166317 (Применение и использование полиэтилена), страница 2

Выбирают, как правило, пакет с большей толщиной. Но это, в данном случае, не совсем правильно. Все дело в используемых материалах. В настоящее время на рынке представлены пакеты из полиэтилена высокого давления низкой плотности (LDPE), низкого давления высокой плотности (HDPE) и среднего давления (PE mix). По способу получения различают полиэтилен высокого давления низкой плотности (0,918-0,930 г/см²) и полиэтилен низкого давления высокой плотности (0,945-0,970 г/см²). Полиэтилен высокого давления получают путем радикальной полимеризации этилена при температуре до 320°С и давлении от 120 до 320 МПа в реакторах автоклавного типа (идеального смешения), или трубчатого типа (идеальное вытеснение). Полиэтилен низкого давления получают путем полимеризации в суспензии или в газовой фазе в присутствии различных катализаторов. Введением различных модификаторов полиэтилену можно придать различные важные свойства, такие как морозостойкость, действие УФ лучей, стойкость к воздействию климатических факторов и т. д. Герметичность пакетов также напрямую связана с используемым материалом, его толщиной, а также прочностью сварного шва. Конечно, если вы собираетесь разливать в пакеты жидкости, как в случае «пакетов в коробке» (bag in box), ваши технические требования должны быть тщательно просчитаны и обоснованы. Но в любом случае, новые пакеты течь не должны! На производстве проводится контроль равномерности и прочности сварного шва путем заполнения пакета водой на одну треть.

Полиэтиленовые пакеты часто используются в качестве представительской и рекламной продукции

Сохранение экологии выходит на первый план у производителей упаковочных материалов. Основная задача учёных сегодня – изобрести полимер, который сможет сам себя утилизировать. Сегодня термин «биоразлагаемый полимер» уже стал неотъемлемой частью «зелёного словаря».

Биоразлагаемые материалы с активным растительным наполнителем впервые появились на упаковочном рынке США, Италии и Германии в 70-80-е гг. XX в. Это были композиции крахмала с различными синтетическими полимерами. По сравнению с термопластами на основе пластифицированного крахмала они удачно сочетали технологичность и высокие эксплуатационные характеристики, присущие синтетическому компоненту, со способностью к биодеструкции, обусловленной наличием в их составе природного полимера (крахмала).

Чаще всего крахмалом модифицировали полиэтилен - пластик, наиболее востребованный не только в индустрии упаковки, но имеющий широкий диапазон применения в пищевой и легкой промышленности, медицине, сельском хозяйстве, строительстве и других отраслях. Для получения термопластичных смесей «полимер-крахмал» полисахарид обычно пластифицировали глицерином и водой. Смешивание компонентов осуществлялось в экструдере при температуре 150°С, обеспечивающей хорошую желатинизацию полисахарида и образование двухфазной смеси. Биоразложение композиционного материала, полученного по такой технологии, начиналось с поверхности пленки, обогащенной крахмалом. Для интенсификации биодеструкции в состав композиций вводили фотосенсибилизаторы или самоокисляющиеся добавки, вызывающие деструкцию полимерной цепи с образованием участков, достаточно малых для того, чтобы быть усвоенными микроорганизмами.

Это одно из перспективных направлений решения глобальной экологической проблемы, связанной с загрязнением окружающей среды отходами полимерных материалов.

Цель новейших разработок в области создания биоразлагаемых пластмасс упаковочного назначения состоит в том, чтобы установить общие закономерности в подборе компонентов и технологических параметров при изготовлении материалов, сочетающих высокий уровень эксплуатационных характеристик (прочность, низкую газопроницаемость, экологическую безопасность, хорошую формуемость и др.) со способностью к биоразложению, и научиться регулировать процессы их деструкции для обеспечения быстрой и безопасной деградации упаковки по окончании срока ее службы.

Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств полиэтилена позволяет широко применять этот материал во многих отраслях промышленности (радиотехнической, химической, медицинской, машиностроительной и др.)

В химической отрасли применяется как защитный материал металлических изделий (поверхностей) от воздействия агрессивных сред. В электротехнике и энергетике используются свойства полиэтилена какхорошего диэлектрика. В машиностроении полиэтилен используется в ненагруженных узлах, в целях шумопонижения и уменьшения трения, при условии прохождения его по твердости. В пищевой промышленности используется широкая номенклатура изделий, начиная от разделочных досок и заканчивая желобами, направляющими, шнеками, различными подающими элементами конвейеров.

