«сшитый» пенополиэтилен: технология получения. Оборудование для производства листового пенополиэтилена: основы технологии производства Изделия из вспененного полиэтилена

Сегодня на рынке строительных материалов представлено большое количество тепло-, звуко- и гидроизоляционных продуктов, каждый из которых, как правило, имеет определенную область применения. Одним из наиболее универсальных средств для изоляции различных конструкций является Изопол. Благодаря своим физико-химическим характеристикам он используется не только в строительстве, но и во многих других сферах промышленности и народного хозяйства.

Это полимерный материал, который изготавливается путем химического или физического сшивания пенополиэтилена. Изопол относится к инертным и химически устойчивым продуктам, которые способны работать в широком температурном диапазоне (от -40°С до +100°С).

К сведению. В нормальных условиях вспененный полиэтилен абсолютно нетоксичен. Выделение небольшого количества вредных для здоровья элементов (уксусной кислоты, формальдегида, ацетальдегида, оксида углерода) возможно только в условиях высокой температуры, превышающей 120°С.

В зависимости от сферы использования Изопол может выпускаться в следующих вариантах:

• рулоны;
• трубки;
• шнуры;
• маты.

Большой популярностью пользуется фольгированный Изопол. Применение фольги с одной или двух сторон способствует увеличению тепло- и звукоизоляционных характеристик. Естественно, такая технология не может не сказаться на цене материала, однако и эффект в этом случае будет выше.

Варианты изготовления Изопола

Технология производства вспененного полиэтилена

Существует несколько способов производства пенополиэтилена. От выбранной технологии зависят конечные характеристики продукта и срок его эксплуатации.

• Несшитый полимер. В этом случае технология изготовления не отличается особой сложностью: полиэтилен разогревается и вспенивается посредством газового потока. Данный материал имеет закрытопористую структуру с явно выраженной волнистостью. При этом размер пор может достигать 3 мм в диаметре, поэтому пузырьки хорошо просматриваются невооруженным глазом. Несшитый пенополиэтилен толщиной до 20 мм выпускается в рулонах, свыше 20 мм – в форме листов.
• Химически сшитый пенополиэтилен. Данная технология осуществляется в несколько этапов. Вначале полиэтилен смешивается со специальными реагентами и изготавливается исходная лента – матрикс. Далее матрикс подвергается термообработке в печи. На первой ступени нагрева происходит химическая реакция, в результате которой молекулы полиэтилена вступают во взаимодействие с молекулами реагента для получения крепких внутримолекулярных связей. Следующая ступень нагрева приводит к вспениванию материала до его окончательного состояния. Изопол, полученный методом химического сшивания, обладает ровной поверхностью с небольшой шероховатостью. Поскольку диаметр пор менее 1 мм, визуально они трудно различимы.
• Физически сшитый пенополиэтилен. На первом этапе, как и в случае с «химическим» методом, изготавливается матрикс путем смешивания полиэтилена со вспенивающим реагентом. Второй этап заключается в обстреле матрикса потоком быстрых электронов, благодаря чему происходит упорядочивание молекулярной структуры полиэтилена и образование устойчивых внутренних связей. На последнем этапе продукт поддается термообработке в печи до получения окончательно состояния. Физически сшитый Изопол имеет гладкую поверхность и обладает закрытопористой структурой с практически незаметными для обычного глаза порами.

Вспененный полиэтилен – это современный строительный материал, который отлично сохраняет тепло на 70 %, изолирует от шума и влаги хорошо переносит вибрации и удары механического характера. Минимальный срок службы и износостойкости от 50-ти до 80 лет, благодаря своей долговечности и составу не подвержен гниению. Применяется в многих сферах строительства и ремонта.

Этот уникальный материал обладает хорошей стоимостью и отличными качествами, безопасен для здоровья и жизни человека. Вспененный полиэтилен успешно применяют в строительстве, медицине, машиностроении, при изготовлении кожаной галантереи и обуви.

Где приобрести вспененный полиэтилен? Здесь одна рекомендация — рекомендуем покупать вспененный полиэтилен у производителей или проверенных продавцов. Например, на http://www.tecsound.com.ua/products_category/vspenenyi-polietilen-i-lenty/ , представительства испанской компании «TEXSA» в Украине.

Технические характеристики вспененного ПЭ:

1. Вспененный полиэтилен обладает свойствами воспламеняется и плавится при температуре, которая превышает + 102 0 С.
2. При понижении температуры воздуха до — 60 0 С вспененный ПЭ сохранит свою прочность и эластичность.
3. Материал обладает малой теплопроводностью, что усиливает теплоизоляцию во много раз.
4. Даже во время горения продукт не токсичен.
5. Не составляет больших усилий в транспортировке и монтаже, имеет легкий вес.
6. Материал обладает хорошей устойчивостью к нагрузкам.
7. Минимальное количество отходов при производстве.
8. Экологически безопасный материал, без специфического запаха.

Технологии производства пенополиэтилена на разных предприятиях мало чем отличаются и имеют схожие характеристики эксплуатации.

Способы производства вспененного полиэтилена

Процесс производства вспененного полиэтилена происходит способом литья вспененной массы под давлением или экструзией. При изготовлении остаются прежние качества различных полимеров этилена – это водостойкость, стойкость к перепадам температуры, пластичность, не токсичность

Технологии производства, вспененного ПЭ:

1. Изготовление несшитого пенополиэтилена в процессе физического вспенивания не требуется химическая реакция чтобы сохранить молекулярную структуру первичного вещества – полиэтилен вспененный. Процесс делится на два этапа: первый, когда плавится сырье в гранулах. Второй – в камеру где перемешивается масса полимерного вещества подается газ изобутан, пропан или фреон.
2. Химически сшитый вспененный полиэтилен при помощи химических реагентов. Изменённая на молекулярном уровне структура полиэтилена становится сетчатым типом. Для начала реакции смешиваются гранулы плюс смешивающий, вспенивающий реактивы, специальные добавки и пигменты. После для придания нужной формы, расплавленная масса проходит через экструдер (плавление и вспенивание).
3. Физически сшитый вспененный ПЭ при производстве нуждается в модификации строения на молекулярном уровне. Технология процесса производства происходит при участии добавки для вспенивания и радиации. Нагретая расплавленная масса полиэтилена движется через ускоритель электронов.

Существенный недостаток – материал обладает высокой горючестью, при изготовлении добавляют антипирены.

Производство сшитого вспененного полиэтилена имеет более сложную технологию, соответственно и преимущества в сравнении с несшитым:

1. Микробиологическая выносливость материала более прочная.
2. Выдерживает перепады температуры и механические нагрузки.
3. Стойкость к химическим растворителям.
4. Хорошо переносит воздействия вибрации и обладает прочностью к деформации.
5. Более 30 % обладает плотной структурой, которая повышает изоляцию.
6. Сохранение тепла на 20 % больше, чем у несшитого вспененного ПЭ.
7. За счет высокой прочности имеет долгий срок службы.

Преимущество несшитого вспененного полиэтилена – это дешевая цена материала. Недобросовестные продавцы часто преувеличивают положительные качества материала, когда рекомендуют его как хороший звукоизоляционный материал, который применяют в строительстве. Так же используют в качестве разной не токсичной упаковки продуктов и товаров.

Применение несшитого пенополиэтилена

1. Несшитый вспененный полиэтилен удобен для упаковки, при надобности смягчает давление при нагрузке. Имеет неограниченный срок годности. Не может испортится, выгодно при упаковке ценных товаров и грузов. На рынке упаковки НПЭ не имеет равных конкурентов, и занимает 90 % в применении.
2. Используется как упаковочный материал для электротехники, посуды, мебели, изделий из стекла. Отлично защищает поверхность от пыли и технического мусора.
3. НПЭ отлично применяется для изоляции от влаги, воды, пара, конденсата и механического шума.
4. При минимальных требованиях качества его применяют в строительстве в качестве теплоизоляции, машиностроении. Не подходит в использовании, когда имеются мощные нагрузки либо слишком горячая температура воздуха.
5. Хорошо применяется для снижения энергозатрат при сбережении в доме тепла – благодаря отражающей изоляции. Широко используют чтобы выровнять поверхность, подложить под паркет, ламинат, линолеум.
6. Имеет разнообразную форму выпуска – в сетке полиэтиленовой, в рулоне, в листах разной толщины. С ламинированной либо фольгированной основой несшитый пенополиэтилен выполнит защитные функции в зависимости от требований и поставленной задачи.
7. В Европейском Союзе существует ограничение в применении НПЭ, его используют только под упаковку.

Сферы применения сшитого вспененного полиэтилена

Материал широко применяется в различных жизненных сферах: строительство, спорт, туризм, медицина, машиностроение, при производстве детских игрушек, автомобильных заводах, предметы домашнего обихода, санитарные технические изделия. Имеет усиленную прочность, теплостойкость, высокий уровень жесткости.

Строительство

1. Применяется для систем отопления и водоснабжения, обладает хорошей изоляцией тепла, воды, пара и шума. Стойко переносит воздействие высоких температур от -60 0 до +110 0 С, начинает плавиться при t 0 115-130 градусов С.
2. Используют для утепления потолков, полов, перекрытий между этажами. В качестве отражающей изоляции тепла системы отопления.
3. Материал прост в монтаже, выступает как качественный, современный изоляционный от звука слой в устройстве «плавающий пол».
4. Изоляция от влаги, воды для фундаментов, перегородок. Обустройство подвальный, складских, гаражных помещений, балконов и лоджий. Изоляция электрических кабелей.
5. Защита для систем коммунальных магистралей и инженерных сооружений.

Медицина

1. Широко применяется в изготовлении ортопедических медицинских изделий. Стельки для специализированной обуви изготовленные из сшитого вспененного полиэтилена.
2. При производстве протезов внутренних органов.
3. Эластичные элементы, которые применяют в медицине и мед оборудовании.

Упаковка

1. Тара разного рода — емкости, сосуды, канистры, бутыли, цистерны.
2. Различные вкладыши для предупреждения деформации товара. Проложенный материал для сохранности и транспортировки продуктов и промышленных товаров.

Спорт и туризм

1. Боксерские груши, перчатки, щитки, шлемы.
2. Приспособления, которые не тонут в воде и выступают в виде ограждения либо разметки. Доски для плаванья, спасательные и жилеты страховки.
3. Коврики и маты для занятий туризмом, йогой, фитнесом и прочих спортивных сфер.

Машиностроение

1. Материал служит для установки отражателя тепла. В качестве монтажной ленты, уплотнителя, защита элементов при виброизоляции.
2. Изоляция шума и тепла изотермических шкафов кондиционеров и холодильников.

Автомобилестроение

1. Обшивка большей части запчастей автосалона, для изоляции тепла и шума. Различные уплотнители, прокладки.
2. Буферные прокладки для узлов автомобиля и его частей.

В результате все типы пенополиэтилена являются упругими и эластичными материалами, которые имеют структуру закрытых пор, выпускаются в рулонах, листах или в готовом изделии. Обладают высокими свойствами стойкости к влаге и агрессивной среде – щелочи, кислоты, масла, нефтепродуктов. Простой монтаж в любых конструкциях, обладает экологической безопасностью при применении. К основным недостаткам можно отнести плохую стойкость к прямым попаданиям солнечных лучей и легкость воспламенения. При выборе необходимо знать имеет ли материал нужные для вашего случая технические характеристики. Какие цели вы преследуете? Для исключения лишних затрат и покупки дешевого ненужного материала.

Вспененный полиэтилен активно используется производителями различной электроники и бытовой техники в качестве прокладочного, оберточного и упаковочного материала, поскольку он отличается упругостью, стойкостью к химическим и механическим повреждениям. Данная разновидность упаковочного материала активно используется при переездах или ремонтах помещений для упаковки хрупких предметов из стекла, керамики, офисной техники, антиквариата. При применении вспененного полиэтилена для упаковки разнообразной продукции не требуется наличие специальных инструментов и дополнительных навыков у персонала, что позволяет существенно сократить финансово-временные затраты на упаковке, обеспечив одновременно надежную защиту транспортируемых и складируемых товаров.

Характеристики вспененного полиэтилена

Пенополиэтилен не восприимчив к воздействию относительно высоких температур, отличается устойчивостью к влаге в силу своей структуры, представляющей множество замкнутых пор с воздухом. Относится к разряду теплоизоляционных, пароизоляционных, а также шумоизоляционных материалов.

Данный материал стойко переносит негативное воздействие бензина, масла и прочих нефтепродуктов, а также различных кислот и щелочей, имеет низкую стоимость по сравнению с другими изоляционными материалами. Полиэтилен ВПЭ не разлагается. При использовании не требует наличия дополнительных навыков и квалификации у персонала.

В нормальных условиях окружающей среды срок службы составляет от 30 до 80 лет.

При использовании в быту является полностью безвредным для здоровья человека. Однако стоит помнить о том, что при нагревании более 120 С вспененный полиэтилен начинает выделять в окружающую среду вещества, негативно сказывающиеся на здоровье человека (удушье, кашель и т.д.).

Кроме того, пенополиэтилен используется в качестве звукоизоляции при монтаже систем вентиляции, а при возведении кровли - еще и в качестве пароизоляции и теплоизоляции. Поскольку вспененный полиэтилен отличается достаточной экологичностью, его активно используют при отделке и ремонте жилых помещений в качестве теплоизолирующей и пароизолирующей подложки под обои, при укладке различных напольных покрытий (линолеум, ламинат и т.д.).

Вспененный полиэтилен ВПЭ в силу своих пароизоляционных, теплоизоляционных и звукоизоляционных свойств достаточно популярен при проведении строительных, ремонтных, отделочных и монтажных работ.

Благодаря своим теплоизоляционным, шумоизоляционным, пароизоляционным свойствам вспененный полиэтилен активно используется при проведении строительно-монтажных, отделочных, сборочных и иных видов работ.

Производство полиэтиленовой упаковки и пакетов был, остается, и будет достаточно прибыльным бизнесом с умеренно высоким порогом вхождения.

В данной статье будет рассмотрена технология производства полиэтилена, а также изделий на его основе ( , например). Вы узнаете, какое сырье и оборудование для этого необходимо, а также требованиями, которым должны отвечать производственные здания, в которых будет расположен цех по изготовлению пакетов из полиэтилена.

1 Технология производства материала

Существуют два вида полиэтилена, использующегося в разнообразных сферах промышленности – вспененный, и полиэтилен высокого давления, о которых мы и поговорим в данном разделе статьи. Из вспененного полиэтилена производятся утеплители, материалы для термоизоляции, и также уплотняющие упаковки. Из полиэтилена высокого давления – пакеты, сумки, упаковки, трубы, и всевозможные полимерные изделия.

1.1 Полиэтилен высокого давления

Производство полиэтилена высокого давления осуществляется в газовой среде, давление которой может составлять от 150 до 300 МПа, а температура 180-300 градусов, прямо как при создании . Сама реакция требует наличия катализатора, в качестве которого зачастую используется пероксид дитретбутила, либо молекулярный кислород.

Первоначальным сырьем для производства полиэтилена выступает этилен, который является мономером, молекулы которого в процессе обработки под воздействием пероксидов соединяются между собой.

Трансформация этилена в полиэтилен, а также характеристики итогового изделия, зависят от того, при какой температуре производятся реакция, а также от давления внутри рабочей камеры, концентрации катализатора и времени протекания конверсии.

Алгоритм процесса, во время которого мономер приобретает межмолекулярные соединения, следующий:

1. Молекулы этилена в рабочей камере смешиваются с газом и катализатором.
2. Полученная смесь подвергается сжатию под давлением 150-300 МПа.
3. В результате сжатия мономер соединяется с соседними молекулами, вследствие чего происходит полимеризация смеси.
4. Не каждый мономер может получить межмолекулярные связи, по этому, после реакции выполняется фильтрация полимерной смеси и удаление непрореагировавших молекул этилена.
5. Из полученной полимерной субстанции осуществляется формировка гранул, которые будут основой для производства пакетов, сшитого вспененного полиэтилена, упаковки, и тому подобных вещей.

Продуктивность современного промышленного оборудования для производства полиэтилена может составлять около 150 тысяч тонн гранул в год. При этом, мономер этилена трансформируется в полиэтилен в 96-98% от общей массы, что гарантирует фактически безотходное производство.

Также существует подвид линейного полиэтилена высокого давления (). Получение полиэтилена ЛПВД происходит благодаря тому, что мономер приобретает большое количество коротких связей с соседними молекулами, в результате чего прочностные характеристики линейного полиэтилена превышают аналогичные характеристики обычного полимера.

Плотность линейного полиэтилена составляет около 0.9 г/см3, при этом у линейного полиэтилена отличная эластичность и хорошая устойчивость к разрывам.

1.2 Вспененный полиэтилен

От обычного полиэтилена высокого давления, использующегося в изготовлении пакетов, данный вид отличается своей пористой структурой, которая достигается путем использования углеродов в процессе плавки гранулированного сырья.

Технические характеристики вспененного полиэтилена фактически идентичны свойствам, которыми обладали используемые для его изготовления гранулы, а именно: водостойкость, устойчивость к химическому воздействию, широкий диапазон допустимых температур (его размягчение происходит при превышении температурой отметки в 1000 градусов).

Производство вспененного полиэтилена может выполняться по одной из трех наиболее распространенных технологий:

1. Химический метод (получение сшитого полиэтилена), им же пользуются при создании .

В основе химической технологии лежит реакция изменения структуры гранул полиэтилена высокого давления, которые расплавляются, вспениваются с помощью химических реагентов, и при достижении сетчатой структуры застывают.

Алгоритм реализации метода сшитого вещества следующий: в экструдере происходит смешивание гранул с вспенивающими и сшивающими реагентами. В качестве вспенивающих реактивов обычно используется азодикарбонамид, а для получения сшитого эффекта – пероксид дикумила.

В дополнение к вышеуказанным реагентам, также добавляются разнообразные присадки и спецдобавки, с помощью которых итоговому изделию предаются требуемые технические характеристики и свойства. После смешивания всех компонентов, экструдер выполняет прогрев гранул, и по достижению определенной температуры происходит реакция, в процессе которой мономер расширяется и вспенивается как .

1. Получение полиэтилена физически сшитого вспененного.

Данная технология также предусматривает изменения молекулярной структуры гранул, при этом, реакция происходит при прямом воздействии электронного облучения.

Физический метод получения сшитого полиэтилена требует применения аналогичных вспенивающих реагентов, однако сама реакция плавки гранул при электронном облучении происходит несколько быстрее, чем при обычном химическом способе.

1. Метод физического вспенивания (на ).

Производство вспененного полиэтилена по данной технологиине предусматривает обязательного протекания химических реакций, которые необходимы для двух остальных методов. Ввиду этого, полученный полиэтилен является фактически полным аналогом использующихся для его получения гранул, как по структуре, так и по техническим характеристиках.

Физическая технология производства вспененного материала реализуется в несколько этапов: сначала выполняется подача гранулированного сырья в экструдер, где оно плавится, после чего компрессор нагнетает в экструдер газ (производители, как правило, используют фреон, изобутан, или пропан-бутан), который насыщает полимерную массу, в результате чего происходит её вспенивание.

2 Сырье и оборудование для производства пакетов

Если вас интересует открытие небольшой производственной линии по изготовлению пакетов, то будьте готовы потратить на базовое оборудование для производства полиэтилена как минимум 300 тысяч рублей.

Главным элементом производственной линии является экструдер, который производит пленку, использующуюся для изготовления пакетов и упаковки, из гранул полиэтилена высокого давления. Данное оборудование получило своё название от технологии экструзии, которая лежит в его основе.

Экструзия – это принудительное проталкивание расплавленной полимерной смеси сквозь заготовки требуемой формы, сечения и толщины. Помимо производства пакетов, и упаковки для разной продукции, методом экструзии также изготавливаются разнообразные пластмассовые изделия – игрушки, строительные сетки и тд.

Получение полиэтилена для пакетов происходит в результате плавки гранул – сырья, которое выступает расходным возобновляемым материалом, выполнять закупки которого вам придется регулярно. После протекания всех технологических процессов – плавления гранул, придания смеси требуемой структуры и формы, на выходе вы получите полиэтиленовую пленку требуемой толщины, которую можно использовать как для изготовления упаковки, так и в качестве материала для изготовления пакетов.

Помимо экструдера в состав производственной линии входит резально-паяльный агрегат. Данное оборудование в автоматическом режиме выполняет нарезку полиэтиленовой пленки на куски требуемого размера, в соответствии с запрограммированными параметрами.

Порезанная пленка на этом же агрегате запаивается по боковым швам, в результате чего на выходе получается обычные пакеты, по типу мусорных мешков, либо пакетов без ручек. На данном этапе производство упаковки и простых пакетов завершается.

Если речь идет о производстве пакетов типа «Маечка» и , или любых пакетов обладающих ручками, то в таком случае заготовка запаивается только со стороны дна, после чего на нем создаются отметины, которыми указывается форма итогового изделия, и на специальном резальном станке, обладающего фотоэлементом считывающим отметки, пакеты обрезаются по заданному контуру.

Для нанесения на поверхность упаковки и пакетов какого-либо рисунка требуется флексографический агрегат, который от обычного типографического оборудования отличается использованием быстросохнущих эластичных печатных красок, которые оптимально подходят для полиэтиленовых изделий.

2.1 Требования к месту производства

Поскольку реакция переплавки гранул, из которых получают сырье для производства полиэтиленовых изделий, сопровождается выбросом экологически вредных паров, к помещению, в котором будет располагаться небольшой цех, либо завод по производству полиэтилена, выдвигаются ряд строгих требований.

1. Здание должно располагаться за чертой города, либо в его промышленной части;
2. Обязательным требованием является наличие качественной вентиляционной системы (вытяжной и приточной), которая будет гарантировать поддержание концентрации токсичных веществ в воздухе на безопасном уровне.
3. Немаловажным является контроль за влажностью воздуха, для реализации которого также должно приобретаться специальное оборудование;
4. Производственные агрегаты требуют трехфазного питания, поэтому вам потребуется наличие соответствующей электросети;
5. Высота потолков в помещении должна составлять как минимум 8 метров, поскольку сам экструдер обладает высотой около шести метров;
6. Так как полиэтилен, и сырье для его производства является легко воспламеняемым материалом, требуется, чтобы потолок и стены здания были облицованы огнеупорными материалами;
7. Расстановка оборудования по производству пакетов должна соответствовать требованиям ГОСТ РФ 12.3.002;
8. Ключевым фактором, без которого не возможна организация любого, даже самого мелкого производства, является наличие противопожарной системы, соответствующей всем нормам пожарной безопасности;

2.2 Особенности технологии производства полиэтиленовых мусорных пакетов (видео)