Cвойства полиэтилена
Полиэтилен (ПЭ) химически стабилен и инертен, поскольку его молекулярная основа состоит из насыщенных связей C-C. Он устойчив к большинству химических сред и реагирует только при определенных условиях. Химические свойства различных типов ПЭ различаются незначительно.
1. Коррозионная стойкость (основное химическое свойство)
Устойчив к неорганическим соединениям: устойчив к растворам соляной, серной, азотной кислот (от разбавленной до умеренной концентрации), гидроксиду натрия и т. д., без химической реакции.
Инертен к органическим соединениям: нерастворим в обычных органических растворителях, таких как спирты, эфиры, кетоны и сложные эфиры. Набухает только при высоких температурах за счет частичной абсорбции растворителя (например, ксилола, толуола).
2. Термическая стабильность и характеристики термического разложения
Стабилен при температуре от комнатной до температуры тепловой деформации (70-120 °C, варьируется в зависимости от типа): не вызывает значительного термического разложения, не образует вредных веществ.
Характеристики высокотемпературного разложения: При температуре выше 300°C связи C-C разрываются, что приводит к термическому разложению и образованию смеси низкомолекулярных углеводородов, таких как метан, этан и этилен.
3. Свойства окисления и старения
Стойкость к окислению при комнатной температуре:** Кислород воздуха с трудом разрушает насыщенные связи C-C, что делает его устойчивым к окислению и разрушению при длительном хранении.
Склонность к старению при высоких температурах или под воздействием ультрафиолета (УФ): Медленное окисление происходит при высоких температурах (>100°C) или УФ-излучении, образуя полярные группы, такие как карбонильные и гидроксильные, что приводит к хрупкости, растрескиванию и снижению механических свойств.
4. Растворимость и набухание
Нерастворим в растворителях при комнатной температуре:** Полностью нерастворим в обычных веществах, таких как вода, этанол, ацетон, бензин и растительные масла, и не растворяется.
Набухание/растворение при высоких температурах:** При температуре выше 80°C набухает в таких растворителях, как ароматические углеводороды (бензол, толуол), алифатические углеводороды (н-гексан, циклогексан) и галогенированные углеводороды (четыреххлористый углерод); при температурах, близких к температуре плавления полиэтилена (110–130°C), некоторые растворители могут его растворять.
Ключевая особенность: После набухания/растворения и охлаждения полиэтилен возвращается к своей первоначальной форме без каких-либо изменений химической структуры (физических изменений).
5. Горючесть
Горючесть: Это горючий полимер. Он горит непрерывно без открытого пламени, образуя синее пламя с каплями расплавленного металла.
Продукты сгорания: Полное сгорание приводит к образованию углекислого газа и воды, без токсичных газов. Неполное сгорание может привести к образованию небольшого количества угарного газа, но не других вредных продуктов разложения (в отличие от хлорированных или азотсодержащих пластиков).
Модификация антипиренами: Чистый полиэтилен не обладает антипиренами. Степень антипирена можно повысить добавлением антипиренов (например, гидроксида алюминия или гидроксида магния).
6. Химическая активность
Высокая стабильность: Молекулярная цепь не содержит ненасыщенных двойных связей (за исключением небольшого количества остатков переработки), что делает его устойчивым к реакциям присоединения и замещения.
Реакция галогенирования: Не реагирует с галогенами при комнатной температуре. Под действием высокой температуры или света может подвергаться хлорированию или бромированию с образованием галогенированного полиэтилена.