Основными видами полиэтилена (ПЭ, PE), которые используются в настоящее время, являются полиэтилен высокой плотности и сшитый полиэтилен (PEX). Трубы из полиэтилена низкой плотности не находят широкого применения, т.к. для обеспечения необходимой прочности приходится утолщать стенки трубы, что приводит к большому расходу сырья и, следовательно, неоправданно увеличивает стоимость. Наиболее рациональным является использование сшитого полиэтилена, который позволяет существенно расширить область применения полиэтиленовых труб. Специальная обработка (сшивка) молекулярной структуры полиэтилена позволяет трубам выдерживать температуру до 95оС при давлении 1 МПа. Кроме того, эти трубы имеют хорошую гибкость.

Благодаря гибкости все полиэтиленовые трубы диаметрами до 160 мм могут поставляться в бухтах большой длины (до 200 м и более), что позволяет снизить до минимума количество стыков.

Основными областями применения полиэтиленовых труб являются:

• холодное водоснабжение (трубы из полиэтилена высокой плотности);

• горячее водоснабжение и отопление (трубы из сшитого полиэтилена);

• полы с подогревом (трубы из сшитого полиэтилена);

• газоснабжение (специальные марки полиэтилена с маркировкой газ);

• системы дренажа.

Основные преимущества полиэтиленовых труб:

• Дешевле.

• Долговечны, гарантированный срок службы - 50 лет.

• Не требуют катодной защиты, и поэтому почти не нуждаются в обслуживании;

• Высокая коррозийная и химическая стойкость, не боятся контактов с агрессивными средами;

• Исключена возможность образования накипи на внутренней поверхности.

• Низкая теплопроводность, снижающая тепловые потери и уменьшающая образование конденсата на наружной поверхности труб.

• Снижение вероятности разрушения трубопровода при замерзании жидкости, так как при этом труба не разрушается, а увеличивается в диаметре, приобретая прежний размер при оттаивании жидкости.

• Небольшой вес, что облегчает монтажные работы, особенно в стесненных условиях.

• Полиэтиленовые трубы в 5-7 раз легче стальных, поэтому:

• Во-первых, небольшие перемещения их при монтаже не требуют грузоподъемных механизмов;

• Во-вторых, одно транспортное средство перевозит в 5-7 раз больше полиэтиленовых труб, чем стальных;

• Значительное снижение опасности гидроударов вследствие сравнительно низкого модуля упругости.

• Надежность сварных швов соединений в течение всего срока эксплуатации трубопроводов.

• Стыковая сварка полиэтиленовых труб значительно дешевле, проще и занимает меньше времени.

• Возможность многократного перемонтажа при низких затратах.

• Более низкие трудозатраты при проведении монтажных работ.

• Полиэтиленовые трубы значительно длиннее металлических;

• Полиэтиленовая труба - это надежный щит от микроорганизмов и бактерий, ее внутренний слой не отдает воде никаких вредных примесей.

• Строительство и реконструкция сетей водо- и газоснабжения с применением полиэтиленовых труб дает экономию до 40% затрачиваемых средств по сравнению с традиционными методами.

Область применения труб из ПНД (полиэтилена низкого давления):

• Для хозяйственно-питьевого водоснабжения (ГОСТ 18599-01).

• Канализационные системы.

• На теплотрассах как гидроизоляционные оболочки.

• Для прокладки силовых кабелей.

• Для защиты электропроводки и каналов связи.

• Формообразующие при монолитном домостроении.

• Использование в качестве конструкционных элементов.

• С успехом применяется в тепличных хозяйствах (в системах полива, подпочвенного обогрева, подкормки растений углекислым газом)

• Для строительства стационарных и съёмных ледовых полей (катков)

Помимо питьевого водоснабжения и канализации трубы ПНД применяются и для прокладки электрических, телефонных и телевизионных кабелей. Они защищают сети от механических повреждений. Трубы из полиэтилена марки ПЭ-63 прокладываются под землей, выдерживают транспортные нагрузки. Гладкая внутренняя поверхность труб обеспечивает легкую протяжку кабелей, гофрированная наружная стенка способствует прочности по отношению к нагрузкам.

Свойства полиэтиленовых труб позволяют использовать их в самых различных отраслях жизнедеятельности, в частности, в системах воздухоснабжения. Системы воздухоснабжения промышленных предприятий предназначены для централизованного снабжения промышленных потребителей сжатым воздухом требуемых параметров в соответствии с расходом и графиком. Она включает в себя компрессорные и воздуходувные станции, трубопроводный и баллонный транспорт для подачи сжатого воздуха к потребителям, воздухосборные устройства – ресиверы и распределители самого предприятия.

