Технология производства изделий из полиэтилена

Производство полиэтиленовой упаковки и пакетов был, остается, и будет достаточно прибыльным бизнесом с умеренно высоким порогом вхождения.

Линия по производству полиэтиленовой пленки

В данной статье будет рассмотрена технология производства полиэтилена, а также изделий на его основе (звукоизоляционные материалы Изовер, например). Вы узнаете, какое сырье и оборудование для этого необходимо, а также требованиями, которым должны отвечать производственные здания, в которых будет расположен цех по изготовлению пакетов из полиэтилена.

Технология производства материала

Существуют два вида полиэтилена, использующегося в разнообразных сферах промышленности – вспененный, и полиэтилен высокого давления, о которых мы и поговорим в данном разделе статьи. Из вспененного полиэтилена производятся утеплители, материалы для термоизоляции, и также уплотняющие упаковки. Из полиэтилена высокого давления – пакеты,  сумки, упаковки, трубы, и всевозможные полимерные изделия.

Полиэтилен высокого давления

Производство полиэтилена высокого давления осуществляется в газовой среде, давление которой может составлять от 150 до 300 МПа, а температура 180-300 градусов, прямо как при создании отражающих теплоизоляционных материалов. Сама реакция требует наличия катализатора, в качестве которого зачастую используется пероксид дитретбутила, либо молекулярный кислород.

Первоначальным сырьем для производства полиэтилена выступает этилен, который является мономером, молекулы которого в процессе обработки под воздействием пероксидов соединяются между собой.

Трансформация этилена в полиэтилен, а также характеристики итогового изделия, зависят от того, при какой температуре производятся реакция, а также от давления внутри рабочей камеры, концентрации катализатора и времени протекания конверсии.

Гранулы полиэтилена высокого давления

Алгоритм процесса, во время которого мономер приобретает межмолекулярные соединения, следующий:

1. Молекулы этилена в рабочей камере смешиваются с газом и катализатором.
2. Полученная смесь подвергается сжатию под давлением 150-300 МПа.
3. В результате сжатия мономер соединяется с соседними молекулами, вследствие чего происходит полимеризация смеси.
4. Не каждый мономер может получить межмолекулярные связи, по этому, после реакции выполняется фильтрация полимерной смеси и удаление непрореагировавших молекул этилена.
5. Из полученной полимерной субстанции осуществляется формировка гранул, которые будут основой для производства пакетов, сшитого вспененного полиэтилена, упаковки, и тому подобных вещей.

Продуктивность современного промышленного оборудования для производства полиэтилена может составлять около 150 тысяч тонн гранул в год. При этом, мономер этилена трансформируется в полиэтилен в 96-98% от общей массы, что гарантирует фактически безотходное производство.

Также существует подвид линейного полиэтилена высокого давления (изоляционные мембраны Изоспан). Получение полиэтилена ЛПВД происходит благодаря тому, что мономер приобретает большое количество коротких связей с соседними молекулами, в результате чего прочностные характеристики линейного полиэтилена превышают аналогичные характеристики обычного полимера.

Плотность линейного полиэтилена составляет около 0.9 г/см3, при этом у линейного полиэтилена отличная эластичность и хорошая устойчивость к разрывам.

Пленка из ЛПВД, использующаяся в качестве гидроизоляционного материала

Вспененный полиэтилен

От обычного полиэтилена высокого давления, использующегося в изготовлении пакетов, данный вид отличается своей пористой структурой, которая достигается путем использования углеродов в процессе плавки гранулированного сырья.

Технические характеристики вспененного полиэтилена фактически идентичны свойствам, которыми обладали используемые для его изготовления гранулы, а именно: водостойкость, устойчивость к химическому воздействию, широкий диапазон допустимых температур (его размягчение происходит при превышении температурой отметки в 1000 градусов).

Производство вспененного полиэтилена может выполняться по одной из трех наиболее распространенных технологий:

1. Химический метод (получение сшитого полиэтилена), им же пользуются при создании теплоизоляции Изорок.

В основе химической технологии лежит реакция изменения структуры гранул полиэтилена высокого давления, которые расплавляются,  вспениваются с помощью химических реагентов, и при достижении сетчатой структуры застывают.

Алгоритм реализации метода сшитого вещества следующий: в экструдере происходит смешивание гранул с вспенивающими и сшивающими реагентами. В качестве вспенивающих реактивов обычно используется азодикарбонамид, а для получения сшитого эффекта – пероксид дикумила.

В дополнение к вышеуказанным реагентам, также добавляются разнообразные присадки и спецдобавки, с помощью которых итоговому изделию предаются требуемые технические характеристики и свойства. После смешивания всех компонентов, экструдер выполняет прогрев гранул, и по достижению определенной температуры происходит реакция, в процессе которой мономер расширяется и вспенивается как мембраны Изоспан А.

