ПНД – что это за материал, преимущества и характеристики полиэтилена низкого давления

Полиэтилен низкого давления ПНД (ПЭНД, HDPE) – второй по популярности пластик на планете. ПНД – термопластичный полимер – используется в промышленности для изготовления отопительных, газовых, водопроводных и канализационных труб. Полиэтилен ПНД получается полимеризацией этилена при низком давлении.

Производство и реализация полиэтилена низкого давления контролируется ГОСТ 18599-2001. Он регламентирует критерии производства продукции из материала, формы выпуска и требования.

Где применяется ПНД

Физико-химические свойства полиэтилена низкого давления дают применять материал в промышленности и быту – для товаров массового потребления. Где используется ПНД:

• тара и фасовка – канистры, баки, цистерны; крышки для ПЭТ-бутылок, косметических продуктов, бытовой химии;
• товары массового потребления – предметы для дома, кухонная утварь, садово-огородный инвентарь, мебель, детские игрушки;
• упаковка – пакеты фасовочные, пакеты майка, пузырьковая плёнка;
• кабельно-проводниковая продукция: материалы для изоляции кабелей высокого напряжения;
• трубы и фитинги газового и водоснабжения, дренажных и канализационных коммуникаций, для транспортировки жидких и сыпучих продуктов. ПНД применяется для создания дренажных, инспекционных, дождеприемных и кабельных колодцев.
• изделия для машино-, судо- и автомобилестроения.

Виды труб из ПНД

Трубы из ПНД классифицируются по сфере использования, способу изготовления и физическим свойствам. Ассортимент делится на трубы напорные и безнапорные.

Марки труб из полиэтилена низкого давления:

1. ПЭ 63 – трубы первого поколения низкой жёсткости и плотности. Без деформации выдерживают давление до 1,25 МПа; низкая стоимость эксплуатации; используются для трубопроводов низкого давления и вспомогательных деталей.
2. ПЭ 80 – трубы второго поколения. Более эластичны и стойки к повреждениям и разрыву. Используются для изготовления оболочек кабельней и трубопроводов среднего давления.
3. ПЭ 100 – трубы третьего поколения. Устойчивы к ультрафиолетовому излучению, поэтому используются на улице. Из ПЭ100 производят трубы большого диаметра – для повышенной нагрузки.

Физические свойства ПНД

Таблица физических свойств полиэтилена низкого давления.

Химические свойства ПНД

• устойчив к щелочам, спиртосодержащим продуктам, маслам. Неустойчив к азотной, серной кислоте и галогенам.
• класс горючести: B (B1 - трудно возгораемые и B2 - нормально возгораемые). Самопроизвольное возгорание - при температуре около 350℃.
• при горении почти не выделяются вредные вещества – только углекислый и угарный газ, вода и немного сажи. Тушение водой прекращает горение.

Преимущества использования ПНД

1. Прочность и жёсткость. Полиэтилен низкого давления прочнее, чем полиэтилен высокого давления, устойчив к истиранию и механическим повреждениям.
2. Лёгкий вес. Листами из полиэтилена низкого давления можно заменить древесные или металлические плиты.
3. Герметичность. Изделия из ПНД водо-, влаго- и паронепроницаемы.
4. Химическая устойчивость. В отличие от металла, материал ПНД не подвержен коррозиям, отложениям и химическим воздействиям, поэтому полиэтиленовые трубы используют в нефтегазовой и химической промышленности.
5. Изделия из ПНД имеют пищевой допуск. Поэтому используются на пищевых или фармацевтических производствах.
6. Простота обработки, изготовления и модификации. И поэтому низкая стоимость изделий.
7. Большой диапазон рабочих температур – от –70 до +100℃.
8. Диэлектрические свойства. Полиэтилен не проводит электрический ток, поэтому применяется для изоляции.
9. Износоустойчивость и длительный срок службы. Изделия практически не подвержены износу и служат несколько десятков лет.
10. Возможность вторичной переработки. Можно разлагать ПНД отходы, превратить их во вторично используемый материал или топливо. Этот метод эффективнее использует пластик и уменьшает объем отходов.

Недостатки ПНД

1. Низкая температура плавления. Начинает плавиться при температуре около 135℃. Поэтому его категорически нельзя применять рядом с открытыми источниками огня.
2. Под воздействием ультрафиолета - солнечных лучей - может деформироваться до потери эксплуатационных свойств.
3. При -70℃ становится хрупким, поэтому не подходит для эксплуатации при низких температурах.

Отличия полиэтиленов низкого и высокого давления - ПНД и ПВД

ПНД как материал похож на ПВД – полиэтилен высокого давления. Но производятся разными технологиями, поэтому макромолекулы полиэтилена – разные. 

У материалов отличаются и физические свойства:

• ПНД жёстче чем ПВД и менее эластичный. Поэтому трубы из ПНД устойчивее к химическим воздействиям, но одновременно и больше подвержены деформациям и разрывам.
• Температура плавления ПНД несколько выше, поэтому изделия из него можно стерилизовать паром. Это удобно для медицинского оборудования.
• ПНД более устойчив к маслам и жирам.
• Полиэтилен низкого давления устойчивее к высокому напору рабочей среды. Поэтому напорные трубопроводы и газопроводы делаются исключительно из ПНД.
• Считается, что ПНД менее вреден для здоровья человека и окружающей среды.

Полиэтилен низкого давления – превосходный материал, применение которого в коммуникационных системах трубопроводов обеспечивает надёжность, долговечность и безопасность конструкций.

Чем отличаются ПНД и полиэтилен ПЭ?

Полиэтилен (ПЭ) —  общий термин для обозначения группы термопластичных полимеров, получаемых из этилена. Полиэтилен низкого давления ПНД), также называемый высокоплотный полиэтилен HDPE – это один из видов полиэтилена. 

Основное отличие ПНД от других типов полиэтилена - полиэтилена высокого давления (ПВД или LDPE), заключается в молекулярной структуре и плотности. Структура ПНД более плотная и линейная с минимальными разветвлениями, что придаёт ему высокую прочность, жесткость и устойчивость к химическим воздействиям. Структура ПВД более разветвлённая, т.е. он более гибкий и менее прочный.

В чем разница между трубой ПНД и полиэтиленовой трубой ПЭ100?

Обе трубы производят из полиэтилена. Трубы, маркированные ПНД, производят из вторичного полиэтилена низкого давления. Они стоят дешевле, проще в монтаже и долговечнее. Применяются как футляры при прокладке линий связи и кабелей электропитания.

Труба ПЭ 100 производится из первичного полиэтилена низкого давления - из более чистого, лишённого примесей. Гранулы этого полиэтилена - с однородной структурой, цветом и размером. Таким образом, труба ПЭ 100 - чище и однородная по сравнению с трубой ПНД. 

Поэтому трубы ПЭ 100 лучше подходят для случаев, когда качество материала имеет особое значение - в системах водоснабжения.