파이프(관개용)

고밀도 폴리에틸렌, 영어 이름은 "고밀도 폴리에틸렌" 또는 줄여서 "HDPE"입니다.HDPE는 결정성이 높은 비극성 열가소성 수지입니다.원래 HDPE의 외관은 유백색이며 얇은 부분은 어느 정도 반투명합니다.PE는 대부분의 가정용 및 산업용 화학 물질에 대한 우수한 내성을 가지고 있습니다.부식성 산화제(농축 질산), 방향족 탄화수소(자일렌) 및 할로겐화 탄화수소(사염화탄소)와 같은 특정 유형의 화학 물질은 화학적 부식을 일으킬 수 있습니다.중합체는 비흡습성이며 우수한 수증기 저항성을 가지며 포장 용도로 사용할 수 있습니다.HDPE는 전기적 특성이 좋으며 특히 절연체의 유전 강도가 높아 전선 및 케이블에 매우 적합합니다.중-고분자량 등급은 실온 및 -40F의 저온에서도 우수한 내충격성을 나타냅니다.

HDPE는 에틸렌 공중합에 의해 생산되는 열가소성 폴리올레핀입니다.HDPE는 1956년에 출시되었지만 이 플라스틱은 아직 성숙한 수준에 도달하지 못했습니다.이 범용 소재는 지속적으로 새로운 용도와 시장을 개발하고 있습니다.

주요 특징

HDPE는 결정성이 높은 비극성 열가소성 수지입니다.원래 HDPE의 외관은 유백색이며 얇은 부분은 어느 정도 반투명합니다.PE는 대부분의 가정용 및 산업용 화학 물질에 대한 우수한 내성을 가지고 있습니다.부식성 산화제(농축 질산), 방향족 탄화수소(자일렌) 및 할로겐화 탄화수소(사염화탄소)와 같은 특정 유형의 화학 물질은 화학적 부식을 일으킬 수 있습니다.중합체는 비흡습성이며 우수한 수증기 저항성을 가지며 포장 용도로 사용할 수 있습니다.HDPE는 전기적 특성이 좋으며 특히 절연체의 유전 강도가 높아 전선 및 케이블에 매우 적합합니다.중-고분자량 등급은 실온 및 -40F의 저온에서도 우수한 내충격성을 나타냅니다.다양한 등급의 HDPE의 고유한 특성은 밀도, 분자량, 분자량 분포 및 첨가제의 4가지 기본 변수의 적절한 조합입니다.특별한 특성을 가진 맞춤형 폴리머를 생산하기 위해 다양한 촉매가 사용됩니다.이러한 변수의 조합은 다양한 목적을 위한 HDPE 등급을 생성합니다.최상의 성능 균형을 달성합니다.

밀도

언급된 네 가지 변수가 서로 영향을 미치긴 하지만 HDPE의 특성을 결정하는 주요 변수입니다.에틸렌은 폴리에틸렌의 주원료입니다.1-부텐, 1-헥센 또는 1-옥텐과 같은 몇 가지 다른 공단량체도 종종 폴리머 성능을 개선하는 데 사용됩니다.HDPE의 경우 위의 몇 가지 단량체의 함량은 일반적으로 1%-2%를 초과하지 않습니다.공단량체를 첨가하면 중합체의 결정도가 약간 감소합니다.이 변화는 일반적으로 결정화도와 선형 관계가 있는 밀도로 측정됩니다.미국의 일반적인 분류는 ASTM D1248에 따르며 HDPE의 밀도는 0.940g/입니다.C 이상;MDPE의 밀도 범위는 0.926~0.940g/CC입니다.다른 분류에서는 때때로 MDPE를 HDPE 또는 LLDPE로 분류합니다.호모폴리머는 가장 높은 밀도, 가장 높은 강성, 우수한 투과성 및 가장 높은 녹는점을 갖지만 일반적으로 환경 응력 균열(ESCR)에 대한 저항성이 낮습니다.ESCR은 기계적 또는 화학적 스트레스로 인한 균열에 저항하는 PE의 능력입니다.밀도가 높을수록 일반적으로 인장 강도, 강성 및 경도와 같은 기계적 강도가 향상됩니다.연화점 온도 및 열 변형 온도와 같은 열적 특성;및 공기 투과성 또는 수증기 투과성과 같은 불투과성.밀도가 낮을수록 충격 강도와 E-SCR이 향상됩니다.중합체 밀도는 주로 공단량체의 첨가에 의해 영향을 받지만 분자량에 의한 영향은 적습니다.높은 분자량 백분율은 밀도를 약간 감소시킵니다.예를 들어, 단일 중합체는 다양한 분자량에서 서로 다른 밀도를 가집니다.

