Полиэтилен и полипропилен — это два известных материала, которые встречаются повсеместно в нашей жизни. Однако, несмотря на их широкое применение, стоит отметить, что они представляют собой серьезную угрозу для экологии из-за сложности их утилизации.
Полиэтилен и полипропилен в чем разница — отличие полипропилена от полиэтилена
Среди многообразия различных сортов пластика наибольшее внимание привлекают два материала: полиэтилен и полипропилен. Эти пластики активно используются в разных сферах повседневной жизни, но, как показывает практика, далеко не всем известны их реальные отличия и особенности.
Полипропилен — это быстро развивающийся вид пластика, который находит применение в производстве контейнеров, труб, текстильной продукции и многих других товарных категорий. Характеризуется он высокой прочностью и устойчивостью к воздействию ультрафиолетового излучения. Именно поэтому оптовые поставки полипропиленовых мешков стали очень популярными на сегодняшний день.
Что такое полиэтилен
Полиэтилен считается одним из самых распространенных видов пластика, активно использующегося в:
- упаковочных материалах;
- сфере медицины;
- строительном секторе и во множестве других промышленных областей.
Этот материал известен своей прозрачностью, гибкостью и устойчивостью ко многим химическим веществам. Полиэтилен бывает в разных разновидностях, среди которых можно выделить:
- Полиэтилен низкого давления (LDPE);
- Полиэтилен высокого давления (HDPE);
- Линейно низкий полиэтилен (LLDPE).
Несмотря на широкий спектр применений, важно четко знать об отличиях между этими двумя видами пластика — от этого зависит выбор подходящего материала для конкретных задач.
Состав
Как и многие научные термины, названия этих двух материалов имеют греческие корни. Префикс «поли-» переводится как «много». Следовательно, полиэтилен — это «много этилена», а полипропилен — это «много пропилена». Таким образом, в своем исходном состоянии оба материала представляют собой обычные горючие газы, обладающие следующими химическими формулами:
Эти газообразные соединения имеют принадлежность к специфическим веществам, известных как алкены, или ациклические непредельные углеводороды. Для преобразования этих газов в твердое состояние используется процесс полимеризации, представляющий собой создание высокомолекулярной структуры. Этот процесс основывается на соединении молекул низкомолекулярных веществ с активными центрами растущих полимерных молекул.
Таким образом, в результате полимеризации образуется твердый полимер, химическая основа которого состоит исключительно из углерода и водорода. Особенности характеристик этих материалов увеличиваются благодаря добавлению специальных присадок и стабилизаторов в их состав.
Форма первичного сырья для обоих материалов схожа — обычно они доступны в виде небольших гранул или плит, которые могут отличаться только размерами, но не химическим составом. Из этих полимеров, после процессов переплавки или прессования, создаются такие изделия, как водопроводные трубы, упаковка, корпуса для лодок и прочее.
Свойства
Согласно стандартам, принятым в мире, таким как немецкий DIN4102, оба материала классифицируются по степени горючести: полиэтилен и полипропилен относятся к классу B, где B1 — трудно воспламеняемые, а B2 — нормально воспламеняемые. Тем не менее, несмотря на частичную взаимозаменяемость в некоторых областях, эти полимеры обладают рядом отличий по своим свойствам.
Полиэтилен
После завершения полимеризации полиэтилен принимает форму твердого материала с характерной гладкой, словно восковой, поверхностью. Среди его выдающихся свойств можно отметить:
- низкую плотность, благодаря которой он легче воды;
- высокую вязкость;
- гибкость и эластичность.
Полиэтилен также является прекрасным диэлектриком и демонстрирует высокую устойчивость к радиоактивному излучению, что ставит его на первое место среди аналогичных полимеров. Физиологически он безопасен, благодаря чему широко используется в производстве упаковки и контейнеров для пищевых продуктов. Этот материал может выдерживать широкий диапазон температур — от -250 до +90°C, в зависимости от марки и производителя. Температура самовоспламенения полиэтилена составляет +350°C.
