Если раньше при монтаже водопровода, канализации, при проведения газа всегда использовали только металлические или чугунные трубы. Альтернативы просто не было. Сегодня все чаще применяют изделия из полимеров, и, в частности, — полиэтиленовые трубы. Они все больше вытесняют с рынка металлические аналоги, а все благодаря невысокой цене, простоте в обращении, длительному сроку эксплуатации. Полярности ПЭ трубам добавляет простота монтажа — есть фитинги, которые устанавливаются руками. Это очень удобно, например, при устройстве водопровода или системы полива на даче.
Водопровод из полиэтиленовых труб собирается легко, легко модернизируется, почти не требует обслуживания
Свойства, достоинства, недостатки
Полиэтиленовые трубы применяют для транспортировки различных жидких и газообразных веществ. В литературе можно встретить сокращенное обозначение: в русском варианте это ПЭ, в международном — PE или PE-X для сшитого полиэтилена.
Они имеет отличные свойства:
Отличный набор свойств привел к тому, что полиэтиленовые трубы становятся все более популярными. Но, чтобы не было неожиданностей, необходимо знать их недостатки. Их не очень много, но они довольно серьезные.
- Полиэтилен горит, и при горении выделяет вредные вещества.
- Слабая стойкость к ультрафиолету. Под воздействием солнца материал становится хрупким и ломким. Но этой болезни не подвержены трубы из сшитого полиэтилена, именно они стали в последнее время лидерами продаж.
- Большое температурное расширение — оно в 10 раз больше чем у стали. Для нейтрализации этого недостатка устанавливается компенсатор.
- При замерзании жидкости в трубопроводе, полиэтилен может порваться. Потому при использовании полиэтиленовых труб для организации водоснабжения частного дома или дачи, его укладывают ниже глубины промерзания или утепляют сверху, применяют дополнительные методы обогрева (греющие кабели).
Это все недостатки. Теперь о разновидностях. По способу производства есть три вида труб из полиэтилена:
В данных названиях кроется определенный парадокс. Когда говорят о высоком или низком давлении полиэтиленовых труб, имеют в виду способ их производства. Но часто это воспринимается как область использования. Реально же все наоборот. Трубы, произведенные при высоком давлении, получаются менее прочными. Их можно использовать только для безнапорных систем (без насосов). Для систем напорного водоснабжения их делают, но прочность добирают за счет толщины стенок. При обычной толщине стенок их область использования — канализация, дренажные системы, ливневки и т.п. Тут их качества оптимальны.
В напорных трубопроводах, там где высокое давление, используются как раз полиэтиленовые трубы низкого давления. Они более прочные но, одновременно, более хрупкие, намного хуже гнутся. Это тоже не очень хорошо. Зато они выдерживают значительные перепады давления без какого-либо вреда. И еще надо сказать, что оба этих типа полиэтиленовых труб подходят только для холодной воды — горячую они не выдерживают, могут расплавиться.
Трубы из сшитого полиэтилена PE-X применяются при устройстве водяного теплого пола
А вот третий тип — из сшитого полиэтилена — это вариант с высокой прочностью, гибкостью. Выдерживают такие изделия высокое давление (до 20 Атм) и температуры до +95°C, то есть PE-X трубы можно применять и для горячего водоснабжения, а также для систем отопления. Кстати, их этого типа полимера делают металлопластиковые трубы. Однако и тут есть одно «но» — этот тип материала не сваривается. При монтаже трубопровода из сшитого полиэтилена используют фитинги с прокладками. Второй тип сборки — клеевой, когда стыки соединяемых элементов промазываются клеем.
Маркировка и диаметры
Полиэтиленовые трубы обычно бывают черного или ярко-синего цвета, из сшитого полиэтилена могут иметь ярко-красный цвет. Окрашиваются так они специально — чтобы их проще было отличить от прочих полимеров. На стенке вдоль могут быть нанесены полосы синего цвета, если она предназначена для холодной воды, желтого, если применяется она для газопровода. Форма выпуска — в бухтах длиной от 20 до 50 метров (обычно малые диаметры) и кусками по 12 метров (или нужной длины по договоренности).
Пример технических характеристик PE трубы
Диаметры полиэтиленовых труб изменяются в широком диапазоне — от 20 мм до 1200 мм. Изделия малого сечения (до 40 мм) используются в основном для водопроводов и систем отопления в частных домах и квартирах, более серьезные (до 160 мм) идут на стояки систем водоснабжения, отопления и канализации. Большие диаметры — это уже промышленная и производственная сфера. Для частных строений и квартир практически не используется.
Плотность полиэтилена
Для изготовления труб используется полиэтилен разной плотности. Обозначается плотность цифрами, которые стоят после аббревиатуры:
Что еще может быть интересно: полиэтиленовые трубы могут быть еще и армированными. Вообще они производятся методом экструзии — в размягченном состоянии материал выдавливается через насадку, затем отправляется на калибровку, где ему придают требуемое сечение и размер. При производстве армированных полиэтиленовых труб волокна капрона, полистирола или поливинилхлорида (ПВХ) запаиваются внутри стенки. Оборудование для этого процесса намного более сложное, потому и цена на армированные ПЭ трубы значительно выше.
