पाइप (सिंचाई के लिए)

उच्च घनत्व पॉलीथीन, अंग्रेजी नाम "उच्च घनत्व पॉलीथीन" या संक्षेप में "एचडीपीई" है।एचडीपीई एक अत्यधिक क्रिस्टलीय, गैर-ध्रुवीय थर्माप्लास्टिक राल है।मूल एचडीपीई की उपस्थिति दूधिया सफेद है, और पतली धारा कुछ हद तक पारभासी है।पीई में अधिकांश घरेलू और औद्योगिक रसायनों के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है।कुछ प्रकार के रसायन रासायनिक जंग का कारण बन सकते हैं, जैसे संक्षारक ऑक्सीडेंट (केंद्रित नाइट्रिक एसिड), सुगंधित हाइड्रोकार्बन (जाइलीन) और हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन (कार्बन टेट्राक्लोराइड)।बहुलक गैर-हाइग्रोस्कोपिक है और इसमें जल वाष्प प्रतिरोध अच्छा है, और इसका उपयोग पैकेजिंग उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।एचडीपीई में अच्छे विद्युत गुण हैं, विशेष रूप से इन्सुलेशन की उच्च ढांकता हुआ ताकत, जो इसे तारों और केबलों के लिए बहुत उपयुक्त बनाती है।मध्यम से उच्च आणविक भार ग्रेड में उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध होता है, यहां तक ​​कि कमरे के तापमान पर और यहां तक ​​कि -40F के कम तापमान पर भी।

एचडीपीई एक थर्मोप्लास्टिक पॉलीओलेफ़िन है जो एथिलीन के सहबहुलीकरण द्वारा निर्मित होता है।हालांकि एचडीपीई 1956 में लॉन्च किया गया था, यह प्लास्टिक अभी तक परिपक्व स्तर तक नहीं पहुंचा है।यह सामान्य प्रयोजन सामग्री लगातार अपने नए उपयोग और बाजार विकसित कर रही है।

मुख्य विशेषताएं

एचडीपीई उच्च क्रिस्टलीयता वाला एक गैर-ध्रुवीय थर्माप्लास्टिक राल है।मूल एचडीपीई की उपस्थिति दूधिया सफेद है, और पतली धारा कुछ हद तक पारभासी है।पीई में अधिकांश घरेलू और औद्योगिक रसायनों के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध है।कुछ प्रकार के रसायन रासायनिक जंग का कारण बन सकते हैं, जैसे संक्षारक ऑक्सीडेंट (केंद्रित नाइट्रिक एसिड), सुगंधित हाइड्रोकार्बन (जाइलीन) और हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन (कार्बन टेट्राक्लोराइड)।बहुलक गैर-हाइग्रोस्कोपिक है और इसमें जल वाष्प प्रतिरोध अच्छा है, और इसका उपयोग पैकेजिंग उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है।एचडीपीई में अच्छे विद्युत गुण हैं, विशेष रूप से इन्सुलेशन की उच्च ढांकता हुआ ताकत, जो इसे तारों और केबलों के लिए बहुत उपयुक्त बनाती है।मध्यम से उच्च आणविक भार ग्रेड में उत्कृष्ट प्रभाव प्रतिरोध होता है, यहां तक ​​कि कमरे के तापमान पर और यहां तक ​​कि -40F के कम तापमान पर भी।एचडीपीई के विभिन्न ग्रेड की अनूठी विशेषताएं चार बुनियादी चर का उचित संयोजन हैं: घनत्व, आणविक भार, आणविक भार वितरण और योजक।विशेष गुणों वाले अनुकूलित पॉलिमर का उत्पादन करने के लिए विभिन्न उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।इन चरों का संयोजन विभिन्न उद्देश्यों के लिए एचडीपीई ग्रेड का उत्पादन करता है;प्रदर्शन में सर्वोत्तम संतुलन प्राप्त करना।

