В чем отличие полиэтилена от пропилена: свойства и где применяются

В современных внутридомовых инженерных системах водоснабжения, отопления, канализации все реже можно увидеть металлические трубы. Их практически вытеснили полимерные аналоги: трубы из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида, полибутена.

Чаще используются первые два вида – полиэтилен (ПЭ) и полипропилен (ПП). Трубы из них получают весомые преимущества по сравнению с металлическими: они легче по весу, что облегчает монтаж и транспортировку, не подвержены коррозии, и выдерживают высокие температуры.

При выборе труб учитываются химические, физические и эксплуатационные свойства обоих типов.

Общие свойства пластиковых труб

Часто в быту принято упрощать деление труб на металлические и неметаллические. Все трубы, сделанные не из стали или меди, называют пластиковыми. Действительно, внешне полиэтиленовые и полипропиленовые изделия схожи и напоминают пластмассовые, свойства тех и других труб идентичны, оба вида:

низкая температура плавления, по сравнению с металлическими (при сильном нагреве они размягчаются и провисают);
малый вес, благодаря которому их легче транспортировать и устанавливать.
устойчивость к механическим повреждениям – ударам, вибрации;
они не боятся щелочных реагентов в водопроводной воде;
не проводят электрический ток;
подвержены разрушению под воздействием ультрафиолета;
не подлежат сгибанию, т.к. ломаются при сильном давлении на разрыв.

Существенный плюс неметаллических изделий для инженерных систем – стойкость к органическому и неорганическому осадку.

Металл взаимодействует с кислородом и солями щелочноземельных металлов (солями жесткости), находящимся в воде и приводит к образованию осадка, который постепенно утолщается, что совершенно не грозит полиэтиленовым и полипропиленовым трубам, которые не засоряются даже через десятилетия эксплуатации, т.к. имеют гладкую внутреннюю поверхность.

Достоинства

Самым большим преимуществом этого материала считается его низкая стоимость. В Московской области средняя цена на полипропиленовые трубы составляет 60 рублей за метр, а уголки стоят около 20. Однако, несмотря на это, концевики, предназначенные для резьбового соединения трубы с металлическими элементами, продают дороже — по 150 рублей за штуку, поэтому, если в системе много переходов металл-пластик, ремонт может сильно ударить по карману.
Также плюсом является и относительно простой монтаж. Чтобы соединить полипропиленовую трубу с уголком, их нужно просто вдеть друг в друга, и припаять — процедура, доступная даже ребенку.

Отличия полиэтиленовых и полипропиленовых труб

Несмотря на внешнюю схожесть, ПП и ПЭ трубы имеют ряд существенных отличий:

разную химическую формулу — (СH2)n для полиэтилена и (C3H6)n для полипропилена;
разную температуру плавления – полипропилен более устойчив к нагреву и плавится при 160-180°С, тогда как полиэтилен выдерживает в средне 103°С (в зависимости от типа ПЭ);
допустимое давление – для ПП – до 20 атмосфер, для ПЭ – 16 атмосфер.

Рекомендуем ознакомиться: Особенности сшитого полиэтилена для производства труб и сфера их применения

В других физико-механических параметрах, как прочность, гибкость, плотность, морозостойкость, эти материалы также отличаются. Полипропилен превосходит полиэтилен по прочности, теплостойкости (начинает разрушаться при 75°С), но уступает по морозоустойчивости и гибкости полиэтилену.

Важно! Следует отличать обычный полиэтилен (маркируется как PE) и т.н. сшитый (PE-X), который благодаря особой технологии соединения молекул получает практически ту же прочность, термостойкость и устойчивость к ультрафиолету, что и полипропилен. Однако трубы из сшитого полиэтилена практически невозможно сваривать с помощью паяльника.

Полипропиленовые и полиэтиленовые («сшитые») трубы могут использоваться для установки в системах холодного и горячего водоснабжения, отопления и канализации, а также системах «теплый пол» и других инженерных системах.

