Виды полиэтиленовой продукции

Все виды полиэтиленовой продукции, получаемые различными методами находят широкое применение.

Большая часть продукции из полиэтилена низкой плотности служит упаковочным материалом, конкурируя с другими пленками (целлофановой, поливинилхлоридной, полиэтилентерефталатной и др.), меньшая используется для изготовления различных изделий (сумок, мешков, облицовки для ящиков, коробок и других видов тары).

Широко применяются пленки для упаковки замороженного мяса и птицы, при изготовлении аэростатов и баллонов для проведения метеорологических исследований верхних слоев атмосферы, защиты от коррозии магистральных нефте- и газопроводов. В сельском хозяйстве прозрачная пленка используется для замены стекла в теплицах и парниках. Черная пленка служит для покрытия почвы в целях задержания тепла при выращивании овощей, плодово-ягодных и бобовых культур, а также для выстилания силосных ям, дна водоемов и каналов. Все больше применяется полиэтиленовая пленка в качестве материала для крыш и стен при сооружении помещений для хранения урожая, сельскохозяйственных машин и другого оборудования.

Из полиэтиленовой пленки изготовляют предметы домашнего обихода: плащи, скатерти, гардины, салфетки и т.д. Пленка может быть нанесена с одной стороны на различные материалы: бумагу, ткань, целлофан, металлическую фольгу.

Армированная полиэтиленовая пленка отличается большей прочностью, чем обычная пленка такой же толщины. Материал состоит из двух пленок, между которыми находятся армирующие нити из синтетических или природных волокон или редкая стеклянная нить.

Из очень тонких армированных пленок изготовляют скатерти, а также пленки для теплиц; из более толстых пленок – мешки и упаковочный материал. Армированная пленка, упрочненная редкой стеклянной тканью, может быть применена для изготовления защитной одежды и использована в качестве обкладочного материала для различных емкостей.

На основе пленок из ПЭ могут быть изготовлены липкие (клеящие) пленки или ленты, пригодные для ремонта кабельных линий высокочастотной связи и для защиты стальных подземных трубопроводов от коррозии. Полиэтиленовые пленки и ленты с липким слоем содержат на одной стороне слой из низкомолекулярного полиизобутилена, иногда в смеси с бутилкаучуком. Выпускаются они толщиной 65–96 мкм, шириной 80–150 мм.

ПЭНП и ПЭВП применяют и для защиты металлических изделий от коррозии. Защитный слой наносится методами газопламенного и вихревого напыления [12].

Из всех видов пластмасс полиэтилен нашел наибольшее применение для изготовления методами экструзии и центробежного литья труб, характеризующихся легкостью, коррозионной стойкостью, незначительным сопротивлением движению жидкости, простотой монтажа, гибкостью, морозостойкостью, легкостью сварки [13].

Непрерывным методом выпускаются трубы любой длины с внутренним диаметром 6–300 мм при толщине стенок 1,5–10 мм. Полиэтиленовые трубы небольшого диаметра наматываются на барабаны. Литьем под давлением изготовляют арматуру к трубам, которая включает коленчатые трубы, согнутые под углами 45 и 90°, тройники, муфты, крестовины, патрубки. Трубы большого диаметра (до 1600 мм) с толщиной стенок до 25 мм получают методом центробежного литья.

Полиэтиленовые трубы вследствие их химической стойкости и эластичности применяются для транспортировки воды, растворов солей и щелочей, кислот, различных жидкостей и газов в химической промышленности, для сооружения внутренней и внешней водопроводной сети, в ирригационных системах и дождевальных установках.

Трубы из ПЭНП могут работать при температурах до +60°С, а из ПЭВП – до +100°С. Такие трубы не разрушаются при низких температурах (до -60°С) и при замерзании воды; они не подвергаются почвенной коррозии.

Из полиэтиленовых листов, полученных экструзией или прессованием, можно изготовить различные изделия штампованием, изгибанием по шаблону или вакуумформованием. Крупногабаритные изделия (лодки, ванны, баки и т.п.) также могут быть изготовлены из порошка полиэтилена путем его спекания на нагретой форме. Отдельные части изделий могут быть сварены при помощи струи горячего воздуха, нагретого до 250°С.

Формованием и сваркой можно изготовить вентиля, колпаки, контейнеры, части вентиляторов и насосов для кислот, мешалки, фильтры, различные емкости, ведра и т.п.

Одним из основных методов переработки ПЭ в изделия является метод литья под давлением [14–17]. Полиэтилен всех марок является физиологически безвредным, поэтому большое распространение в фармацевтической и химической промышленности получили бутылки из полиэтилена объемом от 25 до 5000 мл, а также посуда, игрушки, электротехнические изделия, решетчатые корзины и ящики.

В настоящее время методы изготовления двух- и трехцветных изделий из пластических масс литьем под давлением находят все более широкое применение. Ведущее место в мировом производстве пластмассовых многоцветных изделий, а также литьевых машин и форм для их получения занимают ФРГ, Япония и Великобритания [18].