घनत्व

यह मुख्य चर है जो एचडीपीई की विशेषताओं को निर्धारित करता है, हालांकि उल्लिखित चार चर एक दूसरे को प्रभावित करते हैं।एथिलीन पॉलीथीन का मुख्य कच्चा माल है।कुछ अन्य कॉमोनोमर्स, जैसे 1-ब्यूटेन, 1-हेक्सिन या 1-ऑक्टीन, का उपयोग अक्सर बहुलक प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है।एचडीपीई के लिए, उपरोक्त कुछ मोनोमर्स की सामग्री आम तौर पर 1%-2% से अधिक नहीं होती है।कोमोनोमर के योग से बहुलक की क्रिस्टलीयता थोड़ी कम हो जाती है।यह परिवर्तन आम तौर पर घनत्व द्वारा मापा जाता है, जिसका क्रिस्टलीयता के साथ एक रैखिक संबंध होता है।संयुक्त राज्य अमेरिका का सामान्य वर्गीकरण ASTM D1248 के अनुसार है, और HDPE का घनत्व 0.940g/.सी के ऊपर;एमडीपीई की घनत्व सीमा 0.926 ~ 0.940 ग्राम / सीसी है।अन्य वर्गीकरण कभी-कभी एमडीपीई को एचडीपीई या एलएलडीपीई के रूप में वर्गीकृत करते हैं।Homopolymers में उच्चतम घनत्व, उच्चतम कठोरता, अच्छी पारगम्यता और उच्चतम गलनांक होता है, लेकिन आम तौर पर पर्यावरणीय तनाव क्रैकिंग (ESCR) के लिए खराब प्रतिरोध होता है।ईएससीआर यांत्रिक या रासायनिक तनाव के कारण होने वाली दरार का विरोध करने के लिए पीई की क्षमता है।उच्च घनत्व आमतौर पर यांत्रिक शक्ति में सुधार करता है, जैसे तन्य शक्ति, कठोरता और कठोरता;थर्मल गुण जैसे नरम बिंदु तापमान और गर्मी विरूपण तापमान;और अभेद्यता, जैसे वायु पारगम्यता या जल वाष्प पारगम्यता।कम घनत्व इसकी प्रभाव शक्ति और ई-एससीआर में सुधार करता है।पॉलिमर घनत्व मुख्य रूप से कोमोनोमर्स के योग से प्रभावित होता है, लेकिन आणविक भार द्वारा कुछ हद तक।उच्च आणविक भार प्रतिशत घनत्व को थोड़ा कम करता है।उदाहरण के लिए, आणविक भार की एक विस्तृत श्रृंखला में होमोपोलिमर्स के अलग-अलग घनत्व होते हैं।