Диаметр полиэтиленовых труб и что такое SDR
В маркировке полимерных труб есть существенное отличие — указывается наружный диаметр. Но толщина стенки изменяется в больших пределах, так что внутренний диаметр приходится высчитывать — от наружного отнимать удвоенную толщину стенки. Толщина стенки в маркировке прописывается после указания наружного диаметра (обычно ставят * или знак «х»). Например: 160 х 14,6. Это обозначает что данная труба имеет наружный диаметр 160 мм, толщину стенки 14,6 мм. Можно посчитать и внутренний диаметр полиэтиленовой трубы: 160 мм — 14,6 мм*2 = 130,8 мм.
Еще в маркировке присутствует аббревиатура SDR и какие-то цифры. Цифры — это отношение наружного диаметра к толщине стенки. Этот показатель отражает прочность стенок и их возможность противостоять скачкам давления.
Что такое SDR трубы
Чем меньше показатель SDR, тем более прочной (но и более тяжелой) является труба. Правда это справедливо в пределах изделий одной плотности. Например, ПЭ 80 SDR11 — более прочная, чем ПЭ 80 SDR 17.
| Наименование ПЭ трубы | Характеристики | Область применения |
|---|---|---|
| ПЭ 63 SDR 11 | Низкая плотность, плохо переносят перепады температур | Внутренние холодные трубопроводы |
| ПНД ПЭ-63 SDR 17,6 | ГОСТ 18599-2001(2003), давление не выше 10 Атм | Внутренние водопроводы с невысоким давлением для подвода холодной воды |
| ПЭ 80 SDR 13,6 | Плотность выше, но перепады температур переносят плохо | Водопроводы для подвода холодной воды, системы полива |
| ПЭ 80 SDR 17 | Плотность выше, но перепады температур | Водопроводы как в помещениях, так и на улице, напорные системы полива |
| ПЭ 100 SDR 26 | Высока плотность, способность переносить перепады температур | Любые трубопроводы для транспортировки жидкостей (воды, молока, соков и т.п.) |
| ПЭ 100 SDR 21 | Увеличенная толщина стенок | Любые трубопроводы, в том числе и газовые |
| ПЭ 100 SDR 17 | Увеличенная толщина стенок, но и большая масса | Чаще используются для помышленных целей |
| ПЭ 100 SDR 11 | Полиэтилен низкого давления, высокая прочность, повышенная химическая стойкость | Может использоваться при монтаже канализационных коллекторов, прокладывается в любом типе грунта |
Серия трубы и номинальное давление
Следующий параметр, который может быть важен при выборе — серия. Обозначается буквой S, за которой стоят цифры. Отображает способность стенок сопротивляться давлению. Это отношение того давления, которое она может выдержать (определяется в лабораторных условиях) к рабочему. Чем больше цифра, тем прочнее труба.
Номинальное давление ПЭ труб разной плотности с разным SDR
На практике этот показатель редко принимают во внимание, так как он более «лабораторный», чем практический. Намного более важным может оказаться номинальное давление, на которое рассчитаны стенки. Эти данные представлены на фото выше. Давление находится на пересечении столбцов и строк, указано в Атмосферах. Например, для трубы PE 80 SDR 13,6 рабочее давление равно PN10 (10 Атм). Это значит, что при транспортировке сред температурой не более +20°C и давлении не более 10 Атм, срок службы данной трубы — 50 лет.
Нормативные документы
Для стандартизации выпускаемой продукции были разработаны ГОСТы и отраслевые стандарты. Нормативная база по этому виду материалов появилась не так давно — уже в нынешнем тысячелетии — после 2000 года. В маркировке обычно указывается стандарт, которому отвечает данный вид продукции. По названию ГОСТа определяется область применения (из названий ГОСТов), но непрофессионалам проще ориентироваться на наличие полос соответствующего цвета (голубые — для холодной воды, желтые — для газа).
Вот стандарты для России:
Есть стандарты для Украины:
- ДСТУ Б В.2.7-151:2008 «Трубы полиэтиленовые для подачи холодной воды»
- ДСТУ Б В.2.5-322007 «Трубы безнапорные из полипропилена, полиэтилена, непластифицируемого поливинилхлорида и фасонные изделия к ним для внешних сетей канализации домов и сооружений и кабельной канализации»
- ДСТУ Б В.2.7-73-98 «Трубы полиэтиленовые для подачи горючих газов»
При желании все их можно изучить. В большинстве своем они представляют собой таблицы, в которых указан весь сортамент продукции с указанием из параметров.
Пример маркировки ПЭ трубы
Для идентификации на полиэтиленовые трубы нанесена маркировка. Надписи наносятся на каждом метре или около того. Первым указывается название фирмы-производителя, может стоять логотип кампании. Этот знак не обязательный, но является хорошим признаком — предприятие не боится за свой товар.
