Nhựa PE: Các Thông Số Kỹ Thuật và Ứng Dụng Thực Tế
nguyễn thành trung
Ngày
26/02/2025
Nhựa PE (Polyethylene) là một trong những loại nhựa phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhờ vào đặc tính nhẹ, bền và khả năng chống hóa chất tốt. PE thuộc nhóm nhựa nhiệt dẻo, có thể nóng chảy và tái chế nhiều lần mà không làm thay đổi cấu trúc hóa học.
1. Giới Thiệu Về Nhựa PE
Có nhiều loại nhựa PE khác nhau, mỗi loại có đặc tính và ứng dụng riêng biệt, bao gồm:
-
PE-LD (Low-Density Polyethylene) – PE mật độ thấp.
-
PE-HD (High-Density Polyethylene) – PE mật độ cao.
-
PE-LLD (Linear Low-Density Polyethylene) – PE mật độ thấp tuyến tính.
-
PE-UHMW (Ultra High Molecular Weight Polyethylene) – PE siêu phân tử lượng cao.
2. Cấu Tạo Hóa Học Và Đặc Điểm Chung Của Nhựa PE
Nhựa PE được tạo thành từ các đơn vị ethylene (C2H4) qua quá trình polymer hóa. Công thức phân tử chung là (C2H4)n. Nhờ vào cấu trúc mạch thẳng hoặc phân nhánh, PE sở hữu nhiều đặc tính vượt trội như:
-
Độ bền cơ học cao
-
Khả năng chịu hóa chất tốt
-
Không thấm nước và khí
-
Dễ gia công và tái chế
3. Các Thông Số Kỹ Thuật Của Nhựa PE
3.1. Đặc Tính Cơ Học
| Thông số | PE-LD | PE-HD | PE-LLD | PE-UHMW |
|---|---|---|---|---|
| Tỷ trọng (g/cm³) | 0.910 – 0.940 | 0.941 – 0.965 | 0.915 – 0.940 | 0.930 – 0.935 |
| Độ bền kéo (MPa) | 8 – 12 | 20 – 37 | 10 – 20 | 21 – 35 |
| Độ giãn dài (%) | 400 – 600 | 20 – 30 | 500 – 700 | 300 – 400 |
| Độ cứng Shore D | 42 – 50 | 60 – 70 | 45 – 55 | 65 – 75 |
| Khả năng chống mài mòn | Trung bình | Cao | Trung bình | Rất cao |
3.2. Đặc Tính Nhiệt
| Thông số | PE-LD | PE-HD | PE-LLD | PE-UHMW |
| Nhiệt độ nóng chảy (°C) | 105 – 115 | 120 – 135 | 117 – 123 | 130 – 136 |
| Nhiệt độ làm việc liên tục (°C) | 65 | 80 | 70 | 80 |
| Độ dẫn nhiệt (W/m·K) | 0.33 | 0.46 | 0.38 | 0.40 |
| Hệ số giãn nở nhiệt (μm/m·°C) | 100 – 200 | 50 – 100 | 100 – 150 | 50 – 80 |
3.3. Đặc Tính Hóa Học
-
Khả năng chống hóa chất: PE có khả năng chống lại axit, kiềm và nhiều dung môi hữu cơ.
-
Kháng nước: PE không hấp thụ nước và có khả năng chống thấm tốt.
-
Chống tia UV: PE-HD và PE-UHMW có khả năng chống tia UV tốt hơn PE-LD và PE-LLD khi được bổ sung phụ gia.
3.4. Đặc Tính Điện
| Thông số | Giá trị |
| Độ bền điện môi (kV/mm) | 20 – 40 |
| Điện trở suất bề mặt (Ω) | >10¹⁵ |
| Hằng số điện môi (1 MHz) | 2.25 |
| Góc tổn hao điện môi (1 MHz) | 0.0004 |
4. Ứng Dụng Thực Tế Của Nhựa PE
4.1. Ngành Bao Bì
-
PE-LD và PE-LLD: Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất túi nhựa, màng bọc thực phẩm, màng co nhiệt và túi đựng hàng hóa nhờ đặc tính dẻo và trong suốt.
-
PE-HD: Dùng trong sản xuất chai lọ, can nhựa và thùng chứa hóa chất.
4.2. Ngành Xây Dựng
-
PE-HD: Làm ống cấp thoát nước, ống dẫn khí và ống dẫn cáp điện.
-
PE-UHMW: Sử dụng làm tấm lót chống mài mòn trong các silo hoặc băng tải.
4.3. Ngành Công Nghiệp Hóa Chất
-
PE được sử dụng để chế tạo các bồn chứa hóa chất, thùng chứa axit và các linh kiện chịu hóa chất nhờ khả năng kháng hóa tốt.
4.4. Ngành Y Tế
-
PE-UHMW: Được ứng dụng trong sản xuất thiết bị y tế như khớp nhân tạo, nhờ tính tương thích sinh học và khả năng chống mài mòn cao.
4.5. Ngành Công Nghiệp Thực Phẩm
-
PE an toàn cho thực phẩm, thường dùng làm bao bì thực phẩm, thớt nhựa và các thiết bị chế biến.
5. Ưu Điểm Và Nhược Điểm Của Nhựa PE
5.1. Ưu Điểm
-
Nhẹ và bền.
-
Chống hóa chất và chống nước tốt.
-
Dễ dàng gia công và tái chế.
-
Giá thành thấp.
5.2. Nhược Điểm
-
Không chịu được nhiệt độ cao.
-
Dễ bị lão hóa khi tiếp xúc lâu dài với tia UV (trừ khi được xử lý).
-
Độ cứng và độ bền kéo không cao bằng một số loại nhựa kỹ thuật khác.
6. Kết Luận
Nhựa PE là vật liệu đa năng với nhiều đặc tính kỹ thuật vượt trội và ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các ngành công nghiệp. Tùy thuộc vào nhu cầu và môi trường sử dụng, người tiêu dùng có thể lựa chọn loại PE phù hợp nhất để tối ưu hóa hiệu suất và chi phí sản xuất.
Với xu hướng ngày càng chú trọng đến môi trường, các loại PE tái chế và sản phẩm thân thiện với môi trường đang ngày càng được ưa chuộng, mở ra nhiều cơ hội phát triển mới cho ngành công nghiệp nhựa.
