Химическая стойкость полиэтилена

  Полиэтилен — термопластичный полимер, непрозрачен в толстом слое, кристаллизуется в диапазоне температур от минус 60 °С до минус 369 °С; не смачивается водой, при комнатной температуре не растворяется в органических растворителях, при температуре выше 80 °С сначала набухает, а затем растворяется в ароматических углеводородах и их галогенопроизводных; ПЭ устойчив к действию водных растворов солей, кислот, щелочей, но при температурах выше 60 °С серная и азотная кислоты быстро его разрушают. Кратковременная обработка ПЭ окислителем (например, хромовой смесью) приводит к окислению поверхности и смачиванию ее водой, полярными жидкостями и клеями. В этом случае изделия из ПЭ можно склеивать.

 Этилен может быть полимеризован несколькими способами, в зависимости от этого полиэтилен разделяют на: полиэтилен высокого давления (ПЭВД) или низкой плотности (ПЭНП); полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или высокой плотности (ПЭВП); а также еще на линейный полиэтилен.

 ПЭВД полимеризуется радикальным способом под давле¬нием от 1000 до 3000 атмосфер и при температуре 180 градусов. Инициатором служит кислород.

 ПЭНД полимеризуется при давлении не менее 5 атмосфер и температуре 80 градусов при помощи катализаторов Циглера-Натта и органического растворителя.

 Линейный полиэтилен (есть еще название полиэтилен среднего давления) получают при 30-40 атмосферах и температуре около 150 градусов. Такой полиэтилен является как бы «промежуточным» продуктом между ПЭНД и ПЭВД, что касается свойств и качеств.

 Не так давно начала применяться технология, где используются так называемые металлоценовые катализаторы. Смысл технологии заключается в том, что удается добиться более высокой молекулярной массы полимера, это, соответственно, увеличивает прочность изделия.

 По своей структуре и свойствам (несмотря на то, что используется один и тот же мономер), ПЭВД, ПЭНД, линейный полиэтилен отличаются, и, соответственно, применяются для различных задач. ПЭВД мягкий материал, ПЭНД и линейный полиэтилен имеют жесткую структуру.
 Полиэтилен устойчив к ударным нагрузкам. Среди наиболее важных свойств полиэтилена можно отметить морозостойкость. Они могут эксплуатироваться при температурах от -70°С до 60 °С (ПЭНП) и до 100 °С (ПЭВП), некоторые марки сохраняют свои ценные свойства при температурах ниже -120°С.

 Полиэтилены, являясь предельными углеводородами, стойки по отношению ко многим агрессивным средам (кислотам, щелочам и т.д.) и органическим жидкостям.

 По электрическим свойствам ПЭ, как неполярный полимер, относится к высококачественным высокочастотным диэлектрикам, диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь мало изменяются с изменением частоты электрического поля, температуры в пределах от минус 80 °С до 100 °С и влажности. Однако остатки катализатора в ПЭВП повышают тангенс угла диэлектрических потерь, особенно при изменении температуры, что приводит к некоторому ухудшению изоляционных свойств.

R: Устойчив

Никаких отрицательных изменений не происходит со свойствами ПЭ труб и фитингов обозначенными буквой «R» в таблице, без учета внутреннего давления и механического воздействия извне, а также использования химических субстанций при определенной температуре и концентрации. Данный тип труб и фитингов не должен использоваться для герметичного применения без дополнительной проверки и тестов под давлением.

LR: Ограниченная сопротивляемость

Некоторые отрицательные изменения могут происходить со свойствами ПЭ труб и фитингов обозначенными буквами «LR» в таблице, без учета внутреннего давления и механического воздействия извне, а также использования химических субстанций при определенной температуре и концентрации. По этой причине, трубы, обозначенные LR, могут быть использованы для работ, где допустима небольшая коррозия.

Данный тип труб и фитингов не должен использоваться для герметичного применения без дополнительной проверки и тестов под давлением.

NR: Неустойчив

Трубы и фитинги обозначенные в таблице «NR», не должны использоваться для работ с давлением и без него, т. к. они подвержены воздействию химических субстанций.

