Полипропилен и полиэтилен считаются одними из наиболее распространённых типов полимерных материалов. Они находят широкое применение как в сфере промышленности, так и в повседневной жизни, включая сельское хозяйство. Благодаря своим уникальным составам и свойствам, им практически нет аналогов. В данной статье мы подробно рассмотрим основные сходства и различия между полипропиленом и полиэтиленом, а также их сферы применения.
Отличия полиэтилена от полипропилена
Полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП) — это два материала, относящихся к классу полимеров, которые используются для производства разнообразной продукции. Одним из самых востребованных применений полимеров стало использование их в строительстве. Полимерные системы, такие как трубы для отопления, водоснабжения, вентиляции и канализации, все чаще заменяют традиционные строительные материалы.
Такое явление связано с тем, что срок службы пластиковых изделий значительно превышает срок службы металлических аналогов. Кроме того, пластиковые компоненты отличаются простотой в обслуживании и монтаже. Также стоит отметить, что цена на пластиковую продукцию остается доступной даже в условиях нестабильной экономики.
В рассматриваемой статье нашими специалистами будут изложены основные различия между двумя самыми распространёнными полимерами — полиэтиленом и полипропиленом.
Наши специалисты уже готовы связаться с вами!
Общие свойства
Полипропилен и полиэтилен составляют одну группу полимерных материалов, поэтому у них есть такие общие характеристики:
- Термопластичность. Это свойство материалов означает, что они мягчают под высоким температурным воздействием. И полипропилен, и полиэтилен демонстрируют хорошую термопластичность, что открывает широкий спектр возможных технологий обработки, таких как литье и экструзия.
- Механическая прочность. Оба полимера имеют высокую ударную вязкость и прочность на разрыв. При этом полипропилен показывает более близкое сходство с полиэтиленом низкого давления (ПНД) по своим характеристикам.
- Электроизоляция. Оба материала являются непроводниками электричества, что позволяет использовать их в конструкции электрической изоляции.
- Химическая стойкость. Полипропилен и полиэтилен проявляют высокую устойчивость к воздействию кислот, щелочей, определенных нефтепродуктов и других агрессивных веществ. Именно поэтому резервуары, сделанные из этих материалов, часто используются для хранения и транспортировки различных химических веществ.
- Долговечность. Изделия из этих полимерных материалов имеют длительный срок службы и не подвержены негативным воздействиям как ультрафиолетового излучения, так и изменениям влажности и температур.
Похожие характеристики полиэтилена и полипропиленa
Полиэтилен, соответствующий ГОСТ, и полипропилен производятся из газообразных углеводородов. Приставка «поли» в названиях этих пластмасс происходит от греческого слова, означающего «много». Сырьё для полипропилена — это газ пропилен (C3H6), а для полиэтилена — этилен (C2H4). Процесс полимеризации ациклических непредельных углеводородов приводит к получению твёрдого высокомолекулярного материала.
Оба материала состоят из водорода и углерода. Первичное сырьё выпускается в форме гранул, после чего происходит процесс изготовления различных изделий. Для того чтобы пластикам придать определённые характеристики, в состав добавляют специальные добавки.
Полиэтилен и полипропилен объединяет ряд важных физико-технических свойств:
- химическая стойкость — оба материала не боятся агрессивных сред при контакте с кислотами и щелочами;
- разрушение под воздействием органических растворителей, таких как бензин;
- невысокая гигроскопичность в воде;
- высокие диэлектрические характеристики (имеют нулевую проводимость электрического заряда);
- высокая износостойкость (полипропилен близок к полиэтилену низкого давления);
- термопластичность — возможность обработки пластом через литье и экструзию.
Эти пластиковые материалы обнаруживают свою долговечность, служа более 50 лет. Они не боятся воздействия ультрафиолетового излучения, сохраняют свою прочность при резких температурных перепадах и, как уже упоминалось, нечувствительны к проводимости электричества. Из гранул данных пластмасс производятся различные марки атмосферы и стержней.