- обозначение материала трубы, в данном случае — ПЭ — полиэтилен;
- плотность полиэтилена — для этого примера 80;
- потом SDR трубы — 11;
- следующим стоит наружный диаметр и толщина стенки: 160 мм диаметр трубы, 14,6 мм — толщина стенки;
- в последней позиции указывается ГОСТ или ДСТУ, которому отвечает данный тип трубы.
Приведенная на фото труба — для газопроводов это подчеркивается трижды — нанесенными желтыми полосами, надписью «газ» в маркировке и наименованием ГОСТа — 50838-2009 — это стандарт, по которому производятся пластиковые трубы для газопроводов.
Полимер представляет собой органическое соединение, относится к классу полиолефинов. Термопластичный полимер этилена своеобразная масса прозрачных тонких листов имеет множество практичных качеств, сделавших его незаменимых в обиходе. Его часто называют
История возникновения
Первая дата упоминания об изобретения полиэтилена относится к 1899 г. Родина возникновения химического соединения – Германия. Однако заслуга практичного применения и распространения материала в его современном виде принадлежит инженерам Гибсону и Фосету. С середины прошлого столетия для производства кабельной продукции, позднее для выработки упаковочного материала широкое использование получил синтетический полимерный материал. Так применение полиэтилена в промышленности позволило создавать новые виды продукции.
Химическая формула полиэтилена (CH2CHR)n
Разновидности
Известно две основные группы полимеров, которые различают по прочности и плотности основы материала. Это
- Полиэтилен высокой плотности (высокого давления)
- Полиэтилен низкой плотности (низкого давления)
- Промышленность также выпускает полиэтилен средней плотности.
В разных источниках можно встретить другие названия, к примеру, сополимеры и гомополимеры. Но все они являются производными от двух основных групп. В процессе производства разработаны различные технологии выпуска широко востребованного материала. Именно технологические различия и физические свойства полиэтилена обосновывают разнообразность данного вида продукции.
Высокая прочность материала, другие востребованные свойства, которые обосновывают широкое использование тонкой прозрачной пленки, в сочетании с относительно низкой стоимостью производства, позволяют постоянно расширять область применения. Особенное свойство, обуславливающее термопластичность полиэтилена, вывело продукт на верхние позиции популярных упаковочных материалов.
Особенности химического состава дают поистине неограниченные возможности его использования. В своей основе вещество является высокомолекулярным соединением, которое состоит из длинных разветвленных цепей. В зависимости от технологических особенностей производственного процесса при полимеризации вещества изменяются свойства конечного продукта.
Полимеризация при давлении 130 -150 МПа дает полиэтилен низкой плотности, он более пластичный. Полиэтилен высокой плотности, имеет склонность растрескиваться при физическом воздействии. Это обуславливается тем, что изготавливается в процессе каталитической полимеризации, линейная структура практически не содержит боковых ответвлений.
Свойства
В зависимости от плотности молекулярной массы продукта могут меняться его физические свойства полиэтилена.
Полиэтилен низкого давления свойства :
- Имеет высокую способность к растяжению.
- Стоек к химическим соединениям.
- Не пропускает влагу.
- Высокая теплостойкость.
- Морозоустойчивость при сильном охлаждении.
Полиэтилен низкого давления применение :
- Изготавливается пищевая и упаковочная пленка.
- Рабочие перчатки и изоляционные материалы.
- Широкое применение в кабельной промышленности.
Полиэтилен высокого давления свойства :
- Допускается растрескивание под воздействием нагрузок.
- Может деформироваться и менять изначальные размеры.
- Отличается высокой химической стойкостью.
- Диэлектричен.
- Высокая радиационная устойчивость.
- Морозоустойчив.
В промышленности из него изготавливается тара, упаковка для парфюмерной и пищевой промышленности (бутылки, тюбики и др.). Пригоден для изготовления контейнеров, труб и деталей трубопроводов. Разнообразие и физические свойства полиэтилена делают возможным успешно использовать материал в разных сферах деятельности. Материал занимает лидирующие позиции по использованию среди других пластмасс.
Важно. Полиэтилен безопасный для здоровья и экологически безвредный материал. Легко подлежит переработке, используется во вторичной форме.
Основные особенности присущие синтетическому материалу придают различия молекулярно-массовых распределений внутри полимера. Чем выше плотность молекулярной массы, тем жестче и тверже становится пластмасса. Эти химические свойства полиэтилена влияют на влагопроницаемость, прозрачность и стойкость при сохранении целостности поверхности готовой продукции.
Сферы применения
Изделия из полиэтилена применяются практически везде. Из прочного и недорогого материала изготавливают упаковку и контейнера для транспортировки товаров на длительные расстояния. Уникальные диэлектрические свойства полиэтилена нашли свое применение в производстве инструмента, защитной и рабочей одежды, кабельной продукции, товарах бытового применения и многое другое.
Универсальные свойства и применение полиэтилена в самых различных сферах повышает спрос и стимулирует разработку новых видов товаров и изделий. Из пнд изготавливают:
- Провода для линий электропередач.
- Изделия для использования в медицине.
- Геотекстиль.
- Новые виды строительных и отделочных материалов.