Сокращения и определения

  • Susp. — суспензия приготовленная в интенсивном растворе;
  • op.soi. — рабочий раствор;
  • sat.sol. — насыщенный жидкий раствор;
  • R: — устойчивость;
  • I. tp. — техническая жидкость;
  • LR: — ограниченная сопротивляемость;
  • g.tp — технический газ;
  • NR: — неустойчив.

Химическое воздействие (Концентрация, %) Т, ºC ПВД ПНД
Адипиновая кислота (sat.sol %1.4)
  20 R R
  60 R R
Аллельный спирт (L.tp.)
  20 LR R
  60 NR R
Гидроокись алюминия (susp.)
  20 R R
  60 R R
Аммоний, сухой газ (G.tp.)
  20 R R
  60 R R
Аммоний, жидкость (sat.sol)
  20 R R
  60 R R
Хлорид аммония (sat.sol)
  20 R R
  60 R R
Сульфид аммония (sat.sol)
  20 R R
  60 R R
Анилин (sat.sol)
  20 NR R
  60 NR R
Уксусная кислота (50)
  20 R R
  60
Уксусная кислота замороженная (>96)
  20 LR R
  60 NR LR
Ацетон (L.tp.)
  20 LR LR
  60 NR LR
Сульфат меди (II) (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Бензин (L.tp.)
  20 NR LR
  60 NR LR
Бензин (топливо) (Sat.sol.)
  20 LR R
  60 NR LR
Пиво (Op.sol.)
  20 R R
  60 R R
Растительное масло (L.tp.)
  20 R
  60 LR
Бутан, газ (G.tp.)
  20 R
  60 R
Ртуть (L.pt.)
  20 R R
  60 R R
Железо (II) и (III) Хлорид (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Этанол (50)
  20 R R
  60 LR LR
Гликолевый этилен (L.tp.)
  20 R R
  60 R R
Фенол (sol.)
  20 LR R
  60 NR R
Формальдегид (30.40)
  20 R R
  60 R R
Глицерин (L.pt.)
  20 R R
  60 R R
Воздух (G.tp.)
  20 R R
  60 R R
Водорат (G.tp.)
  20 R R
  60 R R
Перекись водорода (30)
  20 R R
  60 LR R
Соляная кислота (30)
  20 R R
  60 R R
Моча
  20 R R
  60 R R
Спирт (Op.sol.)
  20 NR NR
  60 NR NR
Карбонат кальция (susp.)
  20 R R
  60 R R
Хлорид кальция (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Углекислый газ, диоксид углерода (G.tp.)
  20 R R
  60 R R
Оксид углерода (G.tp.)
  20 R R
  60 R R
Четыреххлористый углерод (G.tp.)
  20 NR LR
  60 NR NR
Хлор (сухой газ) (G.tp.)
  20 NR LR
  60 NR NR
Хлорированная вода (sat.sol.)
  20 NR LR
  60 NR NR
Хлороформ (L.pt.)
  20 NR NR
  60 NR NR
Ацетат свинца (sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Сернистый газ
  20 R R
  60 R R
Метиловый спирт (L.tp.)
  20 LR R
  60 R R
Азотная кислота (25)
  20 R R
  60 R R
С парами оксида азота
  20 NR NR
  60 NR NR
Кислород (G.tp.)
  20 R R
  60 LR
Гиоксид калия (Sol.)
  20 R R
  60 R R
Гидрокарбонат натрия (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Уксус (Op.sol.)
  20 R R
  60 R R
Гидроксид натрия (Sol.)
  20 R R
  60 R R
Карбонат натрия (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Сульфат натрия (Sat.sol.)
  20 R R
  60 R R
Дистиллированная морская вода
  20 R R
  60 R R
Минеральная вода (Op.sol.)
  20 R R
  60 R R
Серная кислота (50)
  20 R R
  60 R R
Молоко (Op.sol.)
  20 R R
  60 R R
Вино (Op.sol.)
  20 R R
  60 R R
Толуол (G.tp.)
  20 NR LR
  60 NR NR
Трихлорэтилен (G.tp.)
  20 NR NR
  60 NR NR
Мочевина (sol.)
  20 R R
  60 R R
Масло (растительное и животное) (30)
  20 LR R
  60 NR LR