Эксплуатационные различия

В эксплуатации ПП и ПЭ трубы также имеют сходства и различия. Срок службы пластиковых труб обоих типов в системе холодного водоснабжения составляет 50 лет, в системе ГВС – 25 лет. Они также хорошо выдерживают низкие температуры и даже допускают замерзание воды в системе.

Но у ПП-труб есть один недостаток – они обладают высоким коэффициентом температурного расширения и нередко начинают провисать при монтаже в системах горячего водоснабжения и отопления. Трубы из простого полиэтилена также достаточно сильно расширяются при нагреве горячей водой, но сшитый полиэтилен лишен этого недостатка.

Еще одно важное различие между ПП и ПЭ в эксплуатации – наличие потенциально опасных токсических веществ. Полипропилен считается абсолютно безвредным, он не выделяет ядовитых компонентов при нагреве, плавлении и горении. Полиэтилен дает небольшую эмиссию токсических продуктов распада при воздействии высоких температур.

Важно! Наиболее существенная разница ПП- и ПЕ-труб заключается в монтаже. Для монтажа ПП-труб нужно использовать специальные сварочные аппараты для нагрева и муфтового соединения. ПЭ-трубы придется устанавливать с помощью специальных клеев или применять дополнительные фитинги и фланцы, но плавить их паяльником нельзя.

Стоимость

Ценовой диапазон полиэтиленовых и полипропиленовых несущественно отличается. Разница в цене в пользу того или иного материала может зависеть не только от их физических свойств, но даже от политики производителя, бренда, происхождения (импортные или отечественные).

Рекомендуем ознакомиться: Выбираем аппарат для качественной сварки полиэтиленовых труб

Трубы из сшитого полиэтилена обычно на 15-20% дороже, т.к. для их производства используется более сложная молекулярная технология. Влияют на цену также диаметр и толщина труб, плотность материала, маркировка (для горячей/холодной воды). Здесь нельзя дать однозначного определения, что дешевле/дороже, т.к. оба материала входят в категорию пластиковых (полимерных) труб.

Недостатки

Главный минус заключается в том, что труба практически не обладает гибкостью. Это особенно невыгодно, если требуется, например, собрать сложную изогнутую линию — понадобится большое количество уголков, а значит, придется много сваривать.
Полипропиленовые трубы достаточно громоздки. Чтобы обеспечить им прочность и определенную жесткость, необходимо делать большой диаметр, 20-25 мм. Но высокое давление такая труба, конечно, не выдержит.
«Человеческий фактор». Если монтажник во время пайки недоглядит, или будет использован некачественный паяльный аппарат, в общем, если человек, собирающий трубы, каким-то образом ошибется, система может дать течь.

Применение полиэтиленовых и полипропиленовых труб

На практике нет большой разницы в том, где лучше использовать полиэтиленовые, а где полипропиленовые трубы (если речь идет о сшитом полиэтилене). Оба материала хорошо показывают себя в эксплуатации в различных условиях, будучи практически одинаково прочными, устойчивыми к воздействию высоких/низких температур.

Все же рекомендуется использовать оба типа труб для монтажа в закрытых помещениях, т.к. полимеры быстро разрушаются под воздействием ультрафиолетового излучения.

Если вы предстали перед выбором, какие трубы использовать для внутридомовых инженерных систем, учитывайте индивидуальные параметры в монтаже и эксплуатации. Например, трубы из сшитого полиэтилена достаточно легко монтируются с помощью простых уплотнительных фитингов.

Для полипропилена потребуется специальный аппарат для сварки («утюг»), который должен иметь тот же диаметр плавильных насадок, что и выбранные вами трубы.

Отрицательные особенности и отзывы о них

Как утверждают потребители, у описываемого материала есть и свои недостатки. Например, сшитый полипропилен проявляет низкую устойчивость перед воздействием солнечного излучения. Если ультрафиолет будет долго воздействовать на трубы, материал начнет разрушаться, станет хрупким.

Покупатели подчеркивают еще и то, что на полипропилен разрушительно воздействует кислород, если проникает внутрь молекулярной структуры. Однако эти проблемы можно устранить методом защиты изделий или добавкой специальных веществ на этапе создания продукции.

