблица 4

Поиск по сайту: