Põhierinevus – HDPE vs LDPE
Kuigi HDPE ja LDPE on kaks polüetüleeni kategooriat, võib nende vahel täheldada mõningaid erinevusi nende mehaaniliste omaduste põhjal. Polüetüleen on segu sarnastest orgaanilistest ühenditest, mille keemiline valem on (C2H4)n Polüetüleen liigitatakse arvukatesse erinevatesse rühmadesse peamiselt selle tiheduse ja hargnemise järgi. Nõudluse ja pakkumise osas on kõige olulisemad polüetüleenklassid HDPE ja LDPE. Kõrge tihedusega polüetüleenil (HDPE) ja madala tihedusega polüetüleenil (LDPE) on erinevad mehaanilised omadused, nagu kristallstruktuur, hargnemise ulatus ja olemus ning molekulmass. Teisisõnu peetakse HDPE-d ja LDPE-d plastirakenduste spektri vastandlikeks otsteks. Peamine erinevus HDPE ja LDPE vahel on tihedus või viis, kuidas polümeeri molekulid joonduvad. HDPE polümeerid on sirgemad ja tihed alt kokku pakitud, samas kui LDPE polümeeridel on palju harusid ja need ei ole tihed alt pakitud. Molekulaarstruktuuri põhjal on igal plastitüübil oma füüsikalised ja keemilised omadused. Selles artiklis selgitame, millised on HDPE ja LDPE erinevused.
Mis on suure tihedusega polüetüleen (HDPE)?
HDPE on täpselt määratletud tihedusega, mis on suurem või võrdne 0,941 g/cm3 Sellel on vooderpolümeer ja väiksem hargnemisaste. Selle tulemusena pakitakse molekulid tihedam alt ja molekulidevahelised sidemed on tugevamad kui väga hargnenud polümeerides, nagu LDPE. Hargnemise puudumine toob kaasa ka suurema tiheduse ja mõnevõrra kõrgema keemilise vastupidavuse kui LDPE. Kõrge tõmbetugevusega HDPE-d kasutatakse sellistes toodetes nagu prügikonteinerid, beebimänguasjad, veepiibud, kannud ja purgid, aga ka pakendid, nagu piimakannud, võivannid ja pesuainepudelid. HDPE on ka vastupidavam ja läbipaistmatum ning talub peamiselt kõrgemaid temperatuure kui LDPE. Tööstuslikult sünteesitakse HDPE etüleenist katalüütilise protseduuriga.
Mis on madala tihedusega polüetüleen (LDPE)?
LDPE on täpselt määratletud tihedusvahemikus 0,91–0,94 g/cm3 Hargnenud ahelaga polümeer, LDPE, sünteesitakse etüleenist katalüütilise protseduuriga. Hargnevam olemus põhjustab molekulide ebakorrapärast pakkimist ja molekulidevahelised sidemed on nõrgemad kui väga lineaarsetes polümeerides, nagu HDPE. Madala tõmbetugevusega LDPE-d kasutatakse sellistes toodetes nagu kilekotid ja kilepakendid, aga ka pakendid, nagu veepudelid, toiduainete säilitusmahutid, jaotuspudelid ja plastvannid. LDPE on ka paindlikum ja läbipaistvam ning ei talu peamiselt HDPE-ga võrreldes kõrgemat temperatuuri.
Mis vahe on HDPE-l ja LDPE-l?