생산 및 촉매

PE의 가장 일반적인 생산 방법은 슬러리 또는 기상 공정을 통한 것이며 일부는 용액상 공정으로 생산됩니다.이러한 모든 공정은 에틸렌 단량체, α-올레핀 단량체, 촉매 시스템(하나 이상의 화합물일 수 있음) 및 다양한 유형의 탄화수소 희석제를 포함하는 발열 반응입니다.수소와 일부 촉매는 분자량을 조절하는 데 사용됩니다.슬러리 반응기는 일반적으로 교반 탱크 또는 슬러리가 순환 및 교반될 수 있는 보다 일반적으로 사용되는 대규모 루프 반응기이다.에틸렌과 공단량체(필요에 따라)가 촉매와 접촉하면 폴리에틸렌 입자가 형성됩니다.희석제를 제거한 후 폴리에틸렌 과립 또는 분말 과립을 건조하고 용량에 따라 첨가제를 첨가하여 펠렛을 제조합니다.트윈 스크류 압출기가 있는 대형 반응기를 갖춘 현대식 생산 라인은 시간당 40,000파운드 이상의 PE를 생산할 수 있습니다.새로운 촉매의 개발은 새로운 등급의 HDPE 성능 향상에 기여합니다.가장 일반적으로 사용되는 두 가지 유형의 촉매는 Philips의 산화 크롬 기반 촉매와 티타늄 화합물-알킬 알루미늄 촉매입니다.Phillips 촉매에 의해 생산된 HDPE는 중간 폭의 분자량 분포를 가지고 있습니다.티타늄-알킬 알루미늄 촉매는 좁은 분자량 분포를 갖는다.이중 반응기에서 좁은 MDW 폴리머 생산에 사용되는 촉매는 넓은 MDW 등급 생산에도 사용할 수 있습니다.예를 들어, 상당히 다른 분자량 제품을 생산하는 두 개의 직렬 반응기는 전체 범위의 분자량 분포를 갖는 바이모달 분자량 폴리머를 생산할 수 있습니다.PE 파이프 피팅

분자 무게

분자량이 클수록 폴리머 점도가 높아지지만 점도는 테스트에 사용된 온도 및 전단 속도와도 관련이 있습니다.유변학 또는 분자량 측정은 재료의 분자량을 특성화하는 데 사용됩니다.HDPE 등급은 일반적으로 분자량 범위가 40,000 ~ 300,000이며 중량 평균 분자량은 대략 용융 지수 범위, 즉 100 ~ 0.029/10min에 해당합니다.일반적으로 MW(용융 지수 MI가 낮음)가 높을수록 용융 강도, 인성 및 ESCR이 향상되지만 MW가 높을수록 가공이 어려워집니다.

프로세스가 더 어렵거나 더 높은 압력 또는 온도가 필요합니다.

분자량 분포(MWD): PE의 WD는 사용된 촉매와 가공 공정에 따라 좁은 범위에서 넓은 범위로 다양합니다.

가장 일반적으로 사용되는 MWD 측정 지수는 불균일 지수(HI)이며, 이는 중량 평균 분자량(MW)을 수평균 분자량(Mn)으로 나눈 값입니다.모든 HDPE 등급에 대한 이 지수 범위는 4-30입니다.좁은 MWD는 성형 공정 중에 뒤틀림이 적고 충격이 큽니다.중간에서 넓은 MWD는 대부분의 압출 공정에 가공성을 제공합니다.넓은 MWD는 또한 용융 강도와 내크리프성을 향상시킬 수 있습니다.

첨가물

항산화제를 첨가하면 가공 중 폴리머의 분해를 방지하고 사용 중 완제품의 산화를 방지할 수 있습니다.정전기 방지 첨가제는 많은 포장 등급에 사용되어 병이나 포장이 먼지와 오물에 달라붙는 것을 줄여줍니다.특정 응용 분야에는 전선 및 케이블 응용 분야와 관련된 구리 억제제와 같은 특수한 첨가제 제제가 필요합니다.우수한 내후성 및 항자외선(또는 햇빛)은 항자외선 첨가제를 추가하여 얻을 수 있습니다.자외선 차단 PE나 카본블랙 PE를 첨가하지 않은 상태에서 실외에서 계속 사용하지 않는 것이 좋습니다.고급 카본 블랙 안료는 우수한 UV 저항성을 제공하며 전선, 케이블, 탱크 층 또는 파이프와 같은 실외 응용 분야에 자주 사용됩니다.

처리 방법

PE는 다양한 가공 방법으로 제조할 수 있습니다.에틸렌을 주원료로 하고, 프로필렌, 1-부텐, 헥센을 공중합체로 하여 촉매의 작용하에 슬러리 중합 또는 기상 중합 공정을 채택하고, 얻어진 중합체를 플래시, 분리, 건조, 과립화한다. 등 입자가 균일한 완제품을 얻는 공정.시트 압출, 필름 압출, 파이프 또는 프로필 압출, 중공 성형, 사출 성형 및 회전 성형 등을 포함합니다.

▲압출: 압출 생산에 사용되는 등급은 일반적으로 용융 지수가 1 미만이고 중간에서 넓은 MWD입니다.가공 중에 낮은 MI는 적절한 용융 강도를 얻을 수 있습니다.더 넓은 MWD 등급은 더 빠른 생산 속도, 더 낮은 다이 압력 및 감소된 용융 파괴 경향을 가지기 때문에 압출에 더 적합합니다.

PE에는 전선, 케이블, 호스, 파이프 및 프로파일과 같은 많은 압출 응용 분야가 있습니다.파이프 응용 분야는 천연 가스용 소단면 노란색 파이프부터 산업 및 도시 파이프라인용 직경 48인치의 벽이 두꺼운 검은색 파이프까지 다양합니다.콘크리트 재질의 빗물배수관 및 기타 하수관을 대체하는 대구경 중공벽관의 사용이 급증하고 있다.

시트 및 열성형: 많은 대형 피크닉 냉장고의 열성형 라이닝은 강하고 가볍고 내구성이 뛰어난 PE로 만들어집니다.기타 시트 및 열성형 제품에는 머드가드, 탱크 라이너, 팬 가드, 배송 상자 및 탱크가 포함됩니다.빠르게 성장하는 많은 시트 응용 분야는 MDPE의 인성, 내화학성 및 불침투성을 기반으로 하는 뿌리 덮개 또는 연못 바닥 마을입니다.

▲블로우 몰딩: 미국에서 판매되는 HDPE의 1/3 이상이 블로우 몰딩에 사용된다.여기에는 표백제, 모터 오일, 세제, 우유 및 증류수가 들어 있는 병에서부터 대형 냉장고, 자동차 연료 탱크 및 캐니스터에 이르기까지 다양합니다.용융 강도, ES-CR 및 인성과 같은 블로우 성형 등급의 특성은 시트 및 열성형 응용 분야에 사용되는 특성과 유사하므로 유사한 등급을 사용할 수 있습니다.

사출 취입 성형은 일반적으로 의약품, 샴푸 및 화장품을 포장하기 위한 더 작은 용기(16oz 미만)를 만드는 데 사용됩니다.이 공정의 장점 중 하나는 일반 블로우 몰딩과 같은 후가공 단계가 필요 없이 자동으로 생산 병을 다듬는 것입니다.표면 마감을 개선하기 위해 일부 좁은 MWD 등급이 사용되지만 일반적으로 중간에서 넓은 MWD 등급이 사용됩니다.

▲사출 성형: HDPE는 재사용 가능한 얇은 벽 음료수 컵부터 국내 HDPE의 1/5을 소비하는 5gsl 캔에 이르기까지 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다.사출 성형 등급은 일반적으로 용융 지수가 5-10입니다.인성이 낮고 유동성이 낮은 등급과 가공성이 높은 유동성 등급이 있습니다.용도에는 일용품 및 식품 얇은 벽 포장이 포함됩니다.견고하고 내구성이 뛰어난 식품 및 페인트 캔;소형 엔진 연료 탱크 및 90갤런 쓰레기통과 같은 환경 응력 균열 응용 분야에 대한 높은 내성.

▲회전 성형: 이 가공 방법을 사용하는 재료는 일반적으로 분말 재료로 파쇄되고 열 사이클에서 용융 및 유동됩니다.Rotomolding은 범용 및 가교 가능 PE의 두 가지 유형의 PE를 사용합니다.범용 MDPE/HDPE는 일반적으로 밀도가 0.935~0.945g/CC이고 좁은 MWD를 가지고 있어 제품의 충격이 크고 휨이 최소화되며 용융 지수는 일반적으로 3-8 범위입니다.더 높은 MI 등급은 회전 성형 제품에서 기대되는 충격 및 환경 응력 균열 저항성이 없기 때문에 일반적으로 적합하지 않습니다.

고성능 회전 성형 응용 분야는 화학적으로 가교 가능한 등급의 고유한 특성을 활용합니다.이 등급은 성형 주기의 첫 번째 부분에서 우수한 유동성을 가지며, 이후 가교 결합하여 우수한 환경 응력 균열 저항성과 인성을 형성합니다.내마모성 및 내후성.가교형 PE는 다양한 화학 물질을 운반하기 위한 500갤런 탱크에서 20,000갤런 농업용 탱크에 이르는 대형 컨테이너에만 적합합니다.

▲필름: PE 필름 가공은 일반적으로 일반 취입 필름 가공 또는 평면 압출 가공을 사용합니다.대부분의 PE는 필름에 사용되며 일반 저밀도 PE(LDPE) 또는 선형 저밀도 PE(LLDPE)가 사용 가능합니다.HDPE 필름 등급은 일반적으로 우수한 신축성과 우수한 불침투성이 요구되는 곳에 사용됩니다.예를 들어 HDPE 필름은 상품 가방, 식료품 가방 및 식품 포장에 자주 사용됩니다.

제품 성능

고밀도 폴리에틸렌은 녹는점이 약 130°C이고 상대 밀도가 0.941~0.960인 무독성, 무미, 무취의 백색 입자입니다.내열성과 내한성이 우수하고 화학적 안정성이 우수하며 강성과 인성이 높고 기계적 강도가 우수합니다.유전체 특성 및 환경 응력 균열 저항도 좋습니다.

포장 및 보관

보관 중에는 화기 및 단열재에서 멀리하십시오.창고는 건조하고 깔끔하게 유지되어야 합니다.불순물, 햇빛 및 비를 혼합하는 것은 엄격히 금지되어 있습니다.운송 수단은 깨끗하고 건조하며 덮개가 있는 객차 또는 캐빈에 보관해야 하며 철 못과 같은 날카로운 물체가 없어야 합니다.가연성 방향족 탄화수소, 할로겐화 탄화수소 및 기타 유기 용제와의 혼합 운송은 엄격히 금지됩니다.

재활용 및 재사용

HDPE는 플라스틱 재활용 시장에서 가장 빠르게 성장하는 부분입니다.이는 주로 재처리가 쉽고 분해가 적으며 포장 목적으로 많이 사용되기 때문입니다.주요 재활용은 PCR(Post-Consumer Recyclables)과 같은 재활용 재료의 25%를 순수 HDPE로 재처리하여 식품과 접촉하지 않는 병을 만드는 것입니다.

상수도용 PE관은 기존의 강관과 PVC 음용수관을 대체하는 제품입니다.