उत्पादन और उत्प्रेरक

पीई की सबसे आम उत्पादन विधि गारा या गैस चरण प्रसंस्करण के माध्यम से होती है, और कुछ समाधान चरण प्रसंस्करण द्वारा उत्पादित की जाती हैं।ये सभी प्रक्रियाएं एथिलीन मोनोमर, ए-ओलेफिन मोनोमर, उत्प्रेरक प्रणाली (एक से अधिक यौगिक हो सकती हैं) और विभिन्न प्रकार के हाइड्रोकार्बन तनुकारकों से युक्त एक्ज़ोथिर्मिक प्रतिक्रियाएं हैं।आणविक भार को नियंत्रित करने के लिए हाइड्रोजन और कुछ उत्प्रेरक का उपयोग किया जाता है।गारा रिएक्टर आम तौर पर एक उभारा हुआ टैंक या अधिक सामान्य रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला बड़े पैमाने का लूप रिएक्टर होता है जिसमें घोल को परिचालित और हिलाया जा सकता है।जब एथिलीन और कोमोनोमर (आवश्यकतानुसार) उत्प्रेरक के संपर्क में आते हैं, तो पॉलीथीन कण बनते हैं।मंदक को हटाने के बाद, पॉलीथीन के दानों या पाउडर के दानों को सुखाया जाता है और छर्रों के उत्पादन के लिए खुराक के अनुसार योजक मिलाए जाते हैं।ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर वाले बड़े रिएक्टरों वाली एक आधुनिक उत्पादन लाइन प्रति घंटे 40,000 पाउंड से अधिक पीई का उत्पादन कर सकती है।नए उत्प्रेरकों का विकास एचडीपीई के नए ग्रेड के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में योगदान देता है।उत्प्रेरक के दो सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले प्रकार फिलिप्स क्रोमियम ऑक्साइड-आधारित उत्प्रेरक और टाइटेनियम यौगिक-अल्काइल एल्यूमीनियम उत्प्रेरक हैं।फिलिप्स उत्प्रेरक द्वारा निर्मित एचडीपीई में मध्यम-चौड़ाई आणविक भार वितरण है;टाइटेनियम-अल्काइल एल्यूमीनियम उत्प्रेरक का एक संकीर्ण आणविक भार वितरण है।एक दोहरे रिएक्टर में संकीर्ण एमडीडब्ल्यू पॉलिमर के उत्पादन में प्रयुक्त उत्प्रेरक का उपयोग व्यापक एमडीडब्ल्यू ग्रेड के उत्पादन के लिए भी किया जा सकता है।उदाहरण के लिए, श्रृंखला में दो रिएक्टर जो महत्वपूर्ण रूप से भिन्न आणविक भार उत्पादों का उत्पादन करते हैं, वे बिमॉडल आणविक भार पॉलिमर का उत्पादन कर सकते हैं जिनमें आणविक भार वितरण की पूरी श्रृंखला होती है।पीई पाइप फिटिंग

आणविक वजन

उच्च आणविक भार के परिणामस्वरूप उच्च बहुलक चिपचिपाहट होती है, लेकिन चिपचिपाहट परीक्षण में उपयोग किए जाने वाले तापमान और कतरनी दर से भी संबंधित होती है।सामग्री के आणविक भार को चिह्नित करने के लिए रियोलॉजी या आणविक भार माप का उपयोग किया जाता है।एचडीपीई ग्रेड में आम तौर पर 40 000 से 300 000 की आणविक भार सीमा होती है, और वजन औसत आणविक भार मोटे तौर पर पिघल सूचकांक सीमा से मेल खाता है, जो कि 100 से 0. 029/10 मिनट तक होता है।आम तौर पर, उच्च मेगावाट (कम पिघल सूचकांक एमआई) पिघल शक्ति, बेहतर क्रूरता और ईएससीआर को बढ़ाता है, लेकिन उच्च मेगावाट प्रसंस्करण करता है

प्रक्रिया अधिक कठिन है या उच्च दबाव या तापमान की आवश्यकता होती है।

आणविक भार वितरण (MWD): PE का WD उपयोग किए गए उत्प्रेरक और प्रसंस्करण प्रक्रिया के आधार पर संकीर्ण से व्यापक रूप से भिन्न होता है।

सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला MWD माप सूचकांक असमानता सूचकांक (HI) है, जो औसत आणविक भार (Mn) की संख्या से विभाजित भार औसत आणविक भार (MW) के बराबर है।सभी एचडीपीई ग्रेड के लिए यह इंडेक्स रेंज 4-30 है।संकीर्ण MWD मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान कम वारपेज और उच्च प्रभाव प्रदान करता है।मध्यम से विस्तृत MWD अधिकांश एक्सट्रूज़न प्रक्रियाओं के लिए प्रक्रियात्मकता प्रदान करता है।वाइड MWD मेल्ट स्ट्रेंथ और रेंगने के प्रतिरोध में भी सुधार कर सकता है।