Материал обладает высокой химической стойкостью по отношению к множеству органических и неорганических соединений, включая кислоты, щелочи и нефтяные растворы. Тем не менее, как и полипропилен, он подвержен окислительной коррозии при взаимодействии с сильными окислителями, такими как HNO3 и H2SO4, а также с некоторыми галогенами. Даже кратковременный контакт с этими веществами может вызвать растрескивание полиэтилена.
Полипропилен
Полипропилен отличается высокой ударной вязкостью и износостойкостью, обладает водонепроницаемостью и способен стойко переносить многократные изгибы и разрывы. Как и полиэтилен, он безопасен для здоровья, благодаря чему изделия из полипропилена подходят для хранения пищевых продуктов и воды. Пластик не имеет запаха, обладает способностью не тонуть в воде, а при воспламенении не выделяет дыма — плавится в каплях.
Из-за своей неполярной структуры полипропилен весьма устойчив к действиям различных органических и неорганических кислот, щелочей, солей, растительных и синтетических масел, а также компонентов на основе спирта. Тем не менее, при длительном воздействии углеводов паров, особенно при температуре выше 30°C, может происходить деформация материала: он вздувается и набухает.
Химическая целостность изделий из полипропилена подвержена влиянию галогенов, окислителей в газообразной форме и мощных окислителей, таких как HNO3 и H2SO4. Пластик самовоспламеняется при температуре +350°C. В общем, химическая стойкость полипропилена при одинаковом температурном режиме практически не уступает показателям полиэтилена.
В чем отличие полиэтилена и полипропилена
Давайте подробнее рассмотрим основные различия между полиэтиленом и полипропиленом. Прежде всего, различия между этими двумя полимерами возникают из их производственного процесса. Полипропилен синтезируется исключительно при низком давлении (до 4 МПа), тогда как полиэтилен может производиться как при низком, так и высоком давлении, что соответствует получению высокоплотного (ПНД) и низкоплотного полиэтилена (ПВД). В результате свойства полипропилена больше соотносятся с ПНД.
На вес полипропилен легче полиэтилена на 0,04 г/см³. Производственные поверхности из полипропилена отличаются большей гладкостью и плотностью по сравнению с изделиями из полиэтилена. Мягкость и гибкость полиэтилена превосходят полипропилена, который же, в свою очередь, более подвержен хрупкости. Полиэтилен также лучше, чем полипропилен, в плане ударопрочности и износостойкости; в производстве существуют прочные марки, такие как PE 500 и PE 1000.
В условиях низких температур предпочтение отдается изделиям из полиэтилена, а это объясняется его морозостойкостью — стандартный полиэтилен PE 300 выдерживает температуры до -50°C, в то время как полипропилен — всего до -20°C. Полипропилен лучше сохраняет свои свойства при воздействии высоких температур и выдерживает их до +100°C, тогда как полиэтилен — до +80°C. Диапазон температур для марки PE 1000 составляет от -260°C до +80°C.
Большим отличием между полиэтиленом и полипропиленом выступает их стоимость: полиэтилен оказывается более бюджетным вариантом благодаря невысокой цене сырья. Кроме того, материалы различаются и по температуре плавления: полиэтилен плавится при +140°C, а полипропилен – при +180°C.
Особенности производства полиэтилена и полипропилена
Полиэтилен изготавливается в процессе полимеризации газа этилена как под высоким, так и под низким давлением. Существуют различные виды полиэтилена: ВД (экономичный с низкой плотностью, также известный как LDPE или ПВД), в то время как ПНД (полиэтилен высокого давления) получается при пониженном давлении в реакторе с использованием основных технологий полимеризации: суспензионной, растворной или газовой.
Производство полипропилена осуществляется на основе газа пропилена, получаемого в ходе переработки нефти. Это сырье содержит около 80% газообразного пропилена, который затем очищается от влаг, кислорода, углерода и других веществ, что позволяет достичь концентрации 99-100%. Для полимеризации газ зарубежными компаниями обычно используются специальные катализаторы, в результате чего газ превращается в жидкий мономер при среднем давлении. В качестве сополимера обычно выступает газообразный этилен.