- Инструменты и инвентарь для садово-огородного применения.
- Изделия для авиационной промышленности.
Сфер применения полимера много, так применение пнд обусловливают особенности физических свойств и технические характеристики готовой продукции. Структура молекулы полиэтилена нд отличается кристалличностью и имеет иную плотность. Особенности производства – температура изготовления 120-150 0 С, давление до 2 МПа. Для выработки требуется присутствие специального катализатора.
При охлаждении полимера в процессе производства образуются плотные соединение имеющие стабильную устойчивость к высоким температурам. Из такого материала изготавливаются изделия, пригодные для кипячения и контакта с высокотемпературной средой.
Не менее широко используется полиэтилен высокого давления.Его примененяют при изготовлении товаров для морской, автомобильной, строительной промышленности и иных сферах производства. В основу производства легли некоторые химические отличия пластмассы, которые базируются на более низкой степени кристаллизации вещества. ПВД примененяют в следующих направлениях:
- Изготовления выдувных изделий.
- Выпуск пленок для упаковки.
- Литье пластмасс под давлением.
- Выпуск кабельной продукции.
Процесс изготовления ПЭВД — температура 200- 260 0 С, давление 150 – 300 МПа. Присутствие кислорода или органического пероксида обязательно.
Важно. Легкий эластичный, кристаллизующийся материал с теплостойкостью до 60 0 имеет один существенный недостаток – быстро стареет.
Пленки из полиэтилена
При производстве пленки и листов из полиэтилена может быть использован материал любой плотности. Популярная характеристики которой значительно выше, чем у других видов упаковки — один из самых востребованных и экономичных товаров. Современные технологии позволяют создать пленку из ПЭ толщиной от 0,03 мм, длина рулона достигает 300 м.
Пленка пригодна для упаковки пищевой продукции, сохраняет качество и внешний вид товара. Давно стали привычными некоторые виды спецодежды, изготовленные из непромокаемой пленки – плащи, накидки, перчатки хозяйственные и многое другое.
Армированная пленка характеризуется высокой прочностью и используется для изготовления скатертей, упаковки, защитной одежды, для производства теплиц. Сферы применения изделий из ПЭ постоянно расширяются, свойства полиэтиленовой пленки поистине универсальны.
Упаковочный материал в листах толщиной от 1 до 6 мм с шириной до 1400 мм вырабатывают методом вакуумного формирования. Крупногабаритные изделия из ПЭНД прочно вошли в нашу жизнь. Это трубы сантехнические, ванны, бачки и емкости различного назначения. Технологические приемы разнообразят ассортимент и назначение изделий, товары народного потребления из пластмассы вошли в каждый дом.
Ведущее место в мире сегодня занимает производство изделий из полимера. Ширится разновидность марок изделий. Основные группы, выпускаемые на сегодняшний день из полиэтилена и сополимеров, насчитывает не один десяток, давая возможность развиваться новым технологиям. Выпуск востребованных и качественных товаров постоянно увеличивается, находя новые сферы применения.
При покупке одежды и разных тканевых изделий мы все чаще сталкиваемся с таким материалом, как полиэстер. Что за ткань, и каковы ее преимущества - описано в этой статье.
Что это такое
Это синтетическая ткань, которая производится из полиэфирных волокон, обладающих способностью сохранять первоначальную форму при нагревании не выше 40 градусов. Поэтому ткань полиэстер рекомендуется стирать при температуре воды до 40 ºС.
Синтетические изделия имеют отличные эксплуатационные качества, легко стираются и устойчивы к воздействию прямых солнечных лучей. Также ткань полиэстер обладает охлаждающим эффектом, благодаря чему она широко применяется для пошива одежды. Эта ткань по внешнему виду напоминает обычную шерсть, но, судя по характеристикам, больше похожа на хлопок.
В современной текстильной промышленности все чаще используют именно полиэстер. Что это за ткань - хорошо знает каждый человек. Постельное белье, одежда, занавески и даже матерчатые игрушки делают из синтетической ткани.
Свойства полиэстеровой ткани
Ткань полиэстер обладает такими свойствами:
- высокая прочность;
- большая износостойкость по сравнению с натуральными тканями;
- высокая устойчивость к ультрафиолетовым лучам и теплу;
- не мнется;
- отлично сохраняет форму;
- легко стирается и быстро высыхает;
- не требует специального ухода.
Состав ткани полиэстер
В чистом виде ткань полиэстер встречается очень редко. В основном его добавляют в состав других тканей.
Чаще всего полиэстер добавляют в вискозу. Таким образом удается придать ткани прочность, эластичность и повысить износоустойчивость.
Если к вискозе и полиэстеру добавляют еще эластан, получается синтетический материал под названием «микромасло». Из ткани такого состава шьют блузы, легкие кофточки, летние платья и т. д.
Хорошими качествами обладает ткань, состоящая из полиэстера и хлопка. Такой материал очень прочный, хорошо носится и стирается, быстро сохнет и не растягивается после длительной носки.
Если говорить о ткани, состоящей на 100% из полиэстера, то за мягкость и исключительный внешний вид ее называют «декоративным шелком».
Изготовление
Полиэстер делают из материала под названием полиамид. Он представляет собой пластмассу, которую получают на основе синтетических высокомолекулярных соединений. Первый синтетический полиамид получили в 1862 году. Но массовое производство синтетического материала начали только в середине XX века. Сначала из полиэстера изготавливали разные упаковочные изделия, липкую ленту, мешки и контейнеры для хранения продукции.
Уникальный химический состав, низкая стоимость и практичность в использовании сделали очень востребованным такой материал как полиэстер. Что за ткань - вскоре узнали все страны мира. Из этого материала начали массово шить шторы, наволочки, нижнее белье, скатерти, драпировки. Даже ковры и обивку для мягкой мебели стали делать из полиэстера.
На данный момент полиэстеровая ткань пользуется большим спросом и используется во многих отраслях производства.
Применение
В наше время невозможно найти сферу человеческой деятельности, в которой не применялся бы этот материал. Ткани полиэстер производятся в огромном количестве по всему миру. Большие объемы производства обусловлены активным спросом на продукцию из синтетического материала.
Из полиэстера часто шьют разную одежду, комплекты постельного белья, покрывала, упаковочные чехлы, парикмахерские накидки, спецодежду для сотрудников разных предприятий, тюли, шторы.
Также синтетическую ткань используют для производства специфической продукции: спецодежды и сумок для альпинистов, вывесок, разных декораций, ширм, зонтов.
Применение полиэстеровой ткани во многом зависит от типа нитки. Так, из гладких синтетических нитей производят гардины, тюли, трикотаж, зонтичные и плащевые ткани. Текстурованные нити в основном используют для изготовления костюмных и плательных тканей.
Преимущества и недостатки
Материал, состоящий на 100% из полиэстера, имеет такие преимущества:
- Красивый внешний вид и необычный блеск поверхности ткани.
- Полиэстеровая ткань легко поддается окрашиванию, благодаря чему производители имеют возможность разнообразить изделия из этого материала.
- Большое разнообразие фактур: тонкий или плотный материал, ткань с глянцевой или матовой поверхностью.
- Ткань приятна на ощупь.
- Синтетические изделия имеют длительный срок службы. Одежда и постельное белье не выцветают и не теряют форму даже после многочисленных стирок.
- Незначительный вес ткани тонкой фактуры и свойство сохранять форму, что очень важно для дизайнеров одежды. Эти качества позволяют создавать сложные модели со складками.
- Низкие затраты по уходу за синтетическими изделиями.
- Способность быстро впитывать влагу, пот и высыхать за незначительное количество времени.
- Низкая стоимость изделий по сравнению с аналогами из натуральной ткани.
Недостатки материала:
- Не следует забывать, что полиэстер - это синтетика. Одежда из этой ткани не обеспечивает нормальный воздухообмен. Поэтому синтетическая одежда не подходит для ношения в жаркие летние дни.
- Возможность возникновения аллергических высыпаний на коже. Не всем людям подходит одежда из синтетической ткани. Иногда бывают ситуации, когда после ношения одежды из полиэстера возникают высыпания или опрелости. Поэтому людям с чувствительной кожей врачи рекомендуют покупать одежду из натуральных тканей.
- Длительное ношение одежды из полиэстера нарушает нормальное потоотделение и процессы, которые происходят через кожные поры.
В последние годы массовое применение получили полиэтиленовые трубы (ПЭ), особенно в строительной отрасли. ПЭ труба применятся в устройстве газопроводов, водопроводов, ей оборудуются бассейны, автоматизируется полив, широко используются и в других отраслях. Сам по себе полиэтилен является термопластичным материалом, получают его полимеризацией продукта нефтепереработки. В данной статье мы рассмотрим характеристики различных видов изделий и разберемся, что означает маркировка «Труба ПЭ SDR».
Оборудование, используемое для производства таких труб, не отличается громоздкостью и особой сложностью. и изготавливают различного диаметра в соответствии с ГОСТом, на них наносится соответствующая маркировка. В зависимости от назначения они отличаются характеристиками, каждый вид ПЭ трубы имеет соответствующую марку.
Марки полиэтилена
Марка ПЭ 80, ПЭ 63, ПЭ 100 соответствует прочностному показателю MRS 8; 6,3 и 10, т. е. означает минимальную длительную прочность полиэтилена, из которого изготовлены данные трубы. Трубный полиэтилен этих марок получают из жесткого полимера с линейным строением и высокой степенью кристалличности. Данные изделия обладают хорошей стойкостью к большей части неорганических и органических кислот, нефтеуглеродам, щелочам, соли и т. д.
Полиэтилен марок ПЭ 100, ПЭ 80 и ПЭ 63 получил широкое распространение в настоящее время, его основной отличительной чертой является плотность, прочность и конечно стоимость.
Выпускается и труба ПЭ 32 SDR, ее качество регламентируются , сферой ее использования является водоснабжение (при номинальном давлении 2,5 атм.) и канализация.