Внутренние различия

Попробуем разобраться в различии свойств сшитого полиэтилена и полипропилена, обратившись к особенностям их строения:

Полиэтилен PEX получают методом поперечной «сшивки» линейных макромолекул полимеризованного этилена до получения трехмерной сетчато-ячеистой структуры:
Такие связи еще на этапе отливки изделия дают ему форму, которую затем будет очень сложно изменить.
PEX является самым плотным из всех видов полиэтилена с показателем 940 кг/м 3 .
Полипропилен – это полимер углеводорода пропилена, имеющий нестабильное кристаллическое строение, что дает ему как большую прочность на растяжение и разрыв, так и высокую пластичность. Он:
Имеет «дышащую» структуру, способную пропускать газообразные вещества,
Является гораздо менее плотным материалом, чем любой другой вид пластмасс, с показателем плотности от 850-ти до 900 кг/м 3 .

Рейтинг мясорубок

Материал – пищевой пластик, металл, комбинированный корпус;
Мощность – номинальная от 130 до 850, максимальная до 3000 Вт;
Ножи – качество стали, антикоррозионное покрытие, самостоятельная заточка;
Защита мотора – автоматическое отключение;
Производительность — количество мяса в единицу времени;
Насадки – овощерезка, соковыжималка и др.;
Реверс – для извлечения застрявших частиц без разборки;
Уровень шума – чем тише, тем лучше;
Устойчивость – склонность к вибрации, шуму;
Габариты – компактные или громоздкие модели.

При выборе многое зависит от назначения такого агрегата. Для многих покупателей важным критерием является ценник. Поэтому при создании топ списка учитывалось соотношение цены и качества. Отзывы специалистов, реальные отклики пользователей, их опыт и советы помогли выявить сильные, слабые стороны каждого номинанта.

Лучшие сковороды для индукционной плиты

Различия химические

В названиях обоих материалов есть слово «поли», что по-гречески означает «много». У нас большинство научных терминов являются заимствованиями из греческого или латинского языков – так уж повелось издавна. То есть «полиэтилен» – это значит «много этилена», а «полипропилен» – «много пропилена». А что же такое этилен и пропилен?

В обычных условиях оба этих химических соединения представляют собой горючие газы. Формула этилена – С2Н4, формула пропилена – С3Н6. Они занимают первую и вторую строчки класса соединений, который носит название «алкены», или «ациклические непредельные углеводороды». Их общая формула – СnН2n, то есть атомов водорода (Н) в молекуле любого алкена всегда вдвое больше, чем атомов углерода (С). Значит, третий в ряду будет иметь формулу С4Н8, четвертый – С5Н10 и т. д.

Полиэтилен в гранулах

С этиленом и пропиленом мы разобрались, идем дальше. В чем отличие полиэтилена от полипропилена, и как из горючих газов получается популярный упаковочный материал? При производстве полиэтилена и полипропилена применяется особый процесс. Он носит название «полимеризация». Суть его в том, что из молекул газа получают длинные цепочки, состоящие из огромного количества «кирпичиков», каждый из которых – звено С2Н4 (для полиэтилена) или С3Н6 (для полипропилена). Материал из подобных цепочек-полимеров имеет свойства, в корне отличающиеся от свойств исходных молекул, хотя химическая формула остается почти такой же: (С2Н4)n и (С3Н6)n, где n – количество звеньев в молекуле полиэтилена или полипропилена.

Итоги: каждый полимер – хорошее решение для своих задач

Каждый из материалов имеет свою сферу применения и свои преимущества, которыми нужно пользоваться:

Полиэтилен высокого давления оптимален для недорогой и относительно надежной упаковки.
Полиэтилен низкого давления хорошо подойдет для изготовления прочных, но эластичных изделий (трубы, плотные пленки).
Полипропилен лучше подойдет для пищевых контейнеров, тары и может использоваться в качестве строительного материала.

Разделяя сферы применения, можно получить максимум выгоды от существующих отличий между этими полимерами.