Возможно вас заинтересует
Пластиковые лотки и поддоны
Дренажные пластиковые колодцы
Пластиковые емкости для канализации
Ёмкости из пластика
Полимеры находят применение в различных отраслях, таких как промышленность и сельское хозяйство. Давайте рассмотрим основные области применения обоих материалов.
Полипропилен:
- машиностроение;
- электроника;
- производство гальванических линий;
- изготовление мебели для лабораторий и медицинских учреждений;
- производство ёмкостей для различных объектов;
- строительство;
- производство оборудования для пищевой промышленности.
Полиэтилен:
- изготовление ёмкостей различного назначения, включая и пищевые;
- ремесленное и санитарно-техническое оборудование;
- медицинская сфера, включая протезирование;
- производство компонентов для различных машин;
- облицовка поверхностей, подверженных быстрому износу;
- изготовление разделочных столов и досок.
Что выбрать?
Выбор между этими двумя материалами зависит от типа изделия, которое планируется производить, а также от условий его дальнейшей эксплуатации. Полипропилен обладает меньшим весом и более гладкими изделиями, которые не требуют особого ухода, поэтому часто используется для создания резервуаров, в том числе для хранения продуктов питания и бассейнов.
Однако более высокая стоимость сырья полипропилена отражается на конечной цене изделий. Например, упаковка, сделанная из ПП, будет в два раза дороже аналогичной упаковки из ПЭ при одинаковых параметрах.
Полиэтилен, кроме большей дешевизны, также демонстрирует лучшие морозостойкие качества, что делает его оптимальным выбором для наружного применения. Из него производят канализационные резервуары, трубы, емкости для транспортировки продуктов на длительные расстояния и многое другое.
В целом же оба материала являются высококачественными, с отличными эксплуатационными характеристиками, и безопасны как для человека, так и для окружающей среды.
Применение материалов
Полиэтилен, известный своей безопасностью для здоровья, эластичностью и прочностью, используется для производства:
- различных пленок;
- упаковки для пищевых продуктов, химических веществ и топлива;
- игрушек;
- бытовых предметов;
- водопроводных труб;
- медицинских протезов.
В свою очередь, из полипропилена изготавливаются:
- гибкая и жесткая упаковка;
- пакеты и мешки;
- посуда;
- детали и комплектующие для оборудования и автомобилей;
- нетканые и электроизоляционные материалы.
Полипропилен применяется в областях, где требуется высокая механическая прочность и стойкость к старению и агрессивным средам.
Сравнение преимуществ и недостатков полимеров
Оба полимера находят применение в различных отраслях, но их выбор основывается на анализе их преимуществ и недостатков. Продукция из полиэтилена может уступать по прозрачности и эстетическим качествам, и если для производителя эти факторы важны, полипропилен будет предпочтителен. Изделия из полипропилена легко очищаются благодаря гладкой поверхности.
Если же требуется большее время звучной фиксированной формы — полиэтилен демонстрирует лучшие показатели эластичности. Прочность и стойкость по сравнению с повреждениями выделяют полипропилен. Но стоит отметить, что один из основных недостатков полипропилена — это низкая морозостойкость; при температуре ниже -20°C он становится хрупким, тогда как полиэтилен устойчив до -60°C, что делает его подходящим для эксплуатации в любых климатических условиях.
Полипропилен пропускает водяной пар, что позволяет использовать его для упаковки продуктов питания. Превосходящая температура плавления полипропилена (до 180°C) позволяет широко применять материал в производстве медицинских изделий, поддающихся стерилизации и другой термообработке. В то время как температура плавления полиэтилена составляет 140°C.
Одним из преимуществ полиэтилена является то, что он является одним из самых бюджетных полимеров, поэтому его применение гораздо шире по сравнению с полипропиленом, который стоит дороже.