Создается впечатление, что ПЭ 100 самая надежная, стойкая и более дешевая марка полиэтилена, на самом деле каждая из этих марок имеет свое индивидуальное применение.
Кроме того, такие трубы имеют визуальное отличие в зависимости от назначения. Например, трубы с голубой (синей) полосой используются для устройства питьевого водопровода, а изделия с желтой полосой применяют для прокладки газопровода.
Труба ПЭ 100
Для нее характерно высокое рабочее давление, максимальный предел прочности и устойчивость к механическим воздействиям. Для ее изготовления применяют сертифицированное сырье. Качественные характеристики дали возможность уменьшить толщину стенок этой продукции и снизить ее вес. Трубы этой марки чаще всего используют для следующих целей:
- водопроводов и газопроводов;
- устройство трубопроводов для подачи пищевых продуктов в жидком виде (соки, молоко, вино, пиво и т. д.).
Эти изделия износостойки, довольно легки, для их изготовления используется пластик среднего давления. Трубы этой марки относятся к трубам низкого давления, основное предназначение которых состоит в монтаже слабонапорной и безнапорной в многоквартирных жилых домах. Кроме того, их можно использовать для устройства напорного водоснабжения малого диаметра на небольшой по площади территории.
Изделия сертифицированы и могут быть использованы по назначению.
В то же время специалисты не советуют их использовать в ряде случаев. Из-за небольшой толщины стенки не рекомендуется вести монтаж газопровода и магистрального трубопровода из таких изделий.
Труба ПЭ 63
Полиэтилен этой марки имеет в своем составе в основном молекулы этилена, для него характерна кратковременная прочность, в тоже время он склонен растрескиваться и разрушаться. В силу указанных характеристик он реже применяется в гражданском и промышленном строительстве для устройства дренажных систем дорожных коммуникаций, подвалов зданий, фундаментов и площадок.
Эти трубы находят применение при прокладке и оптико-волокнистых линий, где они используются в качестве футляра для инженерных коммуникаций. Иногда применяются данные трубы в сельском хозяйстве, с их помощью организуется водоотвод влаги c переувлажненной местности и болот.
Полиэтиленовая труба и ее SDR
Что такое SDR
Одним из основных показателей характеризующих ПЭ трубу является SDR. Он отображает соотношение наружного диаметра полиэтиленовой трубы и толщины ее стенки, рассчитывается он по таблице или по формуле:
SDR = D / s, где
- D = внешний диаметр трубы ПЭ (мм);
- s = толщина трубной стенки (мм).
Этот показатель характеризует прочность трубы: чем он выше, тем слабее труба и наоборот.
Соответственно, изделие с маленьким SDR способно выдержать большее давление, по сравнению с таким же изделием, но имеющим этот показатель более высоким. Таким образом, трубы полиэтиленовые толщина стенки которых больше способны выдержать довольно ощутимое давление.
Способность полиэтилена быть устойчивым и нейтральным к газообразным и жидким веществам определило сферу его применения. Кроме газа и водопроводных магистралей, трубы ПЭ применяют при транспортировке газообразных и жидких материалов и другого назначения.
Полиэтиленовые трубы с различным SDR
Каждый вид труб имеет свои особенности, рассмотрим их:
- Полиэтилен марки 100:
- Труба ПЭ 100 SDR 17 незаменима в системах газопроводов и напорного водоснабжения, особенно в трубопроводах большого поперечного сечения. Технические характеристики ее позволяют использовать такие трубы для монтажа трубопровода с большой протяженностью. Такая труба полиэтиленовая SDR 17 относится к изделиям нового поколения, которая получена путем использования современных технологий, применяемых при изготовлении ПЭ 100. Отличные эксплуатационные характеристики труб из этого материала достигнуты за счет высоких прочностных показателей полиэтилена.
- Труба полиэтиленовая SDR 11 производится из полиэтилена, полученного при низком давлении. Причем его высокая плотность дает возможность применять эти изделия на водопроводах высокого давления. Кроме того, данный вид может использоваться для устройства канализационных коллекторов благодаря его стойкости к агрессивной среде. Укладку можно осуществлять практически в любом грунте.
- Продукция из полиэтилена ПЭ 100 такая, как труба ПЭ SDR 26 способна выдержать давление до 6,3 атм., применяется в основном в неответственных системах водопровода, в самотечной канализации и для защиты коммуникаций.
- Труба ПЭ SDR 21 марки 100 – ее главное предназначение заключается в устройстве водопроводов, по мнению специалистов в этом изделии вода не имеет постороннего привкуса и хорошо сохраняет вкусовые качества.
- Полиэтилен марки 80:
- Такое изделие, как труба ПЭ 80 SDR 11 относится к продукции нового поколения, характеристики гораздо выше, чем у ПЭ 63. Ее основное назначение подача холодной воды, кроме того при необходимости может быть использована для канализации и газификации.
- Труба ПЭ 80 SDR 13,6 применяется для монтажа и ремонта водопроводов и труб жидких химических веществ, к которым полиэтилен нейтрален.
- Трубы ПЭ 80 SDR 17 – оптимальный выбор для малоэтажного строительства, так как они обладают достаточной для него прочностью и при этом доступной стоимостью.