В чем отличие полиэтилена и полипропилена
Теперь давайте более подробно рассмотрим, какие же различия между полиэтиленом и полипропиленом. Прежде всего, различия в этих пластмассах начинаются с методов их производства. Полипропилен синтезируют исключительно при низком давлении, достигающем 4 МПа. Напротив, полиэтилен может производиться как при низких, так и при высоких давлениях, что позволяет получать различные типы: полиэтилен низкого давления (ПНД) и полиэтилен высокого давления (ПВД). Исходя из этого, свойства ПП будут более схожи с ПНД.
Полипропилен легче, чем полиэтилен, с различием в плотности на 0,04 г/см³. Поверхность изделий из полипропилена более гладкая и плотная в сравнении с её полиэтиленовым аналогом. Полиэтилен, в свою очередь, отличается более высокой эластичностью и гибкостью, обладая значительной ударной прочностью и механической устойчивостью. Полипропилен более жёсткий, однако и более хрупкий. Полиэтилен показывает лучшую устойчивость к ударам и долговечность, поскольку промышленные производители выпускают такие марки, как PE 500 и PE 1000, обладающие повышенными показателями прочности.
При низких температурах предпочтение отдают производам из полиэтилена. Его часто используют для создания ёмкостей для канализации и труб, которые устанавливаются в земле без дополнительного утепления. Обыкновенный полиэтилен PE 300 способен выдерживать температуры до -50°С, тогда как полипропилен функционирует только до -20°С. Однако полипропилен показывает заметную термостойкость — его рабочая температура достигает до +100°С, тогда как у полиэтилена этот показатель составляет +80°С. Диапазон температуры для марки PE 1000 составляет от -260°С до +80°С.
Одним из главных отличий полиэтилена от полипропилена является цена. Полиэтилен значительно более доступен благодаря низкой стоимости исходного сырья. Также крепление разных материалов касается температур плавления: полиэтилен начинает плавиться при температуре +140°С, в то время как полипропилен — при +180°С.
Основные отличия между материалами
Структура молекул
Ключевая разница междуpolyэтиленом и полипропиленом заключается в их молекулярной структуре. Молекулы полиэтилена имеют линейную и упорядоченную структуру, тогда как молекулы полипропилена представляют собой ветвистую структуру. Данное различие в организации молекул существенно влияет на физические характеристики данных полимеров.
Плотность
Полиэтилен имеет меньшую плотность по сравнению с полипропиленом. Это делает его более лёгким и гибким, отсюда и его активное применение в производстве упаковки и контейнеров. Полипропилен, будучи более плотным, чаще используется в тех случаях, когда необходимо обеспечить высокую прочность выпускаемого продукта.
Устойчивость к температуре
Полипропилен более устойчив к высоким температурам и обладает выдающейся жаропрочностью, что делает его идеальным для использования в изделиях, подвергающихся тепловому воздействию, таких как посуды для микроволновых печей.
Где применяются
Несмотря на общие черты, полиэтилен и полипропилен применяются в различных сферах, в зависимости от конкретных условий и требований. В частности, полиэтилен активно используется для создания упаковки, пленок и пластиковых бутылок, тогда как полипропилен чаще находит применение в производстве труб, мебели и автомобильных запчастей.
Оба материала представляют собой два самых различных классов пластика, обладающих уникальными свойствами и применениями.
Понимание их отличий позволяет инженерам и дизайнерам выбирать наиболее подходящий материал для решения конкретных задач.
При этом крайне важно помнить, что свойства полимеров могут значительно различаться в зависимости от методов их производства. Например, на производственных мощностях существуют технологии, которые могут повышать или понижать прочностные характеристики готового продукта.
Автор: Белновости Редакция интернет-портала
Применение материалов
Полиэтилен, безопасный для здоровья, эластичный и прочный, активно применяется для изготовления:
- разных типов пленок;
- упаковки для пищевых продуктов, химикатов и топлива;
- игрушек;
- бытовых товаров;
- труб для водоснабжения;
- медицинских протезов.
