9. Структура, свойства, переработка и применение полиэтилена. Модифицированный полиэтилен.

ПЭ — термопластичный насыщенный полимерный углеводород, молекулы кото­рого состоят из этиленовых звеньев( – СН₂ – СН₂ -).

В зависимости от метода получения свойства ПЭ — непрозрачного в толстом слое полимера, без запаха и вкуса — заметно изменяются, особенно это проявляется в плотности, температуре плавления, твердости, жесткости и прочности. Эти показатели возрастают в ряду ПЭВД_< ПЭНД < ПЭСД. Основная причина различия свойств ПЭ состоит в разветвленности макромолекул: чем больше разветвлений в цепи, тем выше аморфизация и эластичность и тем меньше кри­сталличность полимера. Разветвления затрудняют образование более плотной упаковки макромолекул и препятствуют процессу кристаллизации.

ПЭ не смачивается водой и другими полярными жидкостями. При комнатной тем­пературе он не растворяется в органических растворителях. Лишь при повышении тем­пературы (70 С и выше) он сначала набухает, а затем растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах. Лучшими растворителями являются ксилол, дека­лин, тетралин. При охлаждении растворов ПЭ выпадает в виде порошка. ПЭ устойчив к действию водных растворов кислот, щелочей и солей, но при тем­пературах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают.

ПЭ обладает низкой теплопроводностью и большим коэффициентом термиче­ского расширения . По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высоко­качественным высокочастотным диэлектрикам.

Полиэтилен, наряду с широким комплексом положительных свойств, обладает и рядом недостатков. К ним относится в первую очередь старе­ние при действии солнечного света, ползучесть (развитие деформации при длитель­ном действии статических нагрузок), образование трещин в изделиях, находящихся длительное время в напряженном состоянии, невысокая рабочая температура (до 70 °С), недостаточная механическая прочность и в ряде случаев химическая стой­кость, горючесть, непрозрачность.

Комплекс физико-механических, химических и диэлектрических свойств ПЭ позволяет широко применять его во многих отраслях промышленности (кабельной, радиотехнической, химической, легкой, медицине, в изделиях бытового назначе­ния и др.). Например: изоляция электрических проводов, пленки и листы (при получении тонких и эластичных пленок более широко применяется ПЭНП, большая часть пленок из ПЭНП служит упаковочным материалом), трубы (непрерывным экструзионным методом), литьевые и формованные изделия.

Модифицирование полиэтилена. Улучшение ряда свойств ПЭ достигается его модификацией. Так, повышение хи­мической стойкости и эластичности происходит при хлорировании и сульфохлорировании ПЭ. Образующиеся материалы по эластичности приближаются к каучукам. Сульфохлорированный ПЭ, содержащий в цепи заместители в виде атомов хлора и сульфохлоридных групп приобретает также чрезвычайно высокую атмосферо- и озоностойкость. Сшивка его (вулканизация) с помощью органических (n-хинондиоксим) или неорганических (оксиды металлов) веществ позволяет значительно увеличить механическую проч­ность и повысить рабочую температуру до 120°С (кратковременно до 180-200 °С). Повышение эластичности и уменьшение растрескивания достигается совмещением ПЭНП с 35-50 % высокомолекулярного полиизобутилена. Химическая сшивка цепей ПЭ с помощью пероксидов и облучения быстрыми электронами приводит к улучшению прочности при растяжении и изгибе и значи­тельному повышению морозостойкости (до -100°С) и теплостойкости. Рабочая тем­пература таких материалов составляет 150-200°С. Большая жесткость и прочность ПЭ достигается введением в него 10-30 % мине­рального наполнителя (диоксид кремния, тальк, гипс, графит, короткое стеклянное волокно и др.). Введение специальных наполнителей (хлорированный парафин и ок­сид сурьмы и др.) придает ПЭ самозатухаемость при выносе из огня. Наполнение ПЭНП газом (углекислый газ, азот) приводит к получению легкого пенополиэтилена (в виде пленок, листов, плит и изделий) с плотностью 30—500 кг/м^л, пригодного для изготовления электрической изоляции кабелей, звукоизоляцион­ных плит, плавучих средств, уплотнительного материала.

Обозначение базовых марок ПЭ состоит из названия «полиэтилен»,восьми цифр, сорта и обозначеня стандарта. Первая цифра указывает способ производства: 1получение при высоком давлении; 2получение при низком давлении. Две следующие цифры порядковый номер базовой марки. Четвертая  указывает на способ гомогенизации(усреднения): 0 усреднение холодным смешением; 1 гомогенизация в расплаве. Пятая цифра условно определяет группу плотности ПЭ.Следующие цифры(обычно три), написанные через тире, показывают десятикратное значение показателя текучести расплава (ПТР).