Kluczowa różnica – HDPE vs LDPE
Chociaż HDPE i LDPE to dwie kategorie polietylenu, można zaobserwować między nimi pewne różnice na podstawie ich właściwości mechanicznych. Polietylen jest mieszaniną podobnych związków organicznych, które mają wzór chemiczny (C2H4)n Polietylen dzieli się na wiele różnych grup, głównie na podstawie jego gęstości i rozgałęzień. Jeśli chodzi o zapotrzebowanie i podaż, najważniejszymi gatunkami polietylenu są HDPE i LDPE. Polietylen o wysokiej gęstości (HDPE) i polietylen o niskiej gęstości (LDPE) mają różne właściwości mechaniczne, takie jak struktura krystaliczna, wielkość i charakter rozgałęzień oraz masa cząsteczkowa. Innymi słowy, HDPE i LDPE są uważane za przeciwstawne krańce spektrum zastosowań tworzyw sztucznych. Kluczową różnicą między HDPE a LDPE jest gęstość lub sposób, w jaki cząsteczki polimeru układają się w układ. Polimery HDPE są prostsze i ciasno upakowane, podczas gdy polimery LDPE mają wiele rozgałęzień i nie są ciasno upakowane. W oparciu o strukturę molekularną każdy rodzaj plastiku ma swoje własne właściwości fizyczne i chemiczne. W tym artykule wyjaśnijmy, jakie są różnice między HDPE a LDPE.
Co to jest polietylen o wysokiej gęstości (HDPE)?
HDPE jest dobrze zdefiniowany przez gęstość większą lub równą 0,941 g/cm3 Posiada polimer liniowy i niższy stopień rozgałęzienia. Powoduje to, że cząsteczki są upakowane bliżej, a wiązania międzycząsteczkowe są silniejsze niż w silnie rozgałęzionych polimerach, takich jak LDPE. Brak rozgałęzień skutkuje również wyższą gęstością i nieco wyższą odpornością chemiczną niż LDPE. Dzięki wysokiej wytrzymałości na rozciąganie HDPE jest stosowany w produktach takich jak pojemniki na śmieci, zabawki dla niemowląt, fajki wodne, dzbanki i słoiki, a także opakowania, takie jak dzbanki na mleko, pojemniki na masło i butelki na detergenty. HDPE jest również trwalszy i bardziej nieprzezroczysty i może tolerować wyższe temperatury głównie w porównaniu z LDPE. Przemysłowo HDPE jest syntetyzowany z etylenu w procedurze katalitycznej.
Co to jest polietylen o niskiej gęstości (LDPE)?
LDPE jest dobrze zdefiniowany dzięki gęstości w zakresie 0,91–0,94 g/cm3 Rozgałęziony polimer LDPE jest syntetyzowany z etylenu w procedurze katalitycznej. Bardziej rozgałęziony charakter powoduje nieregularne upakowanie cząsteczek, a wiązania międzycząsteczkowe są słabsze niż w wysoce liniowych polimerach, takich jak HDPE. Dzięki niskiej wytrzymałości na rozciąganie, LDPE jest stosowany w produktach takich jak plastikowe torby i folie, a także opakowaniach, takich jak butelki na wodę, pojemniki do przechowywania żywności, butelki dozujące i plastikowe tuby. LDPE jest również bardziej elastyczny i bardziej przezroczysty oraz nie toleruje wyższych temperatur głównie w porównaniu z HDPE.
Jaka jest różnica między HDPE a LDPE?
HDPE i LDPE mogą mieć znacząco różne właściwości fizyczne i funkcjonalne. Można je podzielić na następujące podgrupy,
Skrót dotyczący żywicy polimerowej
HDPE: HDPE to polietylen o wysokiej gęstości
LDPE: LDPE to polietylen o niskiej gęstości
Struktura (obecność oddziałów)
HDPE: Ma strukturę liniową. Dzięki temu może być skompresowany i jest mniej elastyczny i mocniejszy (rysunek 1)
LDPE: Ma wiele rozgałęzień. Dlatego trudno go skompresować, jest lekki i elastyczny (rysunek 1)
Regiony krystaliczne i amorficzne
HDPE: HDPE ma wysoce krystaliczne i nisko amorficzne regiony (ponad 90% krystaliczności). Zawiera kilka łańcuchów bocznych na 200 atomów węgla w głównym szkielecie węglowym, co prowadzi do długich łańcuchów liniowych. W rezultacie można zaobserwować ścisłe upakowanie i wysoką krystaliczność (Rysunek 1).
