Полиэтилен

Полиэтилен (-СН2-СН2-) n - есть карбоцепные полимером алифатического органического углеводорода олефинов ряда этилена. Термопластичный насыщенный полимерный углеводород; твердый, бесцветный, жирный на ощупь материал. Он легче воды, горит медленно синеватым пламенем без копоти.

Если этилен нагреть до 150-200 ° С и подвергнуть высоком давлении, его молекулы начнут сочетаться друг с другом в большие молекулы. Сочетание молекул происходит за счет разрыва в каждой из них двойных связей с образованием одинарных и высвобождением двух единиц валентности. Молекулы полиэтилена имеют линейную структуру. На концах полимерных молекул, разумеется, свободными валентности не остаются, как это показано на схеме. Они насыщаются присоединением к концам молекул свободных атомов или радикалов, образующихся при разрушении молекул этилена.

Строение молекул полимера изображают обычно сокращенно структурой одной элементарной звена. Сокращенная структурная формула полиэтилена:

[-CH 2 -CH 2 -] n

Число n показывает, сколько молекул мономера соединяется в молекулу полимера. Это число называют коэффициентом полимеризации.

Разные молекулы данного полимера состоят из разного числа молекул мономера. Поэтому и молекулярные массы различных молекул данного полимера разные. В области полимерных соединений молекулярная масса показывает не массу каждой отдельной молекулы, а среднюю молекулярную массу. Молекулярная масса отдельных молекул данного полимера может значительно отличаться от его средней молекулярной массы.

Средняя молекулярная масса полимера может существенно изменяться в зависимости от условий его получения, а вместе с тем изменяются и свойства полимера.

Так, например, когда этилен подвергать полимеризации под давлением 300 атм, то образуется пластический полимер с длиной цепочек макромолекул до 1500-2000 элементарных звеньев. Средняя молекулярная масса такого полиэтилена достигает 56 000 в. о. При давлении 1500 атм образуется твердый полиэтилен с длиной цепочек макромолекул до 5000-6000 элементарных звеньев и со средней молекулярной массой более 150 000 в. о.

Свойства

Устойчив к воздействию воды, не реагирует с щелочами любой концентрации, с растворами нейтральных, кислых и основных солей, органическими и неорганическими кислотами, даже концентрированной серной кислотой, но разлагается при действии 50%-й азотной кислоты при комнатной температуре и под воздействием жидкого или газообразного хлора и фтора. При температуре выше 70 ° C он набухает и растворяется в хлорированных и ароматических углеводородах.

При комнатной температуре не растворяется и не набухает в одном из известных растворителей. При повышенной температуре (80 ° C) растворим в циклогексане и четыреххлористом углероде. Под высоким давлением может быть растворен в перегретой до 180 ° C воде.

Со временем, разлагается с образованием поперечных мижланцюгових связей, что приводит к повышению хрупкости на фоне небольшого увеличения прочности. Нестабилизированный полиэтилен на воздухе подвергается термоокислительной деструкции (термостаринню). Термостариння полиэтилена проходит по радикальному механизму, сопровождается выделением альдегидов, кетонов, перекиси водорода и др.

Применение

Полиэтилен является самым дешевым материалом из группы полиолефинов. Его объем в общем производстве полиолефинов составляет 75-78%. К примеру, метла полиэтиленовая купить оптом можно на сайте hoztorg.kh.ua.

Полиэтилен биологически безвреден, поэтому он широко применяется в медицине, в жилищном строительстве. Благодаря высокой химической стойкости полиэтилен широко применяется в химической промышленности для производства пластиковых труб, частей различных аппаратов, внутренней футеровки емкостей для хранения кислот и т.д.. Полиэтилен применяется также в электротехнической, электрокабельное и радиотехнической промышленности как высококачественный и высокочастотный диэлектрик. Значительная часть полиэтилена идет на изготовления водопроводных труб, а также различных бытовых предметов - полиэтиленовых пленок, бутылей, пробок и т.д..

ПЭНД обладает более высокими физико-механическими показателями чем ПЭВД. Большая часть ПЭВД используется для изготовления пленки и листов, ПЭНД - изоляции проводов и литьевых изделий. Он эксплуатируется при температурах от -80 до +60 ° C (ПЭВД) и до 100 ° C (ПЭНД).

Получение полиэтилена

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) получают радикальной полимеризацией этилена при высоком давлении и ионной полимеризации при низком и среднем давлении.

Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) получают в гетерогенной среде полимеризации этилена при температуре 70-80 ° C и давлении 0,3-0,5 МН / м ² (кг / см ²). В промышленности полиэтилен низкого давления получают за полунепрерывного и непрерывной схемам в присутствии катализатора Циглера-Натта (AL 2 (C 2 H 5 ) 6 / TiCl 4.

Технологический процесс получения полиэтилена низкого давления осуществляется при условиях: температура - 70-80 ° C, давление - 0,15-0,2 МН / м ² (кг / см ²), концентрация катализатора в бензине - 1%, степень конверсии этилена - 98%, концентрация полиэтилена на выходе - 100 кг / м ³.