Những điều cần biết về nhựa Polyethylene - PE

Giới thiệu tổng quan

Nguyên liệu

Polyethylene là một nhựa nhiệt dẻo (thermoplastic) được sử dụng rất phổ biến trên thế giới (hàng năm tiêu thụ trên 60 triệu tấn). Polyethylene là một hợp chất gồm nhiều mắc xích ethylene -CH2-CH2- liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học. Polyethylene được điều chế bằng phản ứng trùng hợp các monomer ethylene (C2H4).

Điều kiện tổng hợp: 1000 – 3000 atm; 80 – 300 oC; chất khơi mào thường dùng: benzoyl peroxide, azodi – isobutylronitrile, oxygen.

Xem thêm: MÁY ĐO THỜI GIAN CẢM ỨNG OXY HÓA OIT BẰNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT LƯỢNG QUÉT VI SAI DSC SCITEQ – ĐAN MẠCH: 

Hình 1. Máy đo thời gian cảm ứng oxy hóa OIT bằng phương pháp nhiệt lượng quét vi sai DSC Sciteq – Đan Mạch

Phân loại:

Dựa vào khối lượng phân tử, tỷ trọng, độ kết tinh và mức độ khâu mạch mà PE được chia thành 8 loại:

+ VLDPE (PE tỷ trọng rất thấp): tỷ trọng 0,88 - 0,915 g/cm3; chủ yếu mạch thẳng còn các mạch nhánh rất ngắn.

+ LDPE (PE tỷ trọng thấp): tỷ trọng 0,91 – 0,925 g/cm3 và Tg = 110 oC

+ LLDPE (PE tỷ trọng thấp mạch thẳng): tỷ trọng 0,915 – 0,925 g/cm3;

+ MDPE (PE tỷ trọng trung bình): tỷ trọng 0,926 – 0,940 g/cm3

+ HDPE (PE tỷ trọng cao): tỷ trọng 0,941 – 0,965 g/cm3

+ UHMWPE (PE có khối lượng phân tử cực cao): tỷ trọng 0,93 – 0,935 g/cm3; nhiệt độ nóng chảy Tm = 130oC.

+ PEX hay XLPE (PE khâu mạch): được thêm các peoxide hữu cơ vào trong quá trình gia công

+ HDXLPE (PE khâu mạch tỷ trọng cao)

Một số tính chất quan trọng của hai loại nhựa PE thông dụng là HDPE và LDPE:

HDPE

LDPE

+ Tỷ trọng d = 0,95 – 0,96 g/cm3

+ Tỷ trọng d = 0,92 – 0,93 g/cm3

+ Không hút ẩm, mức hấp thụ nước trong 24h <0,01%

+ Không hút ẩm, mức độ hấp thụ nước <0,02%

+ Độ kết tinh 85 – 95%

+ Độ kết tinh 60 – 70%

+ Sản phẩm đục mờ

+ Độ hóa mềm thấp (1200C), dễ gia công

+ Chịu hóa chất tốt

+ Sản phẩm trong HDPE. Ở 1100C LDPE hoàn toàn ở trạng thái vô định hình trong suốt

+ Điểm hóa mềm thấp (900C), rất dễ gia công

+ Chịu hóa chất tốt

+ Cách điện tốt

+ Cách điện tốt

+ Lực kéo đứt 220 – 300 kg/cm2, có loại tốt cường độ kéo đứt đạt 600 kg/cm2

+ Độ dãn dài 200 – 400%

+ Lực kéo đứt 114 – 150 kg/cm2

+ Độ giãn dài 400 – 600%

+ Nhiệt độ giòn, gãy: -800C

+ Nhiệt độ giòn, gãy: -800C

   

VLDPE: Là một polymer chủ yếu mạch thẳng, còn các mạch nhánh rất ngắn. Được chế tạo nhờ quá trình trùng hợp dưới áp suất cao.

PEX hay XLPE: Được chế tạo bằng cách cho thêm các peroxide hữu cơ (ví dụ: dicumyl peroxide,...) vào PE trong quá trình gia công. Các phương pháp khâu mạch PE tốt nhất là phương pháp đúc quay (rotational molding) và bức xạ hồng ngoại (irradiation).

Xem thêm: MÁY ĐO CHỈ SỐ CHẢY CỦA NHỰA MFI SCITEQ – ĐAN MẠCH:

Hình 2. Máy đo chỉ số chảy của nhựa MFI Sciteq – Đan Mạch

Cấu trúc:

Polyethylene thuộc loại homopolymer, có sự phân bố mạch rất linh động, tùy vào sự phân bố mạch và số lượng nhánh mà có thể thuộc dạng cấu trúc vô định hình.

Độ kết tinh cao, có cấu trúc mờ đục trừ trường hợp màng được làm lạnh nhanh, ngăn chặn sự phát triển của các cấu trúc tinh thể lớn.

Về bản chất, polyethylene là một alkane có trọng lượng phân tử cao, có khả năng bền hóa tốt.

Là chất không phân cực, cách điện tốt.    

Sự khác nhau về cấu trúc dẫn đến sự khác nhau về tính chất:

+ Sự thay đổi về mức độ phân nhánh chuỗi ngắn trong polymer.

+ Sự thay đổi về mức độ phân nhánh chuỗi dài.

+ Sự thay đổi khối lượng phân tử trung bình.

+ Sự thay đổi trong phân bố khối lượng phân tử.

+ Sự hiện diện của một lượng nhỏ comonomer.

+ Sự hiện diện của tạp chất hoặc dư lượng trùng hợp, một số trong đó có thể kết hợp với polymer.

Liên kết ngang trong cấu trúc nhựa nhiệt dẻo giúp cản trở việc sắp xếp phân tử, làm giảm mức độ kết tinh. Có 3 phương pháp chính tạo liên kết ngang:

+ Liên kết ngang dưới tác dụng của bức xạ

+ Liên kết ngang bởi peroxide

+ Liên kết ngang bởi vinyl silane

 

Xem thêm: MÁY PHÂN TÍCH ĐỘ ẨM HẠT NHỰA SCITEQ – ĐAN MẠCH: 

Hình 3. Máy phân tích độ ẩm hạt nhựa nguyên liệu Sciteq – Đan Mạch

Tính chất:

Polyethylene là một loại nhựa nhiệt dẻo giống như sáp ở khoảng nhiệt độ 80 – 130 oC có tỷ trọng nhỏ hơn nước. PE cứng nhưng có độ bền kéo vừa phải, là một chất cách điện tốt và có khả năng kháng hóa chất rất tốt.

1.1 Tính chất cơ học

Các tính chất cơ học như độ bền kéo đứt, độ giãn dài khi đứt, độ nhớt nóng chảy và điểm giòn phụ thuộc rất nhiều vào khối lượng phân tử và mức độ phân nhánh của polymer.

Vật liệu có tỷ trọng cao sẽ kết tinh nhanh hơn và dễ uốn hơn. PE khối lượng phân tử thấp, mật độ kết tinh cao có xu hướng giòn.

Dưới tải polyethylene sẽ biến dạng liên tục theo thời gian (creep), sẽ có sự gia tăng rão với tải tăng, nhiệt độ tăng và tỷ trọng giảm.

Đối với PE có khối lượng phân tử rất cao có khả năng chống mài mòn và độ bền va đập cao, khả năng chống lại ứng suất nội rất tốt và độ rão thấp.

1.2 Tính chất nhiệt

PE có cấu trúc vô định hình được đặc trưng bởi Tg và thường là giá trị âm, trừ một số PE có cấu trúc tinh thể (Tm). Một số giá trị Tg là -130 oC, -120 oC, -105 oC, -93 oC, -81 oC, -77 oC, -63 oC, -48 oC, -30 oC, -20 oC và 60 oC. Tm thường nằm trong khoảng 108 – 132 °C đối với các polymer thương mại.

