Введение
Полимер
Линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) – это по существу линейный полимер (полиэтилен) со значительным количеством коротких ответвлений, обычно получаемый путем сополимеризации этилена с олефинами с более длинной цепью. Линейный полиэтилен низкой плотности структурно отличается от традиционного полиэтилена низкой плотности (LDPE) из-за отсутствия длинных разветвлений. Линейность LLDPE обусловлена различными технологическими процессами производства LLDPE и LDPE. Как правило, LLDPE производится при более низких температурах и давлении путем сополимеризации этилена с высшими альфа-олефинами, такими как бутен, гексен или октен. Процесс сополимеризации приводит к образованию полимера LLDPE с более узким молекулярно-массовым распределением, чем у традиционного LDPE, и в сочетании с линейной структурой, обладающего значительно отличающимися реологическими свойствами.
Производство и свойства
Производство LLDPE инициируется переходными металлическими катализаторами, в частности, катализаторами типов Циглера или Филлипса. Сам процесс полимеризации может осуществляться как в реакторах с раствором, так и в газофазных реакторах. Обычно в реакторах с раствором в качестве комономера используется октен, а в газофазных реакторах с этиленом сополимеризуются бутен и гексен. LLDPE обладает большей прочностью на растяжение, а также более высокой устойчивостью к ударам и проколам, чем LDPE. Он очень гибкий и удлиняется под нагрузкой. Его можно использовать для производства более тонких пленок с улучшенной устойчивостью к растрескиванию под воздействием окружающей среды. Он обладает хорошей химической стойкостью и хорошими электрическими свойствами. Однако его обработка сложнее, чем LDPE, он имеет меньший блеск и более узкий диапазон температур для термосварки.
Обработка
ЛДПЭ и ЛЛДПЭ обладают уникальными реологическими свойствами или свойствами текучести. ЛЛДПЭ менее чувствителен к сдвигу из-за более узкого распределения молекулярной массы и более коротких ответвлений цепи. В процессе сдвига, таком как экструзия, ЛЛДПЭ остается более вязким и, следовательно, сложнее в обработке, чем ЛДПЭ с эквивалентным индексом расплава. Меньшая чувствительность ЛЛДПЭ к сдвигу обеспечивает более быстрое снятие напряжения с полимерных цепей во время экструзии, и, как следствие, физические свойства становятся чувствительными к изменению коэффициента раздува. При вытяжке расплава вязкость ЛЛДПЭ ниже при всех скоростях деформации. Это означает, что он не проявляет упрочнение при растяжении, как это делает ЛДПЭ. С увеличением скорости деформации полиэтилена ЛДПЭ демонстрирует резкое увеличение вязкости из-за перепутывания цепей. Этого явления не наблюдается у ЛЛДПЭ, поскольку отсутствие длинных ответвлений цепи позволяет цепям скользить друг относительно друга при растяжении, не запутываясь. Эта характеристика важна для пленочных применений, поскольку пленки из ЛЛДПЭ можно легко делать тоньше, сохраняя при этом высокую прочность и ударную вязкость. Реологические свойства ЛЛДПЭ можно охарактеризовать как "жесткий при сдвиге" и "мягкий при растяжении". ЛЛДПЭ может быть переработан, хотя и для производства других изделий, таких как мешки для мусора, пиломатериалы, крепления для ландшафтного дизайна, напольная плитка, компостеры и почтовые пакеты.
Применение
LLDPE проник почти на все традиционные рынки полиэтилена; он используется для изготовления пластиковых пакетов и пленок (где позволяет использовать меньшую толщину по сравнению с LDPE), пищевой пленки, стрейч-пленки, пакетов, игрушек, крышек, труб, ведер и контейнеров, изоляции кабелей, геомембран и, главным образом, гибких трубок. В 2013 году мировой рынок LLDPE достиг объема в 40 миллиардов долларов. LLDPE, произведенный с использованием металлоценовых катализаторов, обозначается как mLLDPE.