additive

एंटीऑक्सिडेंट के अतिरिक्त प्रसंस्करण के दौरान बहुलक के क्षरण को रोक सकते हैं और उपयोग के दौरान तैयार उत्पाद के ऑक्सीकरण को रोक सकते हैं।बोतलों या पैकेजिंग के धूल और गंदगी के आसंजन को कम करने के लिए कई पैकेजिंग ग्रेड में एंटीस्टैटिक एडिटिव्स का उपयोग किया जाता है।विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए विशेष योगात्मक योगों की आवश्यकता होती है, जैसे तार और केबल अनुप्रयोगों से संबंधित कॉपर इनहिबिटर।उत्कृष्ट मौसम प्रतिरोध और एंटी-पराबैंगनी (या सूरज की रोशनी) एंटी-यूवी एडिटिव्स जोड़कर प्राप्त किया जा सकता है।यूवी-प्रतिरोधी या कार्बन ब्लैक पीई के बिना, यह अनुशंसा की जाती है कि इसे बाहर उपयोग करना जारी न रखें।उच्च-ग्रेड कार्बन ब्लैक पिगमेंट उत्कृष्ट यूवी प्रतिरोध प्रदान करते हैं और अक्सर बाहरी अनुप्रयोगों, जैसे तारों, केबलों, टैंक परतों या पाइपों में उपयोग किए जाते हैं।

प्रसंस्करण के तरीके

पीई को विभिन्न प्रसंस्करण विधियों की एक विस्तृत श्रृंखला में निर्मित किया जा सकता है।एथिलीन को मुख्य कच्चे माल के रूप में, प्रोपलीन, 1-ब्यूटेन, और हेक्सेन को कोपोलिमर के रूप में उपयोग करते हुए, एक उत्प्रेरक की कार्रवाई के तहत, घोल पोलीमराइज़ेशन या गैस चरण पोलीमराइज़ेशन प्रक्रिया को अपनाया जाता है, और प्राप्त बहुलक को फ्लैश किया जाता है, अलग किया जाता है, सुखाया जाता है, दानेदार बनाया जाता है , आदि समान कणों के साथ तैयार उत्पाद प्राप्त करने की प्रक्रिया।जिसमें शीट एक्सट्रूज़न, फिल्म एक्सट्रूज़न, पाइप या प्रोफ़ाइल एक्सट्रूज़न, ब्लो मोल्डिंग, इंजेक्शन मोल्डिंग और रोटेशनल मोल्डिंग शामिल हैं।

▲ एक्सट्रूज़न: एक्सट्रूज़न उत्पादन के लिए उपयोग किए जाने वाले ग्रेड में आमतौर पर 1 से कम पिघला हुआ सूचकांक और मध्यम से चौड़ा MWD होता है।प्रसंस्करण के दौरान, कम एमआई उपयुक्त पिघल शक्ति प्राप्त कर सकता है।व्यापक MWD ग्रेड एक्सट्रूज़न के लिए अधिक उपयुक्त हैं क्योंकि उनके पास उच्च उत्पादन गति, कम डाई दबाव और कम पिघल फ्रैक्चर प्रवृत्ति है।

पीई में कई एक्सट्रूज़न एप्लिकेशन हैं, जैसे तार, केबल, होसेस, पाइप और प्रोफाइल।पाइप अनुप्रयोगों में औद्योगिक और शहरी पाइपलाइनों के लिए 48in के व्यास के साथ प्राकृतिक गैस के लिए छोटे-खंड वाले पीले पाइप से लेकर मोटी दीवार वाले काले पाइप तक होते हैं।कंक्रीट और अन्य सीवर पाइपों से बने वर्षा जल निकासी पाइपों के विकल्प के रूप में बड़े-व्यास वाले खोखले-दीवार पाइपों का उपयोग तेजी से बढ़ रहा है।

शीट और थर्मोफॉर्मिंग: कई बड़े पिकनिक रेफ्रिजरेटर की थर्मोफॉर्मिंग लाइनिंग पीई से बनी होती है, जो सख्त, हल्की और टिकाऊ होती है।अन्य शीट और थर्मोफॉर्म उत्पादों में मडगार्ड, टैंक लाइनर, पैन गार्ड, शिपिंग बॉक्स और टैंक शामिल हैं।बड़ी संख्या में तेजी से बढ़ने वाले शीट एप्लिकेशन मल्च या तालाब के नीचे के गांव हैं, जो एमडीपीई की कठोरता, रासायनिक प्रतिरोध और अभेद्यता पर आधारित हैं।

▲ ब्लो मोल्डिंग: संयुक्त राज्य अमेरिका में बेचे जाने वाले एचडीपीई के 1/3 से अधिक का उपयोग ब्लो मोल्डिंग के लिए किया जाता है।इनमें ब्लीच, मोटर तेल, डिटर्जेंट, दूध और आसुत जल वाली बोतलों से लेकर बड़े रेफ्रिजरेटर, कार ईंधन टैंक और कनस्तर शामिल हैं।ब्लो मोल्डिंग ग्रेड की विशेषताएं, जैसे मेल्ट स्ट्रेंथ, ES-CR और टफनेस, शीट और थर्मोफॉर्मिंग अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले समान हैं, इसलिए समान ग्रेड का उपयोग किया जा सकता है।

इंजेक्शन-ब्लो मोल्डिंग का उपयोग आमतौर पर पैकेजिंग दवाओं, शैंपू और सौंदर्य प्रसाधनों के लिए छोटे कंटेनर (16oz से कम) बनाने के लिए किया जाता है।इस प्रक्रिया के फायदों में से एक यह है कि सामान्य ब्लो मोल्डिंग जैसे पोस्ट-फ़िनिशिंग चरणों की आवश्यकता के बिना, उत्पादन की बोतलें स्वचालित रूप से छंटनी की जाती हैं।हालांकि कुछ संकीर्ण MWD ग्रेड सतह खत्म करने में सुधार के लिए उपयोग किए जाते हैं, मध्यम से विस्तृत MWD ग्रेड आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

▲ इंजेक्शन मोल्डिंग: एचडीपीई में अनगिनत अनुप्रयोग हैं, पुन: प्रयोज्य पतली दीवार वाले पेय कप से लेकर 5-जीएसएल के डिब्बे तक, जो घरेलू एचडीपीई का 1/5 उपभोग करते हैं।इंजेक्शन मोल्डिंग ग्रेड में आमतौर पर 5-10 का पिघला हुआ सूचकांक होता है।कठोरता और कम तरलता वाले ग्रेड हैं और प्रक्रियात्मकता के साथ उच्च तरलता ग्रेड हैं।उपयोग में दैनिक आवश्यकताएं और भोजन की पतली दीवार वाली पैकेजिंग शामिल है;कठिन और टिकाऊ भोजन और पेंट के डिब्बे;छोटे इंजन ईंधन टैंक और 90-गैल कचरा डिब्बे जैसे पर्यावरणीय तनाव क्रैकिंग अनुप्रयोगों के लिए उच्च प्रतिरोध।

▲ घूर्णी मोल्डिंग: इस प्रसंस्करण विधि का उपयोग करने वाली सामग्री को आमतौर पर पाउडर सामग्री में कुचल दिया जाता है, जिसे पिघलाया जाता है और थर्मल चक्र में प्रवाहित किया जाता है।रोटोमोल्डिंग दो प्रकार के पीई का उपयोग करती है: सामान्य-उद्देश्य और क्रॉस-लिंकेबल।सामान्य-उद्देश्य एमडीपीई/एचडीपीई में आमतौर पर एक संकीर्ण MWD के साथ 0.935 से 0.945g/CC तक का घनत्व होता है, ताकि उत्पाद का उच्च प्रभाव और न्यूनतम वारपेज हो, और इसका पिघला हुआ सूचकांक आम तौर पर 3-8 की सीमा में हो।उच्च एमआई ग्रेड आम तौर पर उपयुक्त नहीं होते हैं क्योंकि उनके पास रोटोमोल्ड उत्पादों से अपेक्षित प्रभाव और पर्यावरणीय तनाव दरार प्रतिरोध नहीं होता है।

उच्च-प्रदर्शन घूर्णी मोल्डिंग अनुप्रयोग इसके रासायनिक रूप से क्रॉस-लिंक करने योग्य ग्रेड के अद्वितीय गुणों का उपयोग करते हैं।मोल्डिंग चक्र के पहले भाग में इन ग्रेडों में अच्छी तरलता होती है, और फिर उनके उत्कृष्ट पर्यावरणीय तनाव दरार प्रतिरोध और क्रूरता बनाने के लिए क्रॉसलिंक होता है।प्रतिरोध और मौसम प्रतिरोध पहनें।क्रॉस-लिंकेबल पीई केवल बड़े कंटेनरों के लिए उपयुक्त है, जिसमें विभिन्न रसायनों के परिवहन के लिए 500-गैल टैंक से लेकर 20,000-गैल कृषि टैंक शामिल हैं।

▲ फिल्म: पीई फिल्म प्रसंस्करण आम तौर पर साधारण उड़ा फिल्म प्रसंस्करण या फ्लैट एक्सट्रूज़न प्रसंस्करण का उपयोग करती है।अधिकांश पीई फिल्म के लिए उपयोग किया जाता है, सामान्य कम घनत्व पीई (एलडीपीई) या रैखिक कम घनत्व पीई (एलएलडीपीई) उपलब्ध हैं।एचडीपीई फिल्म ग्रेड का आमतौर पर उपयोग किया जाता है जहां बेहतर खिंचाव और उत्कृष्ट अभेद्यता की आवश्यकता होती है।उदाहरण के लिए, एचडीपीई फिल्म का उपयोग अक्सर कमोडिटी बैग, किराना बैग और खाद्य पैकेजिंग के लिए किया जाता है।

उत्पाद प्रदर्शन

उच्च घनत्व वाली पॉलीथीन गैर-विषाक्त, बेस्वाद और गंधहीन सफेद कण है, जिसमें लगभग 130 डिग्री सेल्सियस का गलनांक और 0.941 से 0.960 का सापेक्षिक घनत्व होता है।इसमें अच्छी गर्मी प्रतिरोध और ठंड प्रतिरोध, अच्छी रासायनिक स्थिरता, उच्च कठोरता और क्रूरता और अच्छी यांत्रिक शक्ति है।ढांकता हुआ गुण और पर्यावरणीय तनाव खुर प्रतिरोध भी अच्छे हैं।

पैकेजिंग और भंडारण

भंडारण के दौरान आग और गर्मी इन्सुलेशन से दूर रखें।गोदाम को सूखा और साफ रखना चाहिए।किसी भी अशुद्धता, धूप और बारिश में मिलाना सख्त मना है।परिवहन को साफ, सूखे, ढके हुए डिब्बे या केबिन में संग्रहित किया जाना चाहिए, और लोहे की कील जैसी कोई नुकीली वस्तु नहीं होनी चाहिए।ज्वलनशील सुगंधित हाइड्रोकार्बन, हैलोजेनेटेड हाइड्रोकार्बन और अन्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स के साथ मिश्रित परिवहन सख्त वर्जित है।

रीसायकल और पुन: उपयोग

एचडीपीई प्लास्टिक रीसाइक्लिंग बाजार का सबसे तेजी से बढ़ने वाला हिस्सा है।यह मुख्य रूप से इसके आसान पुनर्प्रसंस्करण, न्यूनतम क्षरण विशेषताओं और पैकेजिंग उद्देश्यों के लिए बड़ी संख्या में अनुप्रयोगों के कारण है।मुख्य पुनर्चक्रण 25% पुनर्नवीनीकरण सामग्री को पुन: संसाधित करना है, जैसे कि पोस्ट-उपभोक्ता पुनरावर्तनीय (पीसीआर), शुद्ध एचडीपीई के साथ बोतलें बनाने के लिए जो भोजन के संपर्क में नहीं हैं।

पानी की आपूर्ति के लिए पीई पाइप पारंपरिक स्टील पाइप और पीवीसी पीने के पानी के पाइप के प्रतिस्थापन उत्पाद हैं।