How do different molecular weights affect PE materials?

Как различная молекулярная масса влияет на полиэтиленовые материалы?

Полиэтилен (ПЭ) с разной молекулярной массой демонстрирует значительные различия в характеристиках, что напрямую влияет на их разнообразное применение.

Полиэтиленовый лист AHD

Мы можем представить молекулярные цепи полиэтилена как нити «лапши» разной длины.

Низкомолекулярный полиэтилен ( ПЭНП): Как и короткие зерна риса, он легко течет, но ему не хватает структурной прочности.

ПЭ с нормальной молекулярной массой (ПЭВП): Как и обычная сушеная лапша, он имеет умеренную длину, обладает определенной прочностью и легко формуется.

Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UPE): Как несколько метров спагетти, он плотно переплетен, чрезвычайно прочен, но растекаться практически невозможно.

Ниже мы подробно объясним различия, вызванные молекулярной массой, с точки зрения производительности и применения.

Ⅰ. Влияние молекулярной массы на свойства полиэтилена

По мере увеличения молекулярной массы (часто косвенно характеризуемой индексом плавления (MFI), который обратно пропорционален молекулярной массе) свойства ПЭ закономерно изменяются:

Показатели эффективности	Молекулярная масса уменьшается (MFI увеличивается)	Молекулярная масса увеличивается (MFI уменьшается)	Принцип Описание
Текучесть (технологичность)	Улучшенный	Ухудшение	Молекулярные цепи становятся короче, с меньшим количеством запутываний, что повышает вероятность их проскальзывания.
Предел прочности	Снижаться	Увеличивать	Короткие молекулярные цепи имеют меньшую прочность на разрыв.
Ударопрочность/прочность	Значительно уменьшено	Значительно улучшено	Для разрыва длинных и плотно запутанных молекулярных цепей требуется значительное количество энергии.
Твердость/жесткость	Снижаться	Увеличивать	Укрепить силы межмолекулярной цепи
Устойчивость к истиранию	Значительно уменьшено	Очень значительно улучшилось	Запутанная сеть длинных молекулярных цепей эффективно противостоит царапинам и износу.
Устойчивость к растрескиванию под воздействием окружающей среды	Уменьшенный	Значительно улучшено	Запутывание длинной цепи препятствует распространению трещин.
Химическая стойкость	Немного хуже	Лучше	Более плотная структура, меньше шансов проникнуть

Основной принцип: Молекулярный вес усиливает эффективность полиэтилена.

Увеличение молекулярной массы улучшает общие механические свойства (прочность, вязкость и износостойкость), но за счет значительного увеличения сложности обработки.

Снижение молекулярной массы значительно улучшает сыпучесть при обработке, но материал становится более хрупким и теряет прочность.

Лист AHD HDPE и стержень HDPE

II. Классификация и применение ПЭ различной молекулярной массы

В зависимости от молекулярной массы семейство PE в основном делится на следующие категории:

1. Низкомолекулярный полиэтилен (НМПЭ).

Молекулярный вес: Обычно около нескольких тысяч.

Состояние: воскообразное, мягкое твердое вещество при комнатной температуре.

Свойства: Очень низкая прочность, но отличная гибкость и смазывающая способность.

Применение: В основном используется в качестве вспомогательного средства для обработки, например:

Воск: используется в свечах, косметике и покрытиях.

Смазка: добавляется в пластмассы или резину для улучшения текучести.

Покрытие: Обеспечивает гидроизоляцию и блеск.

2. Полиэтилен стандартной молекулярной массы (ПЭВП общего назначения/ЛПЭНП)

С этим типом полиэтилена мы чаще всего сталкиваемся в повседневной жизни.

Молекулярный вес: от десятков тысяч до более двухсот тысяч.

Свойства: Обеспечивает оптимальный баланс прочности, ударной вязкости и технологичности.

Применение: Чрезвычайно универсально.

Изделия, изготовленные методом литья под давлением: игрушки, коробки для хранения, ведра, крышки для бутылок.

Изделия, полученные выдувным формованием: различные бутылки и банки (например, бутылки для молока и бутылки для шампуня).

Экструдированная продукция: трубы, оболочки для проводов и кабелей, пленки (сумки для покупок и упаковочная пленка).

3. Высокомолекулярный полиэтилен (ВМПЭ).

Его можно считать усовершенствованной версией ПНД общего назначения.

Молекулярный вес: обычно от 200 000 до 500 000.

Свойства: Превосходная устойчивость к ударам и разрывам, особенно устойчивость к повторным ударам. Обработка более сложна, чем у марок общего назначения.

Приложения: Используется в требовательных приложениях.

Большие контейнеры: резервуары для хранения химикатов, большие резервуары для воды.

Высокопрочная пленка: улучшенная версия сумок для покупок, более тонкая и прочная.

Инженерные компоненты: Механические детали, требующие высокой ударопрочности.

4. Полиэтилен сверхвысокой молекулярной массы (UPE).

Это король производительности в семействе PE.

Молекулярный вес: более 1,5 миллионов, обычно 3-6 миллионов.

Свойства: Чрезвычайно износостойкий, ударопрочный и самосмазывающийся. Однако его чрезвычайно высокая вязкость после плавления делает его непрактичным для традиционной обработки пластмасс (литье под давлением, экструзии), требующей специализированных процессов, таких как прессование и спекание.

Применение: Высококачественные специальные инженерные пластмассы.

Износостойкие детали: шестерни текстильных машин, гильзы горных конвейеров, искусственные суставы (вертлужная впадина).

Баллистическая защита: Бронежилет, устойчивые к порезам перчатки.

Самосмазывающиеся компоненты: подшипники и втулки в средах, где нельзя использовать смазочные материалы.

Лист и стержень из полиэтилена высокой плотности AHD

Краткое содержание

Вы можете понять лестницу молекулярной массы PE следующим образом:

Тип	Уровень молекулярной массы	Метафора изображения	Основные характеристики	Основные приложения
Низкомолекулярный полиэтилен	«Рисовое зерно»	Восковой, легко растекается	Смазывающий, водостойкий	Добавка, воск
Обычный HDPE/LLDPE	"Лапша"	Сбалансированный, простой в обработке	Отличная общая производительность	Товары первой необходимости, упаковка, трубы
Высокомолекулярный ПЭВП	«Растянутая лапша»	Прочный, ударопрочный	Высокая прочность, сопротивление разрыву	Большие контейнеры, тяжелая упаковка
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен	«Очень длинные спагетти»	Чрезвычайно прочный, износостойкий и трудный в обработке.	Король износостойкости и ударопрочности	Высококлассное инженерное, медицинское и защитное применение

Таким образом, при выборе полиэтиленовых материалов инженеры, по сути, ищут оптимальный баланс между характеристиками продукта (прочностью, ударной вязкостью и износостойкостью) и затратами на обработку по спектру молекулярных масс.

Пластиковый лист и стержень AHD HDPE

October 22, 2025