HDPE-l ja LDPE-l võivad olla oluliselt erinevad füüsilised ja funktsionaalsed omadused. Neid saab liigitada järgmistesse alarühmadesse,
Polümeervaigu lühend
HDPE: HDPE on suure tihedusega polüetüleen
LDPE: LDPE on madala tihedusega polüetüleen
Struktuur (filiaalide olemasolu)
HDPE: sellel on lineaarne struktuur. Seetõttu saab seda kokku suruda ning see on vähem painduv ja tugevam (joonis 1)
LDPE: sellel on palju harusid. Seetõttu on seda raske kokku suruda ning see on kerge ja painduv (joonis 1)
Kristallilised ja amorfsed piirkonnad
HDPE: HDPE-l on kõrge kristallilisuse ja madala amorfse sisaldusega piirkonnad (üle 90% kristalliline). See sisaldab peamise süsinikuskeleti 200 süsinikuaatomi kohta mitut külgahelat, mis viib pikkade lineaarsete ahelateni. Selle tulemusena võib täheldada tihedat tihendamist ja kõrget kristallilisust (joonis 1).
LDPE: LDPE-l on vähekristallilised ja kõrge amorfsed piirkonnad (vähem kui 50–60% kristalliline). See sisaldab vähem kui 1 kõrvalahelat 2-4 süsinikuaatomi kohta peamises süsinikuskeletis, mis viib hargnemiseni. Selle tulemusena võib täheldada ebakorrapärast pakkimist ja madalat kristallilisust (joonis 1).
Tõmbetugevus ja molekulidevahelised jõud
HDPE: HDPE-l on tugevamad molekulidevahelised jõud ja tõmbetugevus kui LDPE-l. Tõmbetugevus on 4550 psi.
LDPE: LDPE-l on nõrgemad molekulidevahelised jõud ja tõmbetugevus kui HDPE-l.
Sulamistemperatuur
HDPE: 135°C (kõrgem sulamistemperatuur võrreldes LDPE-ga)
LDPE: 115°C (madalam sulamistemperatuur võrreldes HDPE-ga)
Plastvaigukoodid
HDPE: HDPE-d võetakse tavaliselt ringlusse ja vaigu tunnuskood (tuntud ka kui ringlussevõtu sümbol) on number 2 (vt joonis 2).
LDPE: LDPE on tavaliselt taaskasutatud ja vaigu tunnuskood (tuntud ka kui ringlussevõtu sümbol) on number 4 (vt joonis 2).
Tihedus
HDPE: tihedus võib olla vahemikus 0,95–0,97 g/cm3. Tihedus on suurem kui LDPE oma.
LDPE: tihedus võib olla vahemikus 0,91–0,94 g/cm3. Tihedus on madalam kui HDPE-l.
Eriraskus
HDPE: erikaal on 0,95. Erikaal on suurem kui LDPE oma.
LDPE: erikaal on 0,92. Erikaal on madalam kui HDPE-l.
Keemilised omadused
HDPE: HDPE on keemiliselt inertne ja LDPE-ga võrreldes vastupidav ultraviolettkiirgusele.
LDPE: LDPE on keemiliselt vähem inertne ja kui kokkupuude valguse ja hapnikuga põhjustab tugevuse kaotust.
Läbipaistvus
HDPE: HDPE on vähem läbipaistev või läbipaistmatum kui LDPE.
LDPE: LDPE on läbipaistvam või vähem läbipaistmatu kui HDPE.
Jõud
HDPE: see on tugevam ja kõvem kui LDPE.
LDPE: see on vähem tugev ja nõrgem kui HDPE.
Paindlikkus
HDPE: see on jäigem kui LDPE
LDPE: see on paindlikum kui HDPE
Üldrakendused
HDPE: šampoonipudelid, toiduainete mahutid, pesu- ja majapuhastuspudelid, transpordimahutid, piima-, vee- ja mahlakannud, pesuainepudelid, toidukotid, prügikastid, veetorud
LDPE: kotid keemiliseks puhastuseks ja ajalehed, kahanevad ümbrised, kiled, pigistatavad pudelid (mesi/sinep), leivakotid, prügikotid
Kokkuvõtteks võib öelda, et HDPE ja LDPE on erinevad polüetüleeni klassid ja nende peamine erinevus on polümeeri molekulide joondamine. Selle tulemusena võivad neil olla oluliselt erinevad füüsikalised omadused ja erinevad rakendused.