Khối lượng phân tử cao và càng phân nhánh thì điểm giòn càng thấp. Nhiệt dung riêng của polyethylene cao hơn so với hầu hết các loại nhựa nhiệt dẻo và phụ thuộc vào nhiệt độ. Vật liệu mật độ thấp có giá trị khoảng 2,3 J/g ở nhiệt độ thường và 2,9 J/g ở 120 – 140 oC.

Sự gia tăng nhiệt độ làm giảm độ nhớt nóng chảy, nên xử lý nóng chảy thường được thực hiện từ 150 – 210 o

Các tin khác

Tin Tức

Độ chịu mài mòn

Độ chịu mài mòn

Phương pháp thử để xác định độ chịu mài mòn của cao su bằng thiết bị trống...

Máy đo lưu biến

Máy đo lưu biến

Lưu biến học là một ngành khoa học nghiên cứu sự biến dạng và dòng chảy của...

Độ giãn dài

Độ giãn dài

Đối với các vật liệu không có biểu hiện chảy không liên tục: lực lớn nhất...

Khí hiệu chuẩn

Khí hiệu chuẩn

Khí hiệu chuẩn hay khí chuẩn là hỗn hợp khí hoặc khí tham chiếu được dùng làm...

Nitơ trong nước thải

Nitơ trong nước thải

Nitơ là một trong những nguyên tố có vai trò quan trọng trong sự hình thành sự sống...

Cảm biến cân Loadcell

Cảm biến cân Loadcell

Cảm biến cân Loadcell là gì? Khi nào cần sử dụng và các ứng dụng thiết thực của...

Đơn vị đo độ cứng

Đơn vị đo độ cứng

Đơn vị đo độ cứng là gì? Sư thật thú vị về độ cứng HRC. Độ cứng là một...

Máy trộn tmr là gì?

Máy trộn tmr là gì?

Nhu cầu sử dụng các loại vật phẩm của con người ngày càng tăng. Do đó, việc...

Máy quang phổ lăng kính

Máy quang phổ lăng kính

Hiện nay, có rất nhiều thiết bị công nghệ được áp dụng vào đời sống sinh hoạt...

Loadcell là gì?

Loadcell là gì?

Loadcell là gì là câu hỏi mà rất nhiều người thắc mắc. Hiện nay, các thiết bị...

Video

  • MÁY TRỘN THỨC ĂN BRASSUS H8 - CELIKEL
  • MÁY TRỘN THỨC ĂN TRỤC ĐỨNG CHARGER
  • ỨNG DỤNG HỆ THỐNG QUÉT CT CÔNG NGHIỆP - RX SOLUTIONS
  • HỆ THỐNG QUÉT CT X-RAY 3D CHO SPARE PARTS SIZE NHỎ/VỪA
  • ALYTECH GASMIX  - THIẾT BỊ CHUẨN BỊ KHÍ CHUẨN HÀNG ĐẦU
  • DVLS Video on Hydrogenation and Methylation of Fatty Acids
  • Thiết bị chứng cất xăng dầu tự động NDI 450 (ASTM D 86)
  • Thiết Bị Xác Định Điểm Chớp Cháy Cốc Kín Tự Động NPM 450 (NORMALAB) ASTM D 93
  • SCITEQ Impact test B50
  • NORMALAB - chuyên phân tích sản phẩm xăng dầu
  • Sampling and Analysis of Liquefied Gases using the DVLS Liquefied Gas Injector
  • Thiết Bị Phân Tích Béo SoxROC Extraction Unit (OPSIS LiquidLINE)
  • SP10 Smoke Point Tester D1322
  • Video X NIR Reveal
  • NIR Forage Analyzer - AgriNIR™
Zalo
favebook