- Труба ПЭ 63 SDR 11 изготавливается из разного рода полимеров. Может использоваться для подводки в системе водообеспечения, как канализационные трубы, а также в качестве защитного футляра для коммуникаций связи и электроснабжения.
Преимущества использования ПЭ труб
Большой диапазон применения этих изделий объясняется многими преимуществами перед их аналогами, выполненными из металла, такими как:
- изделия из полиэтилена имеют гарантийный срок работы порядка 50 лет;
- они не подвержены воздействию влаги, агрессивной среды, коррозии, блуждающих токов, не нуждаются в катодной защите;
- имеют небольшой вес;
- монтаж прост, при этом достигается максимальная герметичность, и нет необходимости в профессиональном оборудовании;
- трубы морозоустойчивы, не лопаются даже при замерзании в них воды;
- благодаря идеальной внутренней поверхности трубы на стенках не образуются отложения;
- цены на приобретение и монтаж труб приемлемые.
Международный знак вторичной переработки для полиэтилена низкой плотности
Представляет собой воскообразную массу белого цвета (тонкие листы прозрачны и бесцветны). Химически- и морозостоек, изолятор , не чувствителен к удару (амортизатор), при нагревании размягчается (80-120°С), при охлаждении застывает, адгезия (прилипание) - чрезвычайно низкая. Иногда в народном сознании отождествляется с целлофаном - похожим материалом растительного происхождения.
История
Изобретателем полиэтилена считается немецкий инженер Ганс фон Пехманн, который впервые случайно получил этот продукт в 1899 году . Однако это открытие не получило распространения. Вторая жизнь полиэтилена началась в 1933 году благодаря инженерам Эрику Фосету и Реджинальду Гибсону. Сначала полиэтилен использовался в производстве телефонного кабеля и лишь в 1950-е годы стал использоваться в пищевой промышленности как упаковка .
Названия
Полиэтилен высокой плотности имеет зарегистрированный товарный знак СНОЛЕН (Свидетельство на товарный знак № 380910)
Получение
На обработку поступает в виде гранул от 2 до 5 мм. Полиэтилен получают полимеризацией этилена:
Получение полиэтилена высокого давления
Полиэтилен высокого давления (ПЭВД), или Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), образуется при следующих условиях:
- температура 200-260 °C ;
- давление 150-300 МПа ;
- присутствие инициатора (кислород или органический пероксид);
в автоклавном или трубчатом реакторах. Реакция идёт по радикальному механизму . Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-500 000 и степень кристалличности 50-60 . Жидкий продукт впоследствии гранулируют. Реакция идёт в расплаве.
Получение полиэтилена среднего давления
Полиэтилен среднего давления (ПЭСД) образуется при следующих условиях:
- температура 100-120 °C;
- давление 3-4 МПа;
- присутствие катализатора (катализаторы Циглера - Натта, например, смесь TiCl 4 и R 3);
продукт выпадает из раствора в виде хлопьев. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 300 000-400 000, степень кристалличности 80-90 %.
Получение полиэтилена низкого давления
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), образуется при следующих условиях:
- температура 120-150 °C;
- давление ниже 0.1 - 2 МПа;
- присутствие катализатора (катализаторы Циглера-Натта, например, смесь TiCl 4 и R 3);
Полимеризация идёт в суспензии по ионно-координационному механизму. Получаемый по этому методу полиэтилен имеет средневесовой молекулярный вес 80 000-3 000 000, степень кристалличности 75-85 %.
Следует иметь в виду, что названия «полиэтилен низкого давления», «среднего давления», «высокой плотности» и т. д. имеют чисто риторическое значение. Так, полиэтилен, получаемый по 2- и 3-му методам, имеет одинаковую плотность и молекулярный вес. Давление в процессе полимеризации при так называемых низком и среднем давлениях в ряде случаев одно и то же.
Другие способы получения полиэтилена
Существуют и другие способы полимеризации этилена, например под влиянием радиоактивного излучения, однако они не получили промышленного распространения.
Модификации полиэтилена
Ассортимент полимеров этилена может быть значительно расширен получением сополимеров его с другими мономерами, а также путём получения композиций при компаундировании полиэтилена одного типа с полиэтиленом другого типа, полипропиленом , полиизобутиленом, каучуками и т. п.
На основе полиэтилена и других полиолефинов могут быть получены многочисленные модификации - привитые сополимеры с активными группами, улучшающими адгезию полиолефинов к металлам, окрашиваемость, снижающими его горючесть и т. д.
Особняком стоят модификации так называемого «сшитого» полиэтилена ПЭ-С (PE-X) . Суть сшивки состоит в том, что молекулы в цепочке соединяются не только последовательно, но и образуются боковые связи которые соединяют цепочки между собой, за счёт этого достаточно сильно изменяются физические и в меньшей степени химические свойства изделий.
Различают 4 вида сшитого полиэтилена (по способу производства): пероксидный (а), силановый (b), радиационный (с) и азотный (d). Наибольшее распространение получил РЕх-b, как наиболее быстрый и дешёвый в производстве.