Производство сшитого полиэтилена

Первоначальным сырьем для производства сшитого полиэтилена является простейший газообразный углеводород этилен. Он состоит из 2 молекул углерода и 4 молекул водорода. Путем полимеризации (реакции, в ходе которой молекулы этилена соединяются между собой в длинные углеводородные цепочки с одинаковыми звеньями «CH2») получают полиэтилен. Материал представляет собой прозрачное термопластичное вещество, которое широко используется для производства, например, бытовых полиэтиленовых пакетов.

Полиэтилен в промышленном производстве получают в гранулированном виде. Этот материал легко плавится, уже при 40 градусах становится мягким. Без дальнейшей обработки получить крепкие трубы для отопления из полиэтилена невозможно.

Для изготовления особо прочного материала (сшитого полиэтилена) простой полиэтилен подвергают дальнейшему химическому и физическому воздействию.

Сшитый полиэтилен — это материал, у которого длинные цепочки молекул одинаково ориентированы и соединены между собой дополнительными боковыми связями. Эти связи возникают вместо пары атомов водорода отобранных у полимерной углеводородной молекулы этилена. Чем больше подобных боковых связей, тем устойчивее сшитый полиэтилен к внешним воздействиям.

Обратите внимание! Количество образующихся сшивающих связей напрямую зависит от способа прошивки.

Существует множество способов отнять атомы водорода у полимерной молекулы этилена. Впервые реакцию осуществил шведский химик еще в прошлом веке, но посчитал, что полученному веществу нет практического применения. У автора технологию выкупила шведская компания, которая маркировала свой продукт как PEX-а. Под этой маркировкой сшитый полиэтилен потребители знают и сегодня.

Рекомендуем ознакомиться: Способы шумоизоляции для снижения гула в канализационном стояке

Существует около 15 способов прошивки полиэтилена. На сегодняшний день в промышленных масштабах применяют 3 способа производства сшитого органического полимера:

PEX-A. Обработка полиэтилена пероксидом. Реакцию проводят при повышенном давлении и постоянном контроле температурного режима. Пероксид, являясь окислителем, при разложении отнимает у полимеров атомы водорода, заставляя атомы углерода образовывать связи между собой. В результате образуется трехмерная сетка из очень длинных цепочек-молекул, в которой до 85% атомов углерода имеют боковые связи с соседней молекулой. Сшивание полиэтилена пероксидом является наиболее эффективным методом. Однако особенности технологического процесса повышают стоимость материала на выходе.
PEX-B. Трубы этой марки производят в два этапа. На первом в полиэтилен внедряют силан. На втором проводят насыщение продукта водой в присутствии катализатора. Итогом является сшитый полиэтилен, с процентным выходом дополнительных связей от 65%.
PEX-C. Сшивка полиэтилена радиационным излучением. Здесь важно следить за пространственной ориентацией изделия относительно источника излучения. Доля образования связей около 60%.

До недавнего времени использовали для производства труб из сшитого полиэтилена сшивку азотом (PEX-D). Сейчас доля таких труб на рынке сошла на нет.

Обратите внимание! Трубы из сшитого полиэтилена отличаются не только ценой, но и эксплуатационными характеристиками, в зависимости от того, по какой технологии они были произведены.

Достоинства

ПЭКС-трубы обладают перед полипропиленовыми значительным преимуществом — они могут сгибаться и держать свою форму. Это очень упрощает их монтаж, особенно в геометрически сложных системах. Но есть и тип непластичных ПЭКС-ов, которые при любом изгибе сразу же возвращаются в исходный вид. Такие трубы дешевле, но если нужно сделать угол, их приходится фиксировать специальными креплениями. Первые маркируются как FLEX (читается — флекс), а вторые Stabil (стабиль).
Выдерживают довольно высокую температуру — до 95градусов.
Более низкий диаметр, чем у труб из полипропилена — скорость протока воды и давление, которое ПЛП-труба выдерживает при диаметре 25 мм, ПЭКС дублирует при диаметре всего лишь 16.
Простой монтаж, без так называемого «человеческого фактора». Чтобы соединить два участка трубопровода, нужно всего лишь обжать кольцо клещами, и прокрутить до упора. То есть допустить здесь ошибку, способную привести к протечке в принципе невозможно.