Из полипропилена изготавливаются:
- гибкая и жёсткая упаковка;
- мешки и пакеты;
- посуда;
- детали оборудования и автомобилей;
- нетканые и электроизоляционные материалы.
Полипропилен применяется в тех областях, где важны механическая прочность и стойкость к старению, а также агрессивным средам.
Сравнение преимуществ и недостатков полимеров
Хотя полимеры используются в некоторых из тех же отраслей, они имеют свои уникальные преимущества и недостатки. Изделия из полиэтилена обыкновенно обладают худшей прозрачностью и эстетическим видом, если данное качество влияет на производителя, оптимальным вариантом будет использование полипропилена. Товары, созданные из полипропилена, как правило, имеют гладкую поверхность и проще поддаются очистке.
Если критически важна эластичность материала, то в этом плане полиэтилен демонстрирует лучшие показатели. Однако в прочности и стойкости к механическим повреждениям полипропилен занимает ведущее место. Одним из главных недостатков полипропилена остается низкая морозостойкость — он может стать хрупким при температуре -20°C, в то время как полиэтилен способен выдерживать температурный режим до -60°C, обеспечивая прочность в любых климатических условиях.
Полипропилен также пропускает водяной пар, что позволяет применять его, например, для упаковки пищевых продуктов. Высокая температура плавления (до 180°C) делает его подходящим для медицинских изделий, которые проходят процесс стерилизации, тогда как для полиэтилена эта температура составляет лишь 140°C.
Полиэтилен является одним из наиболее дешевых полимеров, что и обуславливает его более широкое распространение по сравнению с полипропиленом, который выходит дороже.
Особенности производства
Производство полиэтилена осуществляется путём полимеризации газообразного вещества этилена как при высоком, так и при низком давлении. При высоком давлении получают полиэтилен низкой плотности (LDPE), который производится в трубчатом реакторе или специальном автоклаве. Полиэтилен высокой плотности (HDPE) получается путём использования газа в фазе полимеризации или с использованием комплексных металлоорганических катализаторов.
Исходное сырьё для производства полипропилена (газ пропилен) получается в результате переработки нефтепродуктов. Выделённая таким способом фракция, содержащая около 80% необходимого газа, проходит дополнительную очистку от влаги, кислорода, углерода и других нежелательных примесей. В результате очищают газ пропилен высокой чистоты: 99–100%. После этого, с использованием специальных катализаторов, газообразное вещество полимеризуют при среднем давлении в специальной среде особого жидкого мономера, причем для создания сополимеров нередко используют газ этилен.
Сферы применения
Полипропилен, наряду с хлорированным ПВХ (поливинилхлорид), активно используется в производстве труб для водопровода, а также в роли изоляции электрических кабелей и проводов. Благодаря своей устойчивости к ионизирующим излучениям, изделия из полипропилена находят широкое применение в медицинской сфере и атомной промышленности. Полиэтилен, особенно его сорта, относящиеся к высокому давлению, менее прочен. Поэтому его чаще используют для создания различных упаковок (ПЭТ), брезентов, упаковочных материалов и термоизоляционных волокон.
Выбор материала будет зависеть от конкретного типа изделия и его назначения. Полипропилен легче, а его продукция обычно выглядит более презентабельно, меньше подвержена загрязнению и проще в уходе по сравнению с полиэтиленом. Тем не менее, из-за высоких затрат на сырьё, стоимость полипропиленовых изделий значительно выше. Например, упаковка из полиэтилена нередко оказывается почти вдвое дешевле аналогов из полипропилена.
Полипропилен не мнется, сохраняет внешний вид даже при нагрузках во время погрузки и выгрузки, однако он хуже переносит холод, становясь при этом хрупким. В отличие от этого, полиэтилен способен выдерживать даже сильные морозы.