Молекулярное строение
Макромолекулы полиэтилена высокого давления (n ≅1000) содержат боковые углеводородные цепи C 1 -С 4 , молекулы полиэтилена среднего давления практически неразветвлённые, в нём больше доля кристаллической фазы, поэтому этот материал более плотный; молекулы полиэтилена низкого давления занимают промежуточное положение. Большим количеством боковых ответвлений объясняется более низкая кристалличность и соответственно более низкая плотность ПЭВД по сравнению с ПЭНД и ПЭСД.
| Показатель | ПЭВД | ПЭСД | ПЭНД |
|---|---|---|---|
| Общее число групп СН 3 на 1000 атомов углерода: | 21,6 | 5 | 1,5 |
| Число концевых групп СН 3 на 1000 атомов углерода: | 4,5 | 2 | 1,5 |
| Этильные ответвления | 14,4 | 1 | 1 |
| Общее количество двойных связей на 1000 атомов углерода | 0,4-0,6 | 0,4-0,7 | 1,1-1,5 |
| в том числе: | |||
| винильных двойных связей (R-CH=CH 2), % | 17 | 43 | 87 |
| винилиденовых двойных связей (), % | 71 | 32 | 7 |
| транс-виниленовых двойных связей (R-CH=CH-R"), % | 12 | 25 | 6 |
| Степень кристалличности, % | 50-65 | 75-85 | 80-90 |
| Плотность, г/см³ | 0,91-0,93 | 0,93-0,94 | 0,94-0,96 |
Полиэтилен HDPE (Hight Density PE - высокая плотность)
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Плотность, г/см³ | 0,94-0,96 |
| при растяжении | 100-170 |
| при статическом изгибе | 120-170 |
| при срезе | 140-170 |
| относительное удлинение при разрыве, % | 500-600 |
| модуль упругости при изгибе, кгс/см² | 1200-2600 |
| предел текучести при растяжении, кгс/см² | 90-160 |
| относительное удлинение в начале течения, % | 15-20 |
| твёрдость по Бринеллю , кгс/мм² | 1,4-2,5 |
С увеличением скорости растяжения образца разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве уменьшаются, а предел текучести при растяжении возрастает.
С повышением температуры разрушающее напряжение полиэтилена при растяжении, сжатии, изгибе и срезе понижается. а относительное удлинение при разрыве возрастает до определённого предела, после которого также начинает снижаться
| Разрушающее напряжение, кгс/см² | Температура, ºС | |||
|---|---|---|---|---|
| 20 | 40 | 60 | 80 | |
| при сжатии | 126 | 77 | 40 | - |
| при статическом изгибе | 118 | 88 | 60 | - |
| при срезе | 169 | 131 | 92 | 53 |
Необходимо отметить, что свойства изделий из полиэтилена будут существенно зависеть от режимов их изготовления (скорости и равномерности охлаждения) и условий эксплуатации (температуры, давления, продолжительности. воздействия нагрузки и т. п.).
Полиэтилен высокого давления LDPE (Low Density PE - низкая плотность)
Химические свойства
Общие свойства
Устойчив к действию воды, не реагирует с щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами , даже концентрированной серной кислоты , но разлагается при действии 50%-ой азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого и газообразного хлора и фтора .
При комнатной температуре нерастворим и не набухает ни в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 °C) растворим в циклогексане и четырёххлористом углероде . Под высоким давлением может быть растворён в перегретой до 180 °C воде .
Со временем, деструктурирует с образованием поперечных межцепных связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостарению). Термостарение полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др.
Полиэтилен низкого давления (ПЭНД), или высокой плотности (HDPE), применяется при строительстве полигонов переработки отходов, накопителей жидких и твёрдых веществ, способных загрязнять почву и грунтовые воды.
Переработка
Полиэтилен (кроме сверхвысокомолекулярного) перерабатывается всеми известными для пластмасс методами, такими как экструзия , экструзия с раздувом, литьё под давлением, пневматическое формование. Экструзия полиэтилена возможна на оборудовании с установленным «универсальным» червяком.
Применение
Малотоннажная марка полиэтилена - так называемый «сверхвысокомолекулярный полиэтилен», отличающийся отсутствием каких-либо низкомолекулярных добавок, высокой линейностью и молекулярной массой, используется в медицинских целях в качестве замены хрящевой ткани суставов. Несмотря на то, что он выгодно отличается от ПЭНД и ПЭВД своими физическими свойствами, применяется редко из-за трудности его переработки, так как обладает низким ПТР и перерабатывается только литьём.
Утилизация
Переработка
Изделия из полиэтилена пригодны для переработки и последующего использования.
Сжигание
При нагревании полиэтилена выше 140 °С возможно выделение в воздух летучих продуктов термоокислительной деструкции, содержащих уксусную кислоту, формальдегид (оказывает общетоксичное действие), ацетальдегид (вызывает раздражение слизистых оболочек верхних дыхательных путей, удушье, резкий кашель, бронхиты, воспаление легких), оксид углерода (вызывает удушье).
