Линейный полиэтилен низкой плотности

Основные физико-химические и механические свойство ЛПНП:

ЛПНП обычно имеют широкое молекулярно-массовое распределение и широкое распределение 1-алкенового сомономера, то есть ветвей. Прочность при растяжении ниже, чем у ПНД, но выше, чем у ПВД. Они обладают лучшей, чем ПНД, ударной прочностью. По сравнению с ПВД их ответвления короткие, длинных ветвей нет. Снижение вязкости с увеличением скорости сдвига меньше по сравнению с ПВД, и переработка ЛПНП требует больших усилий. Часто ЛПНП смешивают с ПВД, так как длинные боковые цепи облегчают переработку. Из-за высокой кристалличности ЛПНП менее прозрачны, чем ПВД.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПНП) по своей структуре подобен ПВД, однако имеет следующие основные преимущества: более высокую температуру размягчения, что позволяет применять его для расфасовки горячих продуктов; лучшие эксплуатационные свойства при низких и высоких температурах; " более высокую химическую стойкость; в 2-3 раза более высокую стойкость к раздиру и проколу; " большую прочность и относительное удлинение при разрыве; блеск поверхности и устойчивость к растрескиванию. На мировом рынке ЛПНП - наиболее динамично употребляемый полимер по сравнению с ПВД и ПНД, так как позволяет получать тонкие пленки при повышении их прочностных свойств. Этот материал, в частности, предназначен для изготовления медицинских пакетов, ламинированных и растягивающихся пленок. Наиболее широкое применение он находит в производстве стрейтч-пленок для машинного и ручного пакетирования. По сравнению с термоусадочной упаковка в растягивающуюся пленку обладает следующими преимуществами: " отпадает необходимость в термокамерах для усадки пленки; " уменьшается расход пленки вследствие ее меньшей толщины, лучших эксплуатационных свойств.

Свойства ЛПНП являются промежуточными между свойствами ПВД и ПНД. Основными преимуществами ЛПНП по сравнению с ПВД является более высокая химическая стойкость, лучшие эксплуатационные свойства как при низких, так и при высоких температурах, большой блеск поверхности и большая устойчивость к растрескиванию

При формовании пленок ЛПНП проявляет повышенную стойкость к проколу и раздиру. Типичные значения сопротивления проколу при толщине около 75 мкм - 834 Дж/м2 для ПВД и 1877 Дж/м2 для ЛПНП; сопротивления раздиру - около 350 и 1050 гс соответственно (среднее значение в продольном и поперечном направлениях). При равной плотности 0,92 г/см3 температура плавления ПВД - 95 "С, ЛПНП - 118 °С. ЛПНП использовали для производства мешков, поскольку он характеризуется более высокими значениями удлинения при разрыве и прочности при растяжении. Более высокая температура плавления открывает возможности применения для расфасовки горячих продуктов, о чем свидетельствует его применение для производства мешков для цемента.

ЛПНП проникает на рынок также в качестве растяжимой упаковки из-за лучшего соотношения цены и качества. ЛПНП применяют также при изготовлении соэкстру-дированных растяжимых пленок в качестве одного из слоев. Пример — трехслойная пленка, в которой наружные слои изготовлены из традиционного ПВД, а внутренний слой - из ЛПНП. По сравнению с пленками из ПВД пленки из ЛПНП имеют большие значения сопротивления раздиру и проколу, прочности при растяжении и относительного удлинения. Общая толщина пленок может быть поэтому снижена, а растяжимость - увеличена. Масса пленки, расходуемой на один поддон с грузом, может быть уменьшена, чем достигается экономия сырья. Разработаны также пленки на основе смесей ЛПНП с другими полимерами, такими, например, как ЭВА. Следует отметить, что в упаковке с применением усадочных пленок по сравнению с растяжимыми более низкая прочность расплава ПВД делает его более подходящим материалом. Различия в молекулярной структуре влияют на реологию обоих материалов. ЛПНП имеет большую вязкость при скоростях сдвига, характерных для экструзии, и требует большей Мощности при экструдировании. Кроме того, при экструдировании 100%-го ЛПНП требуется более широкий зазор щели во избежание разрушения расплава. Для достижения лучших результатов нужно некоторое модифицирование оборудования, предназначенного для переработки традиционного ПНП, в частности изменение конструкции шнека и величины щелевого зазора. Для переработки ЛПНП разработано специальное оборудование, другой подход - использование добавок, которые позволяют экструдировать ЛПНП без разрушения расплава.

Технология производства  

Линейным полиэтилен низкой плотности (ЛПНП) подобен по структуре ПНД, но имеет более многочисленные и длинные боковые ответвления. ЛПНП получают методами газофазной полимеризации при низком давлении и полимеризации в жидкой фазе. Этот процесс проводится в реакторе с сжиженным слоем ПЭ. Этилен подают в основание реактора, а полимер отводят непрерывно, сохраняя постоянный уровень сжиженного слоя в реакторе. Температура немного ниже (около 100*С), а давление значительно ниже (689-2068 кН/м2), чем в газофазном "процессе высокого давления. Эффективность этого процесса ниже, чем газофазного, процент превращения за цикл составляет 2% по сравнению с 15-30% в газофазном процессе. Размер установки может быть значительно уменьшен благодаря устранению большого количества оборудования, необходимого для работы при высоком давлении, капитальные вложения также значительно ниже. Почти аналогичным является процесс в реакторе с перемешивающим устройством. При этом используют катализаторы циглеровского типа и достигается более высокий выход.

В основном существуют два типа жидкофазных процессов: в растворе и в суспензии. Суспензионный процесс использует хромовые катализаторы и идет при температуре 100 °С и давлении 689—4826 кН/м2. ПЭ получают в виде порошка. В растворном процессе, который разработан Du Pont и Dow Chemical, используют катализаторы типа циглеровских. Процесс идет при температуре 180-250 °С и давлении 2757-4137 кН/м2. Добавки можно вводить непосредственно в реактор.

Характеризуя мировой рынок линейного полиэтилена, следует отметить, что существует рынок технологий LLDPE, абсолютно обособленный и отличный от рынка производства и продаж полиэтилена. Дело в том, что большинство производителей ПЭ разрабатывают свои собственные технологии производства сырья и затем лицензируют их.  В то же время множество изготовителей работают, используя нелицензионные разработки.

Основные отросли – потребители ЛПНП

ЛПНП применяется практически во всех областях производства пленки, как в чистом виде, так и в различных смесях с полиэтиленом низкой или высокой плотности. В традиционной области применения использование ЛПНП позволяет уменьшить толщину пленки на 20-40% по сравнению с обычным полиэтиленом, что приводит к значительной экономии сырья.

Линейный полиэтилен низкой плотности используют и для получения растягивающейся (стрейч) пленки. ЛПНП применяют также при изготовлении многослойных пленок в качестве одного из слоев, что позволяет снизить их общую толщину.