С внедрением новых пластиковых материалов и способов экструзии и постэкструзии разрушается доминирующая роль традиционных металлических, железобетонных и керамических и т.п. труб в строительстве из-за способности пластиковых труб выдерживать всё возрастающие значения давления, температуры и химической агрессии транспортируемой среды. Пока стальные трубы удерживают своё значение лишь для трубопроводов большого (более 1500 мм) диаметра, но малый вес и простота монтажа постепенно вытесняет металл и из этого сектора, где более высокая цена ПВХ труб уступает свои позиции. Хотя полиэтиленовые трубы пока используются реже стальных, но стоимость их монтажа, соединения, прокладки во столько раз ниже, что это привлекает всё большее число потребителей и строителей. Полиэтиленовые трубы не только намного легче стали, они настолько гибки, что могут храниться и транспортироваться в скрученном виде, в катушках и на барабанах. Развивая прогресс в данной области, некоторые производители полимеров начали выпускать полиэтилен 4 поколения для экструзии труб (PE 125), позволяющий выпускать трубы повышенного давления с меньшей толщиной стенки, что расширяет возможности этого материала для напорных газопроводов.

Полиэтиленовые трубы и их использование для большого диаметра труб, открывает новые возможности при строительстве трубопроводов. Традиционно трубами большого диаметра считаются полиэтиленовые трубы диаметром 500-1200 мм. Основными областями применения таких труб являются ливневые и канализационные коллекторы, напорные водоводы, дренаж. Доля рынка, которую занимают полиэтиленовые трубы, довольно значительна и растет быстрыми темпами. Согласно проведенным исследованиям, рост объема потребления полиэтиленовых труб большого диаметра в США предполагается на уровне 4,7% в год и к 2007 году достигнет 12,4 тыс. км. Доля полиэтилена будет составлять более 20% потребления труб большого диаметра, на что будет израсходовано 440 тыс. тонн исходного сырья. Увеличение доли полиэтиленовых труб будет происходить, в первую очередь, за счет постройки новых и восстановления старых или устаревших систем водоводов и канализации, в особенности для специфических условий больших городов, протяженных улиц и автомагистралей.

Бетонные трубы пока сохранят свое лидирующее положение для подземных применений. Однако полиэтиленовые трубы начинают составлять им серьезную конкуренцию, основанную на таких преимуществах, как лучшие эксплуатационные характеристики, более быстрый и легкий монтаж по сравнению с трубами из других материалов.

Хорошие перспективы использования напорных полиэтиленовых труб в водоснабжении и водоотведении обусловлены устареванием существующих систем и все более частым возникновением таких проблем, как утечки, прорывы, экс-фильтрация, то есть диффузное проникновение внешних вод в систему питьевого водоснабжения, которые вызываются коррозией и низкой устойчивостью существующих систем к скачкам давления.

При наличии в напорном трубопроводе сквозных повреждений в стенке трубы или в соединениях через них утекает вода. Кроме того, вытекающая вода размывает грунт вокруг трубы. В результате происходят провалы грунта, подтопление подвалов, повреждение фундаментов близлежащих зданий. Если рядом проложена канализация, потерявшая герметичность, то вода из водопровода размывает зараженный канализационными стоками (в том числе и фекальными) грунт вокруг трубопровода и может переместить его в водоносные слои. При перерывах в подаче воды в трубопроводе образуется вакуум, который засасывает через сквозные неплотности окружающий грунт и грунтовые воды. При возобновлении водоснабжения они разносятся потоком по трубопроводу.

Применение полиэтиленовых труб позволяет существенно уменьшить аварийность, опасность загрязнения питьевой воды и, кроме того, значительно облегчает монтаж и позволяет использовать бестраншейные технологии.

В газовой отрасли, по мнению многих ведущих специалистов, широкое применение полиэтиленовых труб способно радикальным образом изменить способы и темпы газификации.

Полиэтиленовые трубы обладают целым рядом преимуществ, определяющих целесообразность и высокую эффективность их использования. Срок службы полиэтиленовых труб значительно больше, чем металлических. Гарантийный срок их эксплуатации составляет 50 лет. Они не боятся почвенной коррозии, не требуют катодной защиты, легче стальных в два-четыре раза, выпускаются длинномерными отрезками, требуют меньших затрат на транспортировку. При правильной организации работ скорость строительства газопроводов из них в два-три раза выше скорости строительства из стальных труб.

Стоимость строительства газопроводов с использованием полиэтиленовых труб в среднем ниже по сравнению со строительством стальных газопроводов. Затраты труда при использовании полиэтиленовых труб в строительстве газопроводов меньше в три раза, чем при монтаже аналогичных стальных конструкций. В России накоплен достаточно большой опыт использования полиэтиленовых труб. Однако сегодня их применяют при строительстве немногим более 20% новых газопроводов низкого и среднего давления (5 лет назад не более 2%). В Московской области в этом плане новые технологии при строительстве газопроводов применяются активнее, - протяженность полиэтиленовых труб составляют порядка 65% от общей протяженности строящихся газопроводов с давлением газа до 6 атмосфер. В Европе этот показатель превышает 95%. В Японии, например, в законодательном порядке стальные трубы заменяются на трубы полиэтиленовые.