Рулонное подстилочное изделие из вспененного полиэтилена

2. Получение полиэтилена физически сшитого вспененного.

Данная технология также предусматривает изменения молекулярной структуры гранул, при этом, реакция происходит при прямом воздействии электронного облучения.

Физический метод получения сшитого полиэтилена требует применения аналогичных вспенивающих реагентов, однако сама реакция плавки гранул  при электронном облучении происходит несколько быстрее, чем при обычном химическом способе.

3. Метод физического вспенивания (на Изоспан АМ).

Производство вспененного полиэтилена по данной технологиине предусматривает обязательного протекания химических реакций, которые необходимы для двух остальных методов. Ввиду этого, полученный полиэтилен является фактически полным аналогом использующихся для его получения гранул, как по структуре, так и по техническим характеристиках.

Физическая технология производства вспененного материала реализуется в несколько этапов: сначала выполняется подача гранулированного сырья в экструдер, где оно плавится, после чего компрессор нагнетает в экструдер газ (производители, как правило, используют фреон, изобутан, или пропан-бутан), который насыщает полимерную массу, в результате чего происходит её вспенивание.

Сырье и оборудование для производства пакетов

Если вас интересует открытие небольшой производственной линии по изготовлению пакетов, то будьте готовы потратить на базовое оборудование для производства полиэтилена как минимум 300 тысяч рублей.

Пример малогабаритной производственной линии

Главным элементом производственной линии является экструдер, который производит пленку, использующуюся для изготовления пакетов и упаковки, из гранул полиэтилена высокого давления. Данное оборудование получило своё название от технологии экструзии, которая лежит в его основе.

Экструзия – это принудительное проталкивание расплавленной полимерной смеси сквозь заготовки требуемой формы, сечения и толщины.  Помимо производства пакетов, и упаковки для разной продукции, методом экструзии также изготавливаются разнообразные пластмассовые изделия – игрушки, строительные сетки и тд.

Получение полиэтилена для пакетов происходит в результате плавки гранул – сырья, которое выступает расходным возобновляемым материалом, выполнять закупки которого вам придется регулярно. После протекания всех технологических процессов – плавления гранул, придания смеси требуемой структуры и формы, на выходе вы получите полиэтиленовую пленку требуемой толщины, которую можно использовать как для изготовления упаковки, так и в качестве материала для изготовления пакетов.

Помимо экструдера в состав производственной линии входит резально-паяльный агрегат. Данное оборудование в автоматическом режиме выполняет нарезку полиэтиленовой пленки  на куски требуемого размера, в соответствии с запрограммированными параметрами.

Порезанная пленка на этом же агрегате запаивается по боковым швам, в результате чего на выходе получается обычные пакеты, по типу мусорных мешков, либо пакетов без ручек. На данном этапе производство упаковки и простых пакетов завершается.

Если речь идет о производстве пакетов типа «Маечка» и пароизоляции Изоспан В, или любых пакетов обладающих ручками, то в таком случае заготовка запаивается только со стороны дна, после чего на нем создаются отметины, которыми указывается форма итогового изделия, и на специальном резальном станке, обладающего фотоэлементом считывающим отметки, пакеты обрезаются по заданному контуру.

Для нанесения на поверхность упаковки и пакетов какого-либо рисунка требуется флексографический агрегат, который от обычного типографического оборудования отличается использованием быстросохнущих эластичных печатных красок, которые оптимально подходят для полиэтиленовых изделий.

Линия по производству фасовочных полиэтиленовых пакетов

Требования к месту производства

Поскольку реакция переплавки гранул, из которых получают сырье для производства полиэтиленовых изделий, сопровождается выбросом экологически вредных паров, к помещению, в котором будет располагаться небольшой цех, либо завод по производству полиэтилена, выдвигаются ряд строгих требований.

1. Здание должно располагаться за чертой города, либо в его промышленной части;
2. Обязательным требованием является наличие качественной вентиляционной системы (вытяжной и приточной), которая будет гарантировать поддержание концентрации токсичных веществ в воздухе на безопасном уровне.
3. Немаловажным является контроль за влажностью воздуха, для реализации которого также должно приобретаться специальное оборудование;
4. Производственные агрегаты требуют трехфазного питания, поэтому вам потребуется наличие соответствующей электросети;
5. Высота потолков в помещении должна составлять как минимум 8 метров, поскольку сам экструдер обладает высотой около шести метров;
6. Так как полиэтилен, и сырье для его производства является легко воспламеняемым материалом, требуется, чтобы потолок и стены здания были облицованы огнеупорными материалами;
7. Расстановка оборудования по производству пакетов должна соответствовать требованиям ГОСТ РФ 12.3.002;
8. Ключевым фактором, без которого не возможна организация любого, даже самого мелкого производства, является наличие противопожарной системы, соответствующей всем нормам пожарной безопасности;

Особенности технологии производства полиэтиленовых мусорных пакетов (видео)