LDPE: LDPE ma obszary niskokrystaliczne i wysoko amorficzne (mniej niż 50-60% krystaliczności). Zawiera mniej niż 1 łańcuch boczny na 2-4 atomy węgla w głównym szkielecie węglowym, co prowadzi do rozgałęzień. W rezultacie można zaobserwować nieregularne upakowanie i niską krystaliczność (Rysunek 1).
Wytrzymałość na rozciąganie i siły międzycząsteczkowe
HDPE: HDPE ma silniejsze siły międzycząsteczkowe i wytrzymałość na rozciąganie niż LDPE. Wytrzymałość na rozciąganie wynosi 4550 psi.
LDPE: LDPE ma słabsze siły międzycząsteczkowe i wytrzymałość na rozciąganie niż HDPE.
Temperatura topnienia
HDPE: 135°C (wyższa temperatura topnienia w porównaniu z LDPE)
LDPE: 115°C (niższa temperatura topnienia w porównaniu z HDPE)
Kody żywicy z tworzywa sztucznego
HDPE: HDPE jest zwykle poddawany recyklingowi, a kod identyfikacyjny żywicy (znany również jako symbol recyklingu) to liczba 2 (patrz rysunek 2).
LDPE: LDPE jest zwykle poddawany recyklingowi, a kod identyfikacyjny żywicy (znany również jako symbol recyklingu) to liczba 4 (patrz rysunek 2).
Gęstość
HDPE: Gęstość może wynosić od 0,95 do 0,97 g/cm3. Gęstość jest wyższa niż w przypadku LDPE.
LDPE: Gęstość może wynosić od 0,91-0,94 g/cm3. Gęstość jest niższa niż w przypadku HDPE.
Ciężar właściwy
HDPE: Ciężar właściwy wynosi 0,95. Ciężar właściwy jest wyższy niż LDPE.
LDPE: Ciężar właściwy wynosi 0,92. Ciężar właściwy jest niższy niż w przypadku HDPE.
Właściwości chemiczne
HDPE: HDPE jest chemicznie obojętny i odporny na promieniowanie ultrafioletowe w porównaniu do LDPE.
LDPE: LDPE jest mniej obojętny chemicznie, a wystawienie na działanie światła i tlenu powoduje utratę wytrzymałości.
Przejrzystość
HDPE: HDPE jest mniej przezroczysty lub bardziej nieprzezroczysty niż LDPE.
LDPE: LDPE jest bardziej przezroczysty lub mniej nieprzejrzysty niż HDPE.
Siła
HDPE: jest mocniejszy i twardszy niż LDPE.
LDPE: jest mniej mocny i słabszy niż HDPE.
Elastyczność
HDPE: jest sztywniejszy niż LDPE
LDPE: jest bardziej elastyczny niż HDPE
Zastosowania ogólne
HDPE: butelki na szampon, pojemniki do przechowywania żywności, butelki do prania i czyszczenia domu, pojemniki transportowe, dzbanki na mleko, wodę i soki, butelki na detergenty, torby na zakupy, kosze do recyklingu, rury wodne
LDPE: Worki na pranie chemiczne i gazety, folie termokurczliwe, folie, wyciskane butelki (miód/musztarda), torby na chleb, worki na śmieci
Podsumowując, HDPE i LDPE to różne gatunki polietylenu, a kluczową różnicą między nimi jest wyrównanie cząsteczek polimeru. W rezultacie mogą mieć zasadniczo różne właściwości fizyczne i różne zastosowania.