Номенклатура выпускаемых деталей довольно широка: посуда, шкатулки, игрушки, клавиши печатных и вычислительных машин, ручки управления автомобилей, телефонные цифровые диски, осветительная арматура автомобилей и т.п.

Многоцветные изделия получают в основном двумя способами. Первый способ заключается в том, что на обычном литьевом оборудовании отливают сначала часть детали одного цвета, а затем используют ее как арматуру во второй форме, где отливают часть детали второго цвета. При литье многоцветных изделий данным способом необходимы две или три литьевые машины. Второй способ предполагает применение только одной специализированной литьевой машины. Этот способ более прогрессивный. Затраты на изготовление в этом случае значительно меньше за счет снижения стоимости оборудования, трудовых затрат (уменьшения количества обслуживающего персонала) и повышения производительности труда в результате сокращения технологического цикла (многоцветная деталь на специализированной машине отливается за 21–35 с, а на обычных машинах – за 3– 5 мин).

Оборудование для изготовления двух- или трехцветных деталей из пластических масс можно классифицировать по расположению инжекционных узлов. Существует три основных типа литьевых машин: с параллельным расположением инжекционных узлов, перпендикулярным расположением: с расположением инжекционных узлов в линию по обе стороны от поворотной формы. В отдельную группу можно выделить роторные литьевые установки.

Из машин первой группы следует отметить литьевую машину, созданную фирмой «Windsor» (Великобритания), на которой за один цикл отливается трехцветное изделие. Из трех узлов впрыска два имеют объем по 164 см³, третий – 360 см³. Усилие узла замыкания – 500 тс. Электрическое управление обеспечивает необходимые последовательность, длительность операций и температурный режим. Той же фирмой выпущена литьевая машина для производства двухцветных изделий. Ее конструкция позволяет отливать два изделия одного цвета или одно изделие большого объема (в режиме интрузии). В общем случае при производстве многоцветных изделий предпочтительнее использовать машины с вертикальными узлами смыкания, многопозиционными формами и с поворотными столами. Это значительно сокращает технологический цикл.

Во второй группе машин представляет интерес литьевая машина «Allrounder 200» (США). Она создана на основе стандартной модели литьевой машины и снабжена вторым узлом впрыска, клапаном для переключения потоков, материала и дополнительной системой управления. Дополнительный узел впрыска установлен перпендикулярно первому узлу. Эта машина используется в основном для отливки клавишей счетных и пишущих машинок.

Третью группу машин представляет установка, состоящая из нескольких машин, установленных по обе стороны поворотной формы. Примером может служить установка, состоящая из трех литьевых машин, которые расположены по обе стороны от неподвижной плиты, на которой находится блок с поворотными полуформами. К подвижным плитам также присоединены полуформы. Подвижные плиты передвигаются по колоннам при помощи гидроцилиндров и производят смыкание форм. Затем к формам подводятся литьевые машины тоже при помощи специальных гидроцилиндров. После впрыска и охлаждения расплава все литьевые машины и подвижные плиты отводятся, а неподвижная плита поворачивается на 180° вокруг вертикальной оси. Затем снова происходит смыкание форм и впрыск материала. Впрыск материала со стороны двух машин производится через два отдельно расположенных литниковых канала. В результате получается трехцветное изделие. Можно с обеих сторон от неподвижной плиты установить по две машины и отливать четырехцветное изделие.

При производстве многоцветных изделий необходимо учитывать конструкцию формы, так как для четкого разграничения цветов требуется обеспечить высокую точность изготовления формующих элементов. Для этого также должна быть достигнута определенная плоскостность поверхностей арматуры и матрицы в местах их стыка. В противном случае граница цветов будет размазана. Кроме того, арматура должна быть на 0,01–0,02 мм выше матрицы. Это позволит исключить подливы.

При конструировании многоцветного изделия учитывается совместимость полимеров (если его предполагается изготавливать из разных материалов). Для повышения прочности таких деталей используют различные уступы, приливы, штифты и т.п. Формы для получения многоцветных изделий имеют большое число подвижных элементов и изготавливаются с повышенной точностью. Их отличительной особенностью является наличие механизма, перемещающего оформляющие части из одной позиции в другую.

Фирма «Chubu Loses Co Ltd» (Япония) разработала форму, которая разделена перегородками на две части (или более). После впрыска одного расплава перегородки извлекаются из формы (без ее разъема) и производится впрыск второго.

Конструкция форм фирмы «Arburg Allrounder Co» (ФРГ) предусматривает многократное их замыкание и размыкание при отливке одного или нескольких изделий. Примером может служить шестигнездная двухпозиционная форма для изготовления клавиши или двухгнездная форма для телефонного цифрового диска.

В Австрии применяют 20- и 26-гнездовые формы, которые позволяют отливать полный комплект клавиш для пишущих машинок. Клавиши, очищенные от литников и облоя, отличаются высокой точностью размеров (до ±0,01 мм). Для отливки клавиш также может быть использована специальная стационарная форма с двумя литниковыми каналами для двух расплавов, снабженная выдвижными стержневыми вставками, которые закрывают в момент впрыска первого материала литниковый канал и часть формы, предназначенные для второго материала [14].