Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ПОЛИЭТИЛЕН

ПОЛИЭТИЛЕН (петротен, алкатен, хостален LD, стафлен юнипол, карлон, хостален G, хей-жекс и др.) (—СН2СН2—)n, твердый белый полимер; термопласт. В зависимости от способа получения различают полиэтилен высокого давления, или низкой плотности, мол. м. 3·104-4·105 (полиэтилен вд) и полиэтилен низкого давления, или высокой плотности, мол. м. 5·104-106 (полиэтилен нд). Они отличаются друг от друга структурой макромолекул (наличием у полиэтилена вд длинноцепочечных ответвлений), а следовательно, и св-вами (см. табл.). Степень кристалличности 60% (полиэтилен вд) и 70-90% (полиэтилен нд). Полиэтилен обладает низкой газо- и паропроницаемостью (наименьшей для сильнополярных в-в, наибольшей для углеводородов). Хим. стойкость зависит от мол. массы, ММР и плотности. Полиэтилен не реагирует со щелочами любой концентрации, с р-рами любых солей, в т. ч. и солей-окислителей, карбоновыми, конц. соляной и плавиковой к-тами. Он разрушается 50%-ной HNO3, а также жидкими и газообразными С12 и F2. Бром и иод через полиэтилен диффундируют. Полиэтилен не раств. в орг. р-рителях при комнатной т-ре и ограниченно набухает в них.

4008-19.jpg

Полиэтилен стоек при нагр. в вакууме и атмосфере инертного газа; деструктируется при нагр. на воздухе уже при 80 °С. Под действием солнечной радиации, особенно УФ лучей, подвергается фотостарению (см. Старение полимеров). В качестве антиоксидантов полиэтилена наиб. эффективны ароматич. амины, фенолы, фосфиты, в качестве светостабилизаторов - сажа, производные бензофенонов. Полиэтилен практически безвреден; из него не выделяются в окружающую среду опасные для здоровья человека в-ва.

Полиэтилен можно модифицировать: посредством хлорирования, сульфирования, бромирования, фторирования придать ему каучукоподобные св-ва, улучшить теплостойкость, хим. стойкость; сополимеризацией с др. олефинами, полярными мономерами повысить стойкость к растрескиванию, эластичность, прозрачность, адгезионные характеристики; смешением с др. полимерами или сополимерами улучшить теплостойкость, ударную вязкость и т.д. (см., напр., Поли-олефины хлорированные, Полиэтилен хлорсульфированныи).

В пром-сти полиэтилен получают полимеризацией этилена. Процесс при высоком давлении протекает по радикальному механизму под действием О2, пероксидов, напр. лау-рила или бензоила, или их смесей. При произ-ве полиэтилена в трубчатом реакторе этилен, смешанный с инициатором, сжатый компрессором до 25 МПа и нагретый до 70 °С, поступает сначала в первую зону реактора, где подогревается до 180°С, а затем во вторую, где полимеризуется при 190-300 °С и давлении 130-250 МПа. Среднее время пребывания этилена в реакторе 70-100 с, степень превращения 18-20% в зависимости от кол-ва и типа инициатора. Из полиэтилена удаляют непрореагировавший этилен, расплав охлаждают до 180-190°С и гранулируют. Гранулы, охлажденные водой до 60-70 °С, подсушивают теплым воздухом и упаковывают в мешки.

Принципиальная схема произ-ва полиэтилена в автоклаве с перемешивающим устройством отличается тем, что инициатор в парафиновом масле подается спец. насосом высокого давления непосредственно в реактор. Процесс проводят при 250 °С и давлении 150 МПа; среднее время пребывания этилена в реакторе 30 с; степень превращения ок. 20%.

Процесс при низком давлении осуществляют в условиях гетерог. или гомог. катализа (о механизме см. Координационно-ионная полимеризация). Технол. схема получения полиэтилена нд в суспензии включает след. стадии: приготовление суспензии катализатора, напр. Ti(OR)nCl4_n, нанесенного на MgCl2 или MgO, и р-ра активатора (напр., A1R3), полимеризацию этилена (70-95 °С, давление 1,5-3,3 МПа), удаление р-рителя, сушку и гранулирование полиэтилена. Степень превращения этилена 98%, концентрация полиэтилена в суспензии 45%; единичная мощность реакторов с усовершенствованной системой теп-лосъема до 60-75 тыс. т/год.

Процесс получения полиэтилена в р-ре (чаще в гексане) проводят при 160-250 °С, давлении 3,4-5,3 МПа, время контакта с катализатором 10-15 мин (кат.-СrO3 на силикагеле, Ti-Mg или др.). Полиэтилен из р-ра выделяют удалением р-рителя последовательно в испарителе, сепараторе и вакуумной камере гранулятора. Гранулы полиэтилена пропаривают водяным паром при т-ре, превышающей т-ру плавления полиэтилена (в воду переходят низкомол. фракции полиэтилена и нейтрализуются остатки катализатора). Преимущества метода перед суспензионным: исключение стадий отжима и сушки полимера, возможность утилизации теплоты полимеризации для испарения р-рителя, более легкое регулирование мол. массы полиэтилена.

Газофазную полимеризацию этилена проводят при 90-100 °С и давлении 2 МПа (кат.-хромсодержащее соед. на силикагеле). В ниж. части реактор имеет перфорир. решетку для равномерного распределения подаваемого этилена с целью создания кипящего слоя, в верхней - расширенную зону, предназначенную для снижения скорости газа и улавливания осн. массы частиц образовавшегося полиэтилена.

Т. наз. линейный полиэтилен, полученный всеми способами полимеризации этилена при низком давлении, представляет собой сополимер этилена с высшими а-олефинами, напр, а-бутеном, а-гексеном, 4-метилпентеном (назв. "линейный" в данном случае условно, т. к. этот полиэтилен содержит боковые ответвления сомономера). Плотность полиэтилена регулируют кол-вом а-олефина. По св-вам он близок полиэтилену нд, но превосходит его по прочности и стойкости к растрескиванию.

Полиэтилен перерабатывают при 120-280 °С всеми известными методами, применяемыми для переработки термопластов (см. Полимерных материалов переработка).

Наиб. широко полиэтилен применяют для произ-ва пленок техн. и бытового назначения (см. Пленки полимерные). Из полиэтилена изготовляют емкости для хранения агрессивных сред, конст-рукц. детали, арматуру, вентиляц. установки, гальванич. ванны, струйные насосы, детали автомашин, протезы внутр. органов, электроизоляцию, высокопрочное волокно (см. По-лиолефиновые волокна), пенополиэтилен (см. Пенопласты), предметы домашнего обихода и др.

Мировое произ-во полиэтилена более 30 млн .т/год (1988). Крупномасштабное произ-во полиэтилена вд сокращается благодаря получению "линейного" полиэтилена при низком давлении.

Впервые полиэтилен получен в 1932 методом высокого давления в Великобритании, методом низкого давления-в 1953 в ФРГ.

Лит.: Энциклопедия полимеров, т. 3, М., 1977; Кристаллические полиоле-фины, т. 1 - Синтез, пер. с англ., М., 1979; Полиэтилен низкого давления, Л., 1980; Полиэтилен высокого давления. Научно-технические основы промышленного синтеза, Л., 1988; Bohm L., "Chem.-Ing. Techn.", 1984, Bd 56, №9, S. 674-84; Choi K. J., Ray W. H, "J. Macrom. Sci. Rev. Macrom. Chem. Phys.", 1985, v. 25, № 1, p. 1-56. C.